diff --git "a/docs/06_TEST/TEST_18_\347\205\247\346\230\216\351\205\215\347\275\256\344\276\235\345\255\230\346\200\247\343\201\256\347\220\203\343\201\250\347\253\213\346\226\271\344\275\223\343\201\256\346\257\224\350\274\203.md" "b/docs/06_TEST/TEST_18_\347\205\247\346\230\216\351\205\215\347\275\256\344\276\235\345\255\230\346\200\247\343\201\256\347\220\203\343\201\250\347\253\213\346\226\271\344\275\223\343\201\256\346\257\224\350\274\203.md" index 3f544e1..4fadaec 100644 --- "a/docs/06_TEST/TEST_18_\347\205\247\346\230\216\351\205\215\347\275\256\344\276\235\345\255\230\346\200\247\343\201\256\347\220\203\343\201\250\347\253\213\346\226\271\344\275\223\343\201\256\346\257\224\350\274\203.md" +++ "b/docs/06_TEST/TEST_18_\347\205\247\346\230\216\351\205\215\347\275\256\344\276\235\345\255\230\346\200\247\343\201\256\347\220\203\343\201\250\347\253\213\346\226\271\344\275\223\343\201\256\346\257\224\350\274\203.md" @@ -64,21 +64,38 @@ 真下向き（−Z）は板が発光面の背後になるので直接光がゼロでバッフル不要．遮蔽率は バッフル付き全条件で 55,473〜221,892 本 100%（cuda でレイキャスト）． +### 均一性の指標 + +- **構造 CoV**: MC ノイズを差し引いた CoV（TEST_15 以降と同じ）． +- **a1**: 板軸フレームの m=1 方位フーリエ係数（正＝LED 側が明るい．TEST_17 と同じ）． +- **min**（本実験で導入）: **最大を 1 としたときの最小値**＝ノイズ補正付き最小/最大比 + （`evaluation/fullimage.py`）．σ=12 px のガウス平滑化後の min/max から，ノイズだけの場 + （残差を空間シャッフルして同じ平滑化を掛けたもの）の極値を差し引く．画像全体で評価するので + 同心円状でない分布でも正しく，対称な分布では従来の輪帯平均 min/max と ±0.01 以内で一致し， + ノイズ床は ±0.004（軸上スイープ 20 条件で検証．`scripts/build_fullimage_minmax.py`）． + 従来の輪帯平均 min/max は方位方向に平均するため，オフ軸配置では非対称を見逃して 0.97〜0.99 に + 張り付く（`minmax_asymmetry.png`．差と \|a1\| の相関 0.93〜0.95）ので本実験では使わない． + 輝度マップパネル（`maps/`）の各マップに書いた min もこの値． + ## 結果 1 — 位置依存: 球は立方体の 1/2〜1/3 (Position Dependence) `position_sensitivity.png`．非対称は TEST_17 と同じ m=1 符号付き係数 a1（正＝LED 側 （+X）が明るい）で，直交成分 b1 ≤0.33% がノイズ対照． -| 形状・サイズ | 構造 CoV 軸上 | θ 全域の平均 | 最大（最悪 θ） | 幅 max−min | max\|a1\| | -| --- | --- | --- | --- | --- | --- | -| 球 r=100 | 0.0311 | 0.0244 | 0.0311（0°） | 0.0153 | 4.1% | -| 球 r=135 | 0.0231 | 0.0199 | 0.0321（110°） | 0.0229 | 4.1% | -| 球 r=170 | 0.0193 | 0.0164 | 0.0289（120°） | 0.0232 | 3.8% | -| 球 r=250 | 0.0145 | 0.0121 | 0.0244（120°） | 0.0202 | 3.1% | -| 立方体 L=141 | 0.0280 | 0.0513 | 0.0951（120°） | 0.0671 | 9.6% | -| 立方体 L=187 | 0.0178 | 0.0403 | 0.0888（120°） | 0.0710 | 11.2% | -| 立方体 L=234 | 0.0139 | 0.0293 | 0.0652（120°） | 0.0514 | 8.3% | -| 立方体 L=340 | 0.0096 | 0.0182 | 0.0348（120°） | 0.0252 | 4.5% | +| 形状・サイズ | 構造 CoV 軸上 | θ 全域の平均 | 最大（最悪 θ） | 幅 max−min | max\|a1\| | min 軸上 | min 最良（θ） | min 最悪（θ） | min の幅 | +| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | +| 球 r=100 | 0.0311 | 0.0244 | 0.0311（0°） | 0.0153 | 4.1% | 0.866 | 0.922（40°） | 0.866（0°） | 0.056 | +| 球 r=135 | 0.0231 | 0.0199 | 0.0321（110°） | 0.0229 | 4.1% | 0.909 | 0.958（30°） | 0.886（110°） | 0.072 | +| 球 r=170 | 0.0193 | 0.0164 | 0.0289（120°） | 0.0232 | 3.8% | 0.931 | 0.978（30°） | 0.898（120°） | 0.080 | +| 球 r=250 | 0.0145 | 0.0121 | 0.0244（120°） | 0.0202 | 3.1% | 0.951 | 0.980（20°） | 0.905（120°） | 0.075 | +| 立方体 L=141 | 0.0280 | 0.0513 | 0.0951（120°） | 0.0671 | 9.6% | 0.887 | 0.887（0°） | 0.646（120°） | 0.240 | +| 立方体 L=187 | 0.0178 | 0.0403 | 0.0888（120°） | 0.0710 | 11.2% | 0.932 | 0.932（0°） | 0.732（120°） | 0.200 | +| 立方体 L=234 | 0.0139 | 0.0293 | 0.0652（120°） | 0.0514 | 8.3% | 0.948 | 0.948（0°） | 0.790（120°） | 0.158 | +| 立方体 L=340 | 0.0096 | 0.0182 | 0.0348（120°） | 0.0252 | 4.5% | 0.964 | 0.964（0°） | 0.875（120°） | 0.088 | + +- **min でも同じ結論**: θ 全域での min の幅は球 0.056〜0.080，立方体 0.088〜0.240（1.1〜4.3 倍）． + 最悪配置の min は球 0.87〜0.91 に対し立方体 0.65〜0.88．立方体は全サイズで軸上（θ=0）が最良で， + 球は θ=20〜40° が最良（旧材質．結果 7 参照） - **配置依存の幅は立方体が球の 1.2〜3.1 倍，非対称の最大は 1.5〜2.7 倍**．θ 全域の平均 構造 CoV も全ペアで立方体が悪い（1.5〜2.1 倍） @@ -108,6 +125,8 @@ 球 r=100・θ=120° の壁法線向きはバッフル半径が r の 59% になり板への光がほぼ消えた （生 mean 0.000）ため無効条件として除外する - 向きの影響は形状差より大きい: 同じ位置でも向きで 2〜5 倍変わる +- min で見ても同じ: ペア 3（r=170 / L=234）の θ=90° で板向き 0.933 / 0.897，真下向き 0.922 / 0.869， + 壁法線向き 0.856 / 0.721．立方体 L=141 の壁法線向きは 0.47〜0.52 まで落ちる ## 結果 3 — 個数: 対向 2 灯以上で形状差は消える (Count) @@ -122,6 +141,17 @@ | 立方体 L=234 | 0.0323 | 0.0049 | 0.0089 | 0.0047 | 0.0139 | | 立方体 L=340 | 0.0208 | 0.0067 | 0.0062 | 0.0064 | 0.0096 | +同じ条件の min（最大を 1 としたときの最小値）: + +| 形状・サイズ | N=1 | N=2 | N=3 | N=4 | 参考: 軸上 1 灯 | +| --- | --- | --- | --- | --- | --- | +| 球 r=100 | 0.884 | 0.961 | 0.959 | 0.967 | 0.866 | +| 球 r=170 | 0.933 | 0.958 | 0.976 | 0.988 | 0.931 | +| 球 r=250 | 0.942 | 0.975 | 0.976 | 0.979 | 0.951 | +| 立方体 L=141 | 0.822 | 0.959 | 0.926 | 0.969 | 0.887 | +| 立方体 L=234 | 0.897 | 0.978 | 0.962 | 0.974 | 0.948 | +| 立方体 L=340 | 0.905 | 0.982 | 0.943 | 0.970 | 0.964 | + - **対向 2 灯で m=1 は ≤0.3% に消え**，構造 CoV は 1 灯の 1/4〜1/6．**単灯軸上より均一** になる（球・立方体とも全サイズで） - N=4 でも N=2 とほぼ同じ．**2 灯以上では球と立方体の差は 0.001〜0.004 に縮み**， @@ -135,7 +165,8 @@ ## 結果 4 — ノイズフロア (Noise Floor) seed を変えた 3 回の再レンダ（ペア 3・θ=90°・1 灯）: 構造 CoV は球 0.0207±0.0007， -立方体 0.0326±0.0005，a1 は ±0.08%．