diff --git a/CLAUDE.md b/CLAUDE.md index 336b948..cf3aac7 100644 --- a/CLAUDE.md +++ b/CLAUDE.md @@ -10,6 +10,7 @@ 補足: 内部キャリブ調整は一旦中断し、**シミュ結果の見せ方（3D ビュー）改善**を実施．評価板実レンダ投影 → **path ベイク（`baker.py` mode="path"、多重反射込み per-face、scalar_rgb）** 追加 → 全メッシュ統一着色（共有 lit-clim・log・単一カラーバー）を既定化、`--render` は任意のテクスチャ投影オプション（評価板 E=π·L/ρ で同一スケール）、`--bake-cache` で 1 回計算→以後即時、`--opacity`/`--hide-below`/`--bake-smooth`/`--bake-scale` を追加．さらに **path ベイク max_depth を render 設定から独立（`--bake-max-depth`、既定 16）**＝後段多重反射を積分、**幾何カリング（`--cull-outward` 既定 ON、外向き ≈0 面を非描画）**＝暗殻の濁り/見かけ段差を解消、マーカー個別非表示フラグ、を追加．実装完了． 既知の制約（受容済み）: per-face ベイクはメッシュ境界の継ぎ目・粗メッシュのブロック感・低 samples の MC ノイズ・scalar_rgb の遅さ（高 samples 非現実的）あり．精細な評価は 2D `sm-evaluate` で行う（不変）．隣接内壁の見かけ段差は調査の結果「外向き ≈0 面の混在」が主因と判明＝幾何カリングで解消（内壁照度自体は物理どおりほぼ均一）． 次のアクション（可視化・コミット後の別タスク）: シーム/粒状感の解消には全メッシュ UV 統合＋シームレスライトマップベイク（別プロジェクト規模）．必要時に別途 `/implement`．path ベイク高速化（wavefront/GPU）も別タスク． +補足: **実機搭載 LED の物性確定**（LED Paradise LP-2835D90VW / Ra98 SunLightLED 2835 4000K、Vf 3.1V・If 60mA・Φv 16–19 lm @60mA・配光角 120°・規格通り 60mA 駆動前提）．規格値から独立推定した radiance ≈ 2030 W/(m²·sr) は現状校正値 2807 と 1.38× 差で、反射率 0.85→0.89 への調整で物理範囲内に説明可能．既知差分 #3（LED 実 W 値未検証）クローズ．**形状指標への影響なし**（線形ゲイン）．配光は厳密 Lambertian 仮定継続（詳細 IES 未提供、実 SMD 2835 のやや前方凸性は ISP LSC と打ち消し合う近似として現状妥当）．詳細: [SPEC_03 LED セクション](docs/04_SPEC/SPEC_03_基準設計の物理構成.md#led光源)． 次のアクション（キャリブ再開時）: 残差に **LSC（ISP レンズシェーディング）順方向モデル**を当てる（物理動機づけ低自由度形、overfitting 回避・取得パラメータ数明記）． 実装済みモジュール: diff --git "a/docs/04_SPEC/SPEC_03_\345\237\272\346\272\226\350\250\255\350\250\210\343\201\256\347\211\251\347\220\206\346\247\213\346\210\220.md" "b/docs/04_SPEC/SPEC_03_\345\237\272\346\272\226\350\250\255\350\250\210\343\201\256\347\211\251\347\220\206\346\247\213\346\210\220.md" index 74f3df3..8898163 100644 --- "a/docs/04_SPEC/SPEC_03_\345\237\272\346\272\226\350\250\255\350\250\210\343\201\256\347\211\251\347\220\206\346\247\213\346\210\220.md" +++ "b/docs/04_SPEC/SPEC_03_\345\237\272\346\272\226\350\250\255\350\250\210\343\201\256\347\211\251\347\220\206\346\247\213\346\210\220.md" @@ -35,23 +35,68 @@ ### 物理仕様 +実機搭載 LED は **LED Paradise「Ra98 SunLightLED 2835 チップ LED 4000K」（型番 LP-2835D90VW）** に確定（[商品ページ](https://www.led-paradise.com/product/2608)）．