normal_consistency — 3D `metrics` op

• Datenarten: points × normals → measurement

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.normal_consistency(points_a, normals_a, points_b, normals_b) (die Implementierung direkt: import metrics3d; metrics3d.normal_consistency(points_a, normals_a, points_b, normals_b); aus dem Register: ops3d.get("normal_consistency"))

Verwendung

Normalenübereinstimmung über Nächste-Nachbar-Korrespondenzen = mean|cos(na, nb)| (Orientierung ignoriert). → [0,1]. 1 = perfekte Übereinstimmung.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

Raises ValueError: 点群が空 or (N,3) でない/法線が点と 1 対 1 でない場合。

計算: `points_a の各点について points_b の最近傍(cKDTree、k=1`)を

取り、その点の法線 `nb と自分の法線 na` を単位化(ノルム + 1e-12 で割る)

して `|na · nb|` を平均する。絶対値を取るので法線の向き(表裏)の不一致は

無視される。非対称(`a → b` の一方向のみ。逆向きが要るなら引数を入れ替えて

もう一度呼ぶ)。

引数: `points_a (N, 3)、normals_a (N, 3)、points_b (M, 3)`、

`normals_b (M, 3)。4 つとも空でない (*, 3)` であること、法線の行数が

対応する点群の行数と一致することを検査する(違反は `ValueError`)。ゼロ法線は

`1e-12` で割られてほぼ 0 の寄与になる(エラーにしない)。

返り値: Python `float、[0, 1]`。1 = 全対応で法線が平行。乱雑な法線対なら

3-D では期待値 0.5 程度になる(cos の絶対値の平均)。

注意: 位置の近さは見ない(遠い最近傍でも法線だけ比べる)。位置と合わせて評価する

なら `chamfer_distance / fscore` と併用する。法線が無い雲は

`estimate_point_normals`(局所 PCA)で作ってから渡す。

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• blender_interop — Blender との併用 — 形を作って fullseye で測る(軸・単位・正解データの罠)

• measurement_uncertainty — 計測の不確かさと校正の知識 — 「測れている」を主張するために

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• metrics_eval — py -3.11 examples_3d/metrics_eval.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `measurement` als Eingabe)

vol_gaussian_psf · fuse_to_voxel · fresnel_reflectance · snell_angle

Gleiche Kategorie (`metrics`)

chamfer_distance · hausdorff_distance · m3c2_distance · fscore · rmse_correspondence · voxel_iou · pose_error

*Provenance: metrics3d.py — 3D Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

normal_consistency — 3D metrics op