diff --git a/CLAUDE.md b/CLAUDE.md index cf3aac7..c48ac31 100644 --- a/CLAUDE.md +++ b/CLAUDE.md @@ -99,4 +99,4 @@ ### 06_TEST（テスト） - +- キャリブレーション検証履歴: docs/06_TEST/TEST_01_キャリブレーション検証履歴.md（Step 8 イテレーション 8-1〜8-7 のフル記録．仮説／変更／数値／解釈／学びを時系列で） diff --git a/configs/eval_baseline_linear.yaml b/configs/eval_baseline_linear.yaml new file mode 100644 index 0000000..b3f98f0 --- /dev/null +++ b/configs/eval_baseline_linear.yaml @@ -0,0 +1,20 @@ +# 検証用：OETF 無効で linear 評価する設定． +# 発光面サイズ近似（point-source approximation）の実証で「linear ベースで mean と +# 形状指標が両方とも保たれるか」を確認するために使用．eval_baseline.yaml から +# oetf セクションのみ取り除いた構成． +roi: + type: image_pixel + x: 24 + y: 37 + width: 464 + height: 450 +zones: + enabled: true + boundaries: + - 0.33 + - 0.66 +metrics: + cov: true + std: true + max_min: true + radial_profile: true diff --git a/configs/scene_baseline_emitter_real.yaml b/configs/scene_baseline_emitter_real.yaml new file mode 100644 index 0000000..4423c2e --- /dev/null +++ b/configs/scene_baseline_emitter_real.yaml @@ -0,0 +1,399 @@ +name: baseline_minitias +description: MiniTIAS 基準設計シーン（発光面実サイズ検証用、size 1.5x1.5、radiance スケール調整で Φe 不変）．Step + 8 点光源近似の実証用一時設定． +geometry: + meshes: + - id: housing_front + path: meshes/前側.stl + unit: mm + material: printer_white + - id: housing_back + path: meshes/後側.stl + unit: mm + material: printer_white + - id: phone_holder + path: meshes/スマホホルダ.stl + unit: mm + material: holder_dark + - id: led_cover + path: meshes/LED基板カバー.stl + unit: mm + material: printer_white + - id: phone_body + path: meshes/SH-02M.stl + unit: mm + material: phone_body_dark + - id: evaluation_board + path: meshes/照明ムラ補正ボード.stl + unit: mm + material: printer_white +materials: + printer_white: + type: diffuse + reflectance: + - 0.85 + - 0.85 + - 0.85 + holder_dark: + type: diffuse + reflectance: + - 0.5 + - 0.5 + - 0.5 + phone_body_dark: + type: diffuse + reflectance: + - 0.05 + - 0.05 + - 0.05 +lights: +- id: led_bottom_0 + type: area + shape: rectangle + center: + - -21.67 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_bottom_1 + type: area + shape: rectangle + center: + - -13.0 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_bottom_2 + type: area + shape: rectangle + center: + - -4.33 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_bottom_3 + type: area + shape: rectangle + center: + - 4.33 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_bottom_4 + type: area + shape: rectangle + center: + - 13.0 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_bottom_5 + type: area + shape: rectangle + center: + - 21.67 + - -70.2 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_0 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - -21.67 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_1 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - -13.0 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_2 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - -4.33 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_3 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - 4.33 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_4 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - 13.0 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_right_5 + type: area + shape: rectangle + center: + - 70.2 + - 21.67 