以下は同商品ページから取得した規格値で、駆動条件は **規格通り 60 mA フル駆動** を前提とする． + | 項目 | 値 | 根拠 | | --- | --- | --- | -| パッケージ | SMD 2835 | [REFERENCE/smd2835_datasheets.png](../../REFERENCE/smd2835_datasheets.png) | -| サイズ | 2.8 × 3.5 mm | データシート（Samsung / Bridgelux / Lumileds 共通） | -| 配光角（ビーム角） | 120°（≒ Lambertian） | データシート | +| 型番 | **LP-2835D90VW** | LED Paradise 商品ページ | +| パッケージ | SMD 2835 | 同上、[REFERENCE/smd2835_datasheets.png](../../REFERENCE/smd2835_datasheets.png) | +| サイズ（外形） | 2.8 × 3.5 mm | 2835 命名規則どおり（現 YAML の `size` と一致） | +| 色温度 | 3800–4250 K（公称 4000 K） | LED Paradise | +| 演色性 Ra | **98**（太陽光近似スペクトル） | 同上 | +| 順方向電圧 Vf | 3.1 V (typ) | 同上 | +| 順方向電流 If | 60 mA (max) | 同上．**実機は規格通り 60 mA で運用する前提** | +| 全光束 Φv | **16–19 lm @ 60 mA**（中央値 17.5 lm） | 同上 | +| 電気入力電力 | Vf × If ≈ **186 mW** | 上記から算出 | +| 配光角（ビーム角） | **120°**（半値全幅、Lambertian と数学的に整合） | 同上 | +| 詳細配光プロファイル（IES） | **未提供** | LED Paradise 商品ページにデータシート PDF 掲載なし | +| 分光分布（SPD） | グラフ未提供（4000K Ra98 と説明のみ） | 同上 | + +※ Ra98 は太陽光のスペクトルに広帯域で近づけた高 CRI 品．本シミュは現状 RGB variant・無彩色等価で運用しており luma 指標には影響しないが、将来のスペクトル化（spectral variant）時に再評価する． + +### 規格値に基づく radiance の独立推定 + +`scene_baseline.yaml` の `radiance = 2807.247 W/(m²·sr)` は実測 PNG mean=146.71 への線形アンカーで決まった**校正値**であり、規格値からの導出ではない．LED 物性が確定したので、**規格値だけから radiance を独立に計算**して校正値と並べる： + +| ステップ | 値 | 備考 | +| --- | --- | --- | +| 全光束 Φv（@60 mA、typ 中央値） | 17.5 lm | 16–19 lm の中央値 | +| LER（4000K 高 CRI 白色 LED の典型値） | ≈ 280 lm/W | 5000K で ~300、3000K で ~260、Ra98 で V(λ) ピーク外帯を多く含むため低め | +| 放射束 Φe = Φv / LER | **0.0625 W** | 1 LED あたり | +| 発光面積 A | 9.8 × 10⁻⁶ m² | 2.8 × 3.5 mm | +| 半球 Lambertian 積分: Φe = L · A · π | | | +| **規格推定 radiance** | **L ≈ 2030 W/(m²·sr)** | 駆動電流 60 mA・LER 280 lm/W・面光源 2835 想定 | +| **現状校正値（mean アンカー）** | 2807 W/(m²·sr) | `configs/scene_baseline.yaml:65` | +| **比** | **2807 / 2030 ≈ 1.38×** | | + +#### 1.38× 差の解釈 + +サニティチェックとして電気→光のウォールプラグ効率を計算すると Φe / P = 0.0625 / 0.186 ≈ **33.6%**（実用 LED として妥当範囲、Cree 等の高効率品で 40%・廉価品で 25–30%）．**規格→radiance の換算は物理的に整合**しており、桁・係数とも合っている． + +校正値が規格推定より 1.38× 高い差分は、間接照明設計（LED は評価板から見て反対側を向いており、評価板輝度は **反射率の累積積を経由した**経路でしか決まらない、後述）の下で **LED 単体側ではなく反射率累積側で説明可能**： + +- 暫定 R = 0.85 で integrating sphere 近似 1/(1−R) = 6.67 +- R = 0.89 にすると 1/(1−0.89) = 9.09 で **比 1.36×**（観測差 1.38× と一致） +- マット白プラの実用反射率上限は ~0.92（[反射率スイープ参照](#筐体内壁反射率スイープ2026-05-18spp256depth12raw-float-linear)）であり、R ≈ 0.89 は **物理範囲内** + +→ **校正値 2807 と規格推定 2030 の差は反射率 0.85→0.89 で説明可能**．現状の暫定 0.85 はやや低めに見積もっていた可能性がある． + +#### 形状指標への影響（重要） + +LED の絶対 radiance は **線形ゲインなので CoV / 勾配 / C/P など無次元の形状指標には不変**．したがって規格値 2030 への置換は形状指標残差（実測との 1.6–1.9× 差）を解消しない．本ドキュメントの「`radiance` を規格推定値で記録する」と「形状指標の残差を詰める」は **独立な作業**であり、前者は物理妥当性の担保・後者は ISP モデル化（[既知差分 #6 LSC](#既知の差分-実機との不一致)）が本筋． ### モデル化（光の広がり方） - Mitsuba の **AreaLight (rectangle)** として表現 - 発光面の **片面のみ** から放射する（`direction` ベクトルが示す向き側．