⚠️ BEFORE FIX 注記: 本ドキュメントの数値はすべてシェーディング法線アーティファクト (TEST_12,2026-08-18 修正)込みで 測定されたものである.本実験の完全軸対称化がこのバグの発見につながった.修正後の再測定では 現行筐体 CoV 0.0610 / 球ロフト 0.0628 と両者ほぼ同等(実機 0.0695)であり, 「幾何理想極限でも CoV 床 ≈0.12」「球で現行比 -30% 改善」という本文の結論は撤回する. 現行筐体はすでに理想積分球に近い混合性能を持つ,が修正後の結論. 実験設計・経緯・修正前の相対比較の記録として本文を保持する.
TEST_10 で,ロフト重み(対称なフレア拡大)は体積 +66% まで振っても全灯分布に実質不感と確定した.本実験は幾何レバーを極端側に振り切る: 実機筐体の構成(前側/後側/カバー/ホルダ/スマホ)をすべて外し,評価板だけを共通土台として残して完全に閉じた球殻で囲み,単灯・完全間接照明という理想積分球条件で照明均一性がどこまで到達するかの**上限(upper bound)**を測る.
| 要素 | 内容 |
|---|---|
| 球殻 | configs/meshes/球殻_r100.stl.内半径 100mm・厚 3mm・中心 (0, 0, -40).scripts/generate_sphere_housing.py で生成(icosphere subdiv=6 の内外 2 面 163,840 faces,watertight,体積 388,361mm³ で理論値と一致=内面法線反転の正当性確認済み).開口なしの完全閉球 |
| 評価板 | 照明ムラ補正ボード.stl を現行と同位置・同材料のまま内包(最遠角 (49.5, 51, 12.5) は中心から 88.4mm < 100mm) |
| 光源 | 1 灯のみ.現行と同じ 2.8×3.5mm area LED を軸上 (0, 0, -90)(-Z 極壁から 50mm 手前)に置き,向き (0, 0, -1) =壁向き.発光半球が後方壁側を向くため評価板への直接光は幾何的にゼロ |
| 材料 | 球殻・評価板とも blend w0.05_a0.1(TEST_10 確定条件) |
| radiance | 2807.247 W/(m²·sr)(現行 per-LED 校正値をそのまま使用.形状指標はスケール不変) |
| センサ | 現行と完全同一(orthographic Z=-50・ortho_scale (50, 52)・512²) |
| レンダ | path・d=16・spp=8192(下記「分散対策の経緯」参照).llvm_ad_rgb で約 36 分 |
| config / 出力 | configs/scene_sphere_r100.yaml → output/sphere_r100/ |
当初案「壁 5mm 手前 (z=-135)」は path tracer の分散が実用不能だった(spp=64 で相対ノイズ σ=89%.直接照射キャップが半径 31mm と小さく NEE がほぼ外れる+壁 5mm の 1/r² 特異で firefly).対策として:
ptracer(光源側追跡)は orthographic センサ非対応(Endpoint::sample_direction(): not implemented)で本用途には使えない実行日: 2026-08-17.数値は output/sphere_r100/{summary.csv,metrics.csv},比較図は output/_slide_panels/sphere_r100_{shape_roi,relative}.png.評価は TEST_10 と同一パイプライン(eval_baseline_dng_target_shape.yaml・SIM_ROI・mean アンカー 207.82).
| 指標 | 現行筐体 全灯 18 灯 (full_base) | 球体 r100 単灯 | 実機 全灯 18 灯 |
|---|---|---|---|
| CoV (ROI) | 0.1717 | 0.1350 | 0.0695 |
| peak/mean (ROI) | 1.491 | 1.323 | 1.155 |
| top/bot (ROI) | 0.878 | 1.021 | 0.919 |
| C/P ratio | 1.328 | 1.353 | 1.091 |
| gradient % | 24.72 | 26.10 | 8.35 |
| angular_ratio | 0.352 | 0.126 | — |
| centroid offset (norm) | 0.043 | 0.005 | — |
| NCC 対実機 (ROI) | 0.744 | 0.460 | 1.0 |
| mean/max(相対輝度) | 0.671 | 0.756 | 0.899 |
| min/max(相対輝度) | 0.241 | 0.531 | 0.660 |
分布の形: 中央明・周辺減光の滑らかな軸対称ドーム.断面プロファイルに不連続なし(最大段差 <1% =ノイズレベル,楕円窓縁の段差は生じない).周辺減光は Y 方向(-38%)が X 方向(-15%)より強く,これは楕円窓・ROI 形状を含む評価板系の共通特徴(3 セル同一条件のため比較は成立).