本実験で論じた差はすべてこの 10 倍以上． +立方体 0.0326±0.0005，a1 は ±0.08%，min は球 0.933±0.007・立方体 0.891±0.007． +本実験で論じた差はすべてこの 10 倍以上（min は 5 倍以上）． **seed を変えずに再レンダしても指標は 4 桁まで一致する**（画素はノイズ程度に変わるが 集計で消える）ため，再現性条件は `render.seed` を変えた YAML にした． @@ -152,11 +183,16 @@ | L=234 | 0.0323 | 0.0355 | 0.0421 | 0.0460 | 1.42 | | L=340 | 0.0208 | 0.0221 | 0.0247 | 0.0277 | 1.33 | | L=141 a1_led | −7.1% | −7.7% | −9.6% | −11.2% | | +| L=141 min | 0.822 | 0.734 | 0.663 | 0.629 | 0.77 | +| L=187 min | 0.850 | 0.808 | 0.766 | 0.731 | 0.86 | +| L=234 min | 0.897 | 0.847 | 0.801 | 0.797 | 0.89 | +| L=340 min | 0.905 | 0.910 | 0.896 | 0.885 | 0.98 | - 立方体は**面の中央が最良で，稜へ寄せるほど単調に悪化**（構造 CoV で 1.3〜1.75 倍， 非対称で 1.3〜1.6 倍）．稜の近くでは隣の面の一次照射も加わり，暗い側が広がる - 球の対照（φ=45°）は φ=0° と 2〜9% 以内で一致（軸対称．ずれは板の 99×102 の - 非正方形分）．**位置依存に加えて「面のどこか」にも依存するのが立方体** + 非正方形分．min は 0.871〜0.948 で φ=0° と ±0.04 以内）．**位置依存に加えて「面のどこか」にも + 依存するのが立方体**（min は稜寄りで 0.63〜0.80 まで落ちる） ## 結果 6 — 真下向き多灯（バッフル無し）は成立するが板向き多灯には劣る (Downward Ring) @@ -172,6 +208,17 @@ | 立方体 L=234 | 0.0332 | 0.0106 | 0.0095 | 0.0075 | 0.0053 | 0.0139 | | 立方体 L=340 | 0.0242 | 0.0109 | 0.0098 | 0.0094 | 0.0066 | 0.0096 | +同じ条件の min: + +| min | N=1 | N=2 | N=4 | N=8 | 板向き N=8（バッフル付き） | +| --- | --- | --- | --- | --- | --- | +| 球 r=100 | 0.889 | 0.942 | 0.956 | 0.950 | 0.981 | +| 球 r=170 | 0.922 | 0.958 | 0.979 | 0.970 | 0.978 | +| 球 r=250 | 0.902 | 0.928 | 0.929 | 0.956 | 0.983 | +| 立方体 L=141 | 0.821 | 0.912 | 0.910 | 0.915 | 0.972 | +| 立方体 L=234 | 0.869 | 0.957 | 0.954 | 0.973 | 0.973 | +| 立方体 L=340 | 0.900 | 0.941 | 0.945 | 0.953 | 0.977 | + - 真下向きでも **2 灯以上で m=1 は ≤0.5% に消え**，構造 CoV は 1 灯の 1/2〜1/4． 球は全サイズで単灯軸上より均一，立方体はペア 1〜3 で単灯軸上より均一・最大サイズで同等 - ただし**板向き＋バッフルの多灯（0.004〜0.008）には 1.5〜2.5 倍劣る**．真下向きは @@ -195,6 +242,18 @@ | 立方体 L=141 | 0.0280 / 0.0513 / 0.0671 / 9.6% → 0.0199 / 0.0522 / 0.0975 / 11.3% | | 立方体 L=234 | 0.0139 / 0.0293 / 0.0514 / 8.3% → **0.0056** / 0.0294 / 0.0773 / 10.8% | +同じ条件の min（軸上 / θ=30° / θ=90° / θ=120° / θ 全域の幅）: + +| 位置スイープ | 旧材質 → 校正材質 | +| --- | --- | +| 球 r=100 | 0.866 / 0.907 / 0.884 / 0.907 / 0.056 → **0.940** / 0.923 / 0.864 / 0.866 / 0.085 | +| 球 r=170 | 0.931 / 0.978 / 0.933 / 0.898 / 0.080 → **0.987** / 0.968 / 0.913 / 0.884 / 0.103 | +| 立方体 L=141 | 0.887 / 0.849 / 0.822 / 0.646 / 0.240 → 0.913 / 0.862 / 0.797 / 0.593 / 0.320 | +| 立方体 L=234 | 0.948 / 0.925 / 0.897 / 0.790 / 0.158 → **0.980** / 0.952 / 0.866 / 0.751 / 0.230 | + +多灯（ペア 3・θ=90°）の min: 板向き N=2 は球 0.958 → 0.970・立方体 0.978 → 0.970，N=4 は +球 0.988 → 0.988・立方体 0.974 → 0.981，真下向き N=4 は球 0.979 → 0.979・立方体 0.954 → 0.958． + - **配置依存の幅は球 0.030 vs 立方体 0.077〜0.098（2.6〜3.3 倍），max\|a1\| は 4.5〜5.7% vs 10.8〜11.3%（2〜2.4 倍）で，球の優位はむしろ広がる**（ρ が下がり多重反射の混合が弱まる分， 立方体の劣化が大きい）