hx_shade_height_field — 2D halcon_ext op

• 数据种类:image → image

• 调用:fullseye.apply(img, "hx_shade_height_field", a=0.5, b=0.5)(2-D 的模型是一张图 + 两个标量旋钮 a,b∈[0,1])

• HALCON 对应:shade_height_field(其含义与参数可参考 HALCON 手册)

hx_shade_height_field: input → output

*图为在 128×128 合成输入上实际运行的输出。左为输入,右为输出。点云以俯视散点显示(亮度 = z),一维序列为折线,体数据为沿 z 的最大值投影,视频为中间帧,复数图像为幅值;无法成像的返回值直接显示数值。*

*输出以类 viridis 伪彩色显示(深紫 = 小,黄 = 大),便于读取距离、相位、方向、深度这类“量的场”。*

扫描旋钮 a(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋钮取默认):

▸ hx_shade_height_field: 旋钮 a 扫描 (文档网站)

扫描旋钮 b(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋钮取默认):

▸ hx_shade_height_field: 旋钮 b 扫描 (文档网站)

换别的图像(合成场景 / 照片 / 硬币。上排为输入,下排为对应输出。旋钮取默认):

▸ hx_shade_height_field: 其他输入图像 (文档网站)

*第 4 列是彩色 (H,W,3) 输入。此算子能正确处理颜色而不跨通道(不把颜色通道当作第三个空间轴卷积)。*

用法

用 Lambert 着色渲染高度场 v(法线×光源)。光源方位 a・仰角 b。

把 v 视为高度场(gray 值 = 高度,像素间距 1),由 np.gradient 的 (gy, gx) 构造法线 n = (-gx, -gy, 1) / sqrt(gx^2 + gy^2 + 1),把它与方向为 l = (cos(el)cos(az), cos(el)sin(az), sin(el)) 的平行光的内积 n·l 在 0 处从下方截断,再用 min-max 归一化到 [0,1] 后返回(Lambertian 阴影)。

• a → 光源方位角 az = a*2*pi(lx = cos(az) 是列方向分量,ly = sin(az) 是行方向分量)。

• b → 光源仰角 el = (0.2 + 0.7*b) * pi/2(约 18°〜81°。1 时接近正上方)。

注意:没有高度的尺度系数,而且是对 [0,1] 的值在数百像素范围内求导,因此梯度极小。照原样的话阴影几乎没有差别,但最后的 min-max 归一化使其可见。因此输出的绝对亮度没有意义,输入平坦时全部像素为 0。适合用肉眼确认深度图像或用 hx_fit_surface2 估计的背景面的凹凸。

空帧(实测):输入亮度均匀的图像时,无论亮度如何,结果都为空(全部像素为背景 0)。纯白与纯黑表现相同;仅凭亮度检测不到任何东西。

详细使用指南

• gallery2d_halcon_ext 族使用指南

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。

• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。

在 Studio 中试试

下面的程序已确认可以运行(与图相同的输入)。在 Studio 帮助中,此块会变成按钮,可当场加载并运行。

hx_shade_height_field 0.50 0.50

▸ 载入此流水线  ·  载入并运行

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• gallery2d_halcon_ext — py -3.11 examples/gallery2d_halcon_ext.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 image 作为输入)

identity · gaussian · mean_box · bilateral · unsharp · median · min_filter · max_filter

同类别(halcon_ext)

hx_gen_circle · hx_gen_ellipse · hx_gen_rectangle2 · hx_gen_checker_region · hx_gen_grid_region · hx_gabor · hx_fit_surface1 · hx_fit_surface2


*Provenance: ops.py — 2D 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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