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_0 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - -21.67 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_1 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - -13.0 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_2 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - -4.33 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_3 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - 4.33 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_4 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - 13.0 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +- id: led_left_5 + type: area + shape: rectangle + center: + - -70.2 + - 21.67 + - -65.3 + size: + - 1.5 + - 1.5 + direction: + - 0.0 + - 0.0 + - -1.0 + radiance: + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 + - 12227.120197217857 +sensor: + type: orthographic + position: + - 0.0 + - 0.0 + - -50.0 + target: + - 0.0 + - 0.0 + - 0.0 + up: + - 0.0 + - 1.0 + - 0.0 + ortho_scale: + - 50.0 + - 52.0 + film: + width: 512 + height: 512 + rfilter: gaussian +render: + variant: llvm_ad_rgb + integrator: path + max_depth: 8 + spp: 1024 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 8898163..0d47914 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" @@ -195,99 +195,39 @@ | 中心/周辺比 | 1.064 | ±0.02 | | 勾配 (%) | 6.23 | ±1.5 | -## キャリブレーション経過（spp 校正と診断） +## キャリブレーション経過（要約） (Calibration Progression Summary) -### spp 128 → 1024 の数値比較（2026-05-18） +Step 8 で実施した検証イテレーションの**結論サマリ**を以下に示す．各 Step の仮説・変更・数値・解釈・学びの**詳細**は [TEST_01_キャリブレーション検証履歴](../06_TEST/TEST_01_キャリブレーション検証履歴.md) を参照． -代表実測 1 枚（`MiniTIAS_20260408_144434`、ROI 物理対応済み）に対するシミュ結果： +### 確定基準 -| 指標 | 実測 (target) | spp=128 | spp=1024 | 実測との差 | -| --- | --- | --- | --- | --- | -| **CoV** | 0.0426 | 0.236 | **0.183** | 4.3× | -| std | 6.26 | 35.83 | 27.85 | | -| max/min 比 | 1.392 | 11.59 | 4.27 | 3.1× | -| mean | 146.71 | 151.79 | 152.02 | ≈ 一致 | -| 中心/周辺比 | 1.0650 | 1.330 | 1.328 | 1.25× | -| 勾配 % | 6.10 | 24.83 | 24.72 | 4.1× | +- 設定: `R=0.85, max_depth=8, spp=1024, OETF=on` +- 評価: sRGB ドメイン（OETF 順方向適用後の uint8 量子化値で比較） +- 残差: CoV 0.089 vs 実測 0.0427 = **2.1×**（初期 spp=128 時の 5.5× から大幅縮小） -### 診断結論：ノイズ要因 vs 物理モデル要因の切り分け +### 寄与順（訂正済み） -spp を 8 倍にして判明した切り分け： +> **OETF（最大・約 2/3，解消済み）＞ ISP LSC（残差主因候補・未対処）＞ 反射率（弱いレバー）** -- **モンテカルロノイズ由来だった成分**：max/min 比 11.6→4.3、std 35.8→27.9、CoV 0.236→0.183．極端な外れ値ピクセルが消えた． -- **物理モデル由来（spp 非依存）の成分**：**中心/周辺比 (1.330→1.328) と勾配 % (24.83→24.72) はほぼ不変**．計算ノイズではなく構造的な空間勾配． +旧版「主因は ISP レンズシェーディング (83%)」は OETF を抜かした交絡判断で誤りだった．OETF 適用後で寄与順を訂正． -ノイズ分解（`std² = 信号² + ノイズ²`、ノイズ ∝ `1/√spp`）で逆算： +### 主要な発見（時系列） -- spp=1024 の残留ノイズ std ≈ 8.5、真の物理信号 std ≈ 26.5 -- **spp→∞（ノイズゼロ）でも CoV は ≈ 0.174 までしか下がらない**（実測 0.0426 の約 4 倍） -- ⇒ spp をさらに上げても CoV は 0.183→0.174 程度で頭打ち．**spp 増加は費用対効果なし**．spp=1024 を基準設定として確定． +| Step | 内容 | 主要な学び | +| --- | --- | --- | +| 8-1 | spp 校正 128→1024 | spp は CoV 0.183→0.174 で頭打ち．残差はノイズではなく物理勾配． | +| 8-2 | 反射率スイープ (0.75〜0.92) | 弱い二次レバー（∂勾配/∂R ≈ -38%/単位）．これ単独では差を閉じられない． | +| 8-3 | **OETF 順方向適用** | パラメータフリーで**見かけ差の 2/3 を解消**．非線形変換下では無次元指標は不変ではない． | +| 8-4 | max_depth 検証 (8→12) | depth=8 は勾配を過大評価（-2.6pt/linear）．確定 YAML は 8 のまま，3D ベイクは独立化． | +| 8-5 | 3D 可視化改善 | 「見え方」と「物理」を厳格に分離．同手法で計算すれば物理は均一． | +| 8-6 | LED 物性確定 (LP-2835D90VW) | 規格推