generate_sphere_housing.py → シーン YAML → build_sphere_panel.py)が整ったため,仮想幾何の理想化実験は今後低コストで追加できる(例: 半径スイープ,R=0.92 球,多灯球面配置).初版(上記)は評価板が球内に浮いた配置で,板の縁と球壁の間の隙間を光が回り込めた.ユーザー指摘「評価板がすっぽり嵌まるように置きたい」を受けて 2 段階で改訂した(2026-08-18):
configs/scene_sphere_r100_fit.yaml・球殻_r100_fit.stl): 球中心を (0,0,-92) へ移動し板裏面で断面円 48.4mm =板が断面を塞ぐ配置.ただし矩形と円の不整合で四隅が球壁を貫通・ROI 四隅に壁が写る.3D 確認段階でロフト版に置き換え(レンダ未実施)configs/scene_sphere_r100_loft.yaml・球ロフト_r100.stl): Fusion のロフトに相当する「板輪郭矩形 → 球断面円」の遷移スカートをスクリプト生成(scripts/generate_sphere_loft_housing.py.板輪郭 1.5mm 内側のリムを z=0=板実体に 4.5mm 食い込む高さに置いてシール,z=-40 の断面円 85.4mm へ Hermite ブレンド=球側接線連続,以深は球 r=100・中心 (0,0,-92) のお椀.watertight 縫合).LED は新 -Z 極(z=-192)の 50mm 手前 z=-142・壁向き(直接光ゼロ維持)あわせて 2 つの運用変更(ユーザー指示):
sm-visualize --no-bake / show_led_geometry.py で確認画像を提示 → OK 後にレンダ.CLAUDE.md 必須ルールに追記)実行日: 2026-08-18.数値は output/sphere_r100_loft/{summary.csv,metrics.csv},比較図は output/_slide_panels/sphere_loft_{shape_roi,relative}.png(1×4 パネルに拡張).
| 指標 | 現行筐体 全灯 | 球体 浮き配置 単灯 | 球ロフト一体 単灯 | 実機 全灯 |
|---|---|---|---|---|
| CoV (ROI) | 0.1717 | 0.1350 | 0.1204 | 0.0695 |
| peak/mean (ROI) | 1.491 | 1.323 | 1.392 | 1.155 |
| top/bot (ROI) | 0.878 | 1.021 | 1.020 | 0.919 |
| C/P ratio | 1.328 | 1.353 | 1.310 | 1.091 |
| gradient % | 24.72 | 26.10 | 23.66 | 8.35 |
| angular_ratio | 0.352 | 0.126 | 0.110 | — |
| NCC 対実機 (ROI) | 0.744 | 0.460 | 0.445 | 1.0 |
| mean/max(相対輝度) | 0.671 | 0.756 | 0.718 | 0.899 |
| min/max(相対輝度) | 0.241 | 0.531 | 0.502 | 0.660 |
ロフト一体化版の光源は矩形 LED(2.8×3.5mm)のままで,系の軸対称性を破る最後の要素だった.ユーザー指示により発光面を**同面積(9.8mm²)の円板(半径 1.7662mm)**に置換し,幾何・光源とも完全軸対称の構成にした(2026-08-18).
shape: disk(radius 必須)を追加(rectangle+size は後方互換).SPEC_02 更新,スケール実寸検証を含むテスト追加configs/scene_sphere_r100_loft_disk.yaml → output/sphere_r100_loft_disk/.発光面形状以外はロフト版と完全同一(位置 (0,0,-142)・壁向き・radiance・spp=1024・d=16)| 指標 | 球ロフト 矩形 LED | 球ロフト 円形光源 |
|---|---|---|
| CoV (ROI) | 0.12044 | 0.12047 |
| peak/mean (ROI) | 1.3923 | 1.3931 |
| angular_ratio | 0.1098 | 0.1098 |
| centroid offset (norm) | 0.00472 | 0.00472 |
| NCC 対実機 (ROI) | 0.4452 | 0.4453 |
全指標が MC ノイズ(σ≈2.3%)内で完全一致.完全間接キャビティでは発光面の形(矩形 vs 円板)は結果に影響しない=「Lambertian 拡散壁の多重反射が光源形状を洗い流す」(TEST_09 §追加観察)の再確認であり,矩形 LED の非軸対称性は残差要因ではないことが確定した.以後,円形光源版(完全軸対称)を球体筐体実験の正準構成とする.