hx_shade_height_field — 2D `halcon_ext` op

• データ種: image → image

• 呼び出し: fullseye.apply(img, "hx_shade_height_field", a=0.5, b=0.5) (2-D は 1 画像 + 2 スカラつまみ a,b∈[0,1] のモデル)

• HALCON 相当: shade_height_field(意味・パラメータは HALCON リファレンスが参考になる)

hx_shade_height_field: input → output

*図は合成の入力 128×128 で実際に走らせた出力。左が入力、右が出力。点群は上から見た散布(明るさ = z)、1-D 列は折れ線、体積は z 方向の最大値投影、動画は中央フレーム、複素画像は振幅、絵にならない返り値は値そのもの。*

*出力は viridis 風の疑似カラー(暗い紫 = 小、黄 = 大)。距離・位相・向き・深度のような「量の場」を読むため。*

つまみ a を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

▸ hx_shade_height_field: knob a sweep (docs site)

つまみ b を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

▸ hx_shade_height_field: knob b sweep (docs site)

別の画像でも(合成シーン / 写真 / 硬貨。上段が入力、下段がその出力。つまみは既定):

▸ hx_shade_height_field: other inputs (docs site)

*4 列目はカラー (H,W,3) の入力。この op は色を跨がずに扱える(色チャネルを 3 本目の空間軸として畳み込まない)。*

使い方

高さ場 v を Lambertian 陰影で描画(法線×光源)。方位 a・仰角 b の光源。

`v を高さ場(gray 値 = 高さ、画素間隔 1)とみなし、np.gradient の (gy, gx)` から法線

`n = (-gx, -gy, 1) / sqrt(gx^2 + gy^2 + 1) を作り、方向 l = (cos(el)cos(az), cos(el)sin(az), sin(el))` の

平行光との内積 `n·l` を 0 で下から clip し、min-max で [0,1] に正規化して返す(Lambertian 陰影)。

• `a → 光源の方位角 az = a*2*pi(lx = cos(az) が列方向、ly = sin(az)` が行方向の成分)。

• `b → 光源の仰角 el = (0.2 + 0.7*b) * pi/2`(約 18°〜81°。1 で真上に近い)。

注意: 高さのスケール係数が無く、[0,1] の値を数百画素にわたって微分するため勾配はごく小さい。そのままでは

陰影の差がほとんど無いが、最後の min-max 正規化で見える化している。したがって出力の絶対的な明るさに意味は

無く、入力が平坦だと全画素 0 になる。深度画像や `hx_fit_surface2` で推定した背景面の凹凸を目で確かめる用途向け。

何も写っていないフレーム(実測): 明るさが一様な画像を入れると、明るさに関係なく空(全画素が背景 0)になる。真っ白でも真っ黒でも同じで、明るさそのものでは何も検出しない。

詳しい使い方ガイド

• gallery2d_halcon_ext ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

Studio で試す

下のプログラムは実際に走ることを確かめてある(図と同じ入力)。Studio のヘルプではこのブロックがボタンになり、その場で読み込んで実行できる。

hx_shade_height_field 0.50 0.50

▸ Load this pipeline · Load & run

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• gallery2d_halcon_ext — py -3.11 examples/gallery2d_halcon_ext.py

型が繋がる次の op(`image` を入力に取れる)

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

同カテゴリ(`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 operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

hx_shade_height_field — 2D halcon_ext op

使い方