裏面は完全に発光しない） - 放射分布は **Lambertian**（法線方向で最大，cos(θ) で減衰） - - データシートのビーム角 120° は半値全幅 ±60° に相当し，Lambertian の cos(60°)=0.5 と一致するため矛盾なし -- 各 LED の `direction` は **z 軸マイナス方向 `(0, 0, -1)`** で全 18 個共通．光は -Z 半球側に Lambertian で広がる -- `radiance` は暫定 `1.0 W/sr/m²`（キャリブレーション反復で実機 W 値に校正予定） + - データシート記載は配光角 120°（半値全幅 ±60°）のみ．これを満たす配光のうち最も標準的なのが Lambertian（cos(60°) = 0.5）であり、現実装はこれと数学的に整合 + - **ただし**：実 SMD 2835 はパッケージ内の蛍光体カップ・封止樹脂ドームで配光が純粋な cos^n 形にならないことが多く、典型的には Lambertian よりやや前方凸．LED Paradise は詳細 IES プロファイルを公開していないため厳密検証は不可 + - 仮に実 LED が前方凸であれば**中央/周辺比が上がる方向**＝形状指標残差を悪化させるが、これは ISP LSC（[既知差分 #6](#既知の差分-実機との不一致)）の周辺持ち上げと方向が**逆**であり、現状の「Lambertian + LSC なし」は近似的に「実 LED 前方凸 + 実機 LSC あり」と打ち消し合っている可能性がある．配光精緻化は LSC モデル化とセットで再評価する +- 各 LED の `direction` は **z 軸マイナス方向 `(0, 0, -1)`** で全 18 個共通．**意図的な間接照明設計**：LED 直接光は評価板に届かず、白筐体内壁の多重反射経由でのみ評価板を照らす．これにより評価板輝度は LED radiance と反射率累積の積で決まり、絶対値（mean）と相対分布（CoV/勾配/C/P）の感度は別物になる +- `radiance` は現状 **2807.247 W/(m²·sr)**（実測 mean=146.71 への線形アンカー校正値）．規格値からの独立推定は ≈ 2030 W/(m²·sr)（前項参照）．差 1.38× は反射率 0.85→0.89 で説明可能で物理範囲内 - 全光束への換算: `Φ [W] = radiance × area × π`（Lambertian 半球積分） - 1 LED あたりの面積: `2.8 × 3.5 = 9.8 mm² = 9.8e-6 m²` - - `radiance=1.0` のとき `Φ = 1.0 × 9.8e-6 × π ≈ 3.08e-5 W`（極めて小さい．実機 LED は ~0.2 W なので約 6500 倍の校正が必要） ### 配置 @@ -258,7 +303,7 @@ 1. **3D プリンタ白素材の反射率の正確な値**: 暫定 `0.85` だが、実物のフィラメント（PLA / PETG / ABS のどれか）と分光反射率データで再校正が必要． 2. **左右 LED 基板の正確な位置・向き**: STL から推定した座標で、Fusion 360 設計とのズレがある可能性． -3. **LED 1 個あたりの実 W 値**: 現状 `radiance=2807.25`（実測 mean=146.7 にスケール校正済み）．mean は一致するが、実機 SMD 2835 の規格値（~0.2 W）からの物理的整合性は未検証． +3. ~~**LED 1 個あたりの実 W 値**~~（**物性確定・物理整合確認済み、未対処項目は反射率の再校正のみ**）: 実機搭載 LED は LED Paradise LP-2835D90VW（Ra98 SunLightLED 2835 4000K）と確定．規格値（Φv 16–19 lm @60 mA、Vf 3.1V）から独立推定した radiance は ≈ 2030 W/(m²·sr)、現状校正値 2807 との比 1.38× は反射率 0.85→0.89 への調整で物理範囲内（マット白プラ実用上限 0.92）に説明可能．ウォールプラグ効率 33.6% も実用 LED として妥当．[LED セクション「規格値に基づく radiance の独立推定」参照](#規格値に基づく-radiance-の独立推定)．**形状指標への影響なし**（線形ゲイン）．残る課題は反射率の実フィラメント分光データでの再校正（既知差分 #1）． 4. **スマホホルダの実素材**: 推定 `holder_dark` (0.50)．実物確認が必要． 5. ~~**linear vs sRGB のドメイン不一致（OETF 欠落）**~~（**最大要因・解消済み**）: シミュ linear と実測 gamma 空間 luma を直接突合していた交絡で見かけ差の **約 2/3**．標準 sRGB OETF 順方向適用＋実測 mean アンカーを `sm-evaluate` に正規実装して解消（`evaluation/oetf.py` + `EvaluationConfig.oetf`、`configs/eval_baseline.yaml` で有効化）．以降の比較は OETF 後ドメインで行う．※ 旧版でここを「主因は ISP レンズシェーディング」としていたのは OETF を抜かした誤り． 6. **【残差の主因候補・未対処】ISP レンズシェーディング補正**: 実測 PNG は実機 ISP の周辺減光電子補正込み、シミュは未補正．OETF 適用後も残る 1.6〜1.9 倍差の主因候補．LSC 順方向モデル（物理動機づけ低自由度形、overfitting 回避）で対処予定．