photometric_stereo — 3D `photometric` op

• Datenarten: images → normalmap

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.photometric_stereo(images, lights, mask=None, normalize=True, *, lit_only=False, lit_thresh=0.001) (die Implementierung direkt: import photometric; photometric.photometric_stereo(images, lights, mask=None, normalize=True, *, lit_only=False, lit_thresh=0.001); aus dem Register: ops3d.get("photometric_stereo"))

• Rückgabewert über das Register: fullseye.ledger.photometric_stereo(...) liefert **nur den Wert des deklarierten Out-Typs normalmap** (die zugrunde liegende Funktion gibt zusätzlich Hilfsinformationen zurück). Wird das Verworfene gebraucht, nutze fullseye.ledger.photometric_stereo.raw(...) oder rufe photometric.photometric_stereo direkt auf.

Verwendung

Lambertsches photometrisches Stereo: rekonstruiert Normalen und Albedo aus N Bildern unter bekannten Lichtrichtungen. → (normals HxWx3, albedo HxW).

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

I_n = albedo * max(N·L_n, 0)。各画素で g = albedo*N を最小二乗 g = pinv(L) @ I で解き、

albedo=|g|, normal=g/|g|。N>=3 必要。albedo~0 や mask 外の画素は normal=(0,0,1)。

normalize=True で光源ベクトルを単位方向に正規化(render_lambertian と同一規約 = アルベド絶対値が正しく出る)。

強度重み付き光源を使うなら normalize=False にし、合成側も生ベクトルで揃えること。

lit_only(2026-09-04 追加): 付着影(attached shadow)を外して解く。モデルの

max(·, 0) は非線形なので、N·L < 0 の観測(真の値は 0)を線形最小二乗にそのまま入れると

解が偏る ―― 実測: 影も AO も無い球で中央値 9°、点灯している光源だけで解くと

0.000°。既定は False(従来の挙動を変えない)。True にすると画素ごとに

I > lit_thresh の光源だけを使って解き直す。同じ点灯パターンの画素をまとめて

1 回の疑似逆行列で処理するので、追加コストは光源数ぶんのパターン数に比例する程度

(6 灯なら最大 64 群)。点灯光源が 3 未満の画素は全光源の解に戻す(fail-open:

解けない画素を NaN にするより、偏っていても値がある方が下流の積分が壊れない)。

lit_thresh: 「点灯している」とみなす輝度の下限。撮影ノイズより上に置く。

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)

• photometric_stereo — py -3.11 examples_3d/photometric_stereo.py

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

fuse_to_voxel · render_shaded · phong_shade · matcap_shade · brdf_lommel_seeliger · brdf_hapke · bump_normals_fbm · integrate_normals

Gleiche Kategorie (`photometric`)

surface_normals · integrate_normals · render_lambertian

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

photometric_stereo — 3D photometric op