plane_sdf — 3D sdf_csg op

• 数据种类:coordgrid → sdf

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.plane_sdf(grid, point, normal)(要直接调用实现,import sdf_ops; sdf_ops.plane_sdf(grid, point, normal);从台账取用则 ops3d.get("plane_sdf"))

用法

半空间(被平面切出的一侧)的精确有符号距离场(内侧为负、外侧为正)。

sdf(p) = (p - point) · n̂。法线 n̂ 所指的一侧为外侧(正),相反一侧为内侧。用于倒角、切割、“只保留基板以上部分”这类只保留一侧的运算。叠加 sdf_intersect 可构造任意凸多面体。但 用 max 求交在角的外侧并不严格:用 6 个平面构造长方体时,占用(<= 0)和内侧的值与 box_sdf 完全一致,但外侧在角附近最多会低估 2.1(半边长 2 的盒子、网格 0.25 实测)—— 这是 CSG 的标准性质,如果需要距离本身,请使用 box_sdf。

严格性:平面在全空间梯度范数为 1,因此该值在任何地方都是真正的有符号距离 (不需要像 box_sdf 那样在角处切换的分情况处理)。

参数与校验(ValueError):

• grid:最后一轴为 3 的 float 数组 (..., 3)(grid_coords 的输出或点列)。

• point:平面上的 1 个点(元素数 3)。

• normal:平面的法线(元素数 3,拒绝零向量和 NaN)。长度自动归一化为 1, 因此大小不影响结果(只有方向有意义)。

返回值:grid.shape[:-1] 的 float64。法线一侧为正,相反一侧为负,平面上为 0。

用法:sdf_subtract(part, plane_sdf(g, p, n)) 即“削去该平面法线一侧的部分”。想反转方向时,将 normal 的符号取反(-sdf 也一样)。

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• sdf_csg — py -3.11 examples_3d/sdf_csg.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 sdf 作为输入)

sdf_to_occupancy · fuse_to_voxel · integrate · extract_surface_points · query_distance · sdf_union · sdf_intersect · sdf_subtract

同类别(sdf_csg)

grid_coords · sphere_sdf · box_sdf · cylinder_sdf · torus_sdf · capsule_sdf · sdf_union · sdf_intersect


*Provenance: sdf_ops.py — 3D 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

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