signed_distance_field — 3D transform op

• 資料種類:voxel → sdf

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.signed_distance_field(vol, device='cpu', iso=0.5)(要直接呼叫實作,import match3d; match3d.signed_distance_field(vol, device='cpu', iso=0.5);從台帳取用則 ops3d.get("signed_distance_field"))

• GPU:該運算子有 GPU 路徑(device="cuda")

用法

occupancy/密度 voxel → 符號距離場 SDF(內側<0・外側>0)。對兩側各做 edt_jfa。

SDF 是適合匹配的表示(平滑、梯度=法線、0 等值面=表面)。由 inside/outside 的歐氏距離差建構。GPU native。可在 voxel↔SDF↔occupancy 之間相互轉換。

定義: 設 occ = vol > iso,d_out = edt_jfa(occ)(各 voxel 到最近的佔據 voxel 的距離,佔據內部為 0),d_in = edt_jfa(~occ)(到最近的非佔據 voxel), sdf = d_out − d_in。外側為 +距離,內側為 −距離(voxel 單位,歐氏)。由於是 voxel 中心之間的距離,沒有值為 0 的 voxel,邊界上的佔據 voxel 為 −1,相鄰的非佔據 voxel 為 +1(0 等值面位於 voxel 之間)。iso 是密度→佔據的閾值(預設 0.5。計數密度時即「1 個點以上」)。全佔據、全空的 volume 在沒有 seed 的一側距離飽和為 1e6,全佔據時為 −1e6,全空時為 +1e6(不拋例外)。回傳值 (D,H,W) float32 numpy。

後續: 用 sdf_to_occupancy 轉回,用 voxel_to_mesh(sdf, iso=0.0) 取面,用 sobel3d 得法線場。

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• transforms_repr — py -3.11 examples_3d/transforms_repr.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 sdf 作為輸入)

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

同類別(transform)

points_to_voxel · gaussians_to_voxel · mesh_to_voxel · mesh_to_points · depth_to_points · voxel_to_mips · voxel_to_mesh · tsdf_from_depth

*Provenance: match3d.py — 3D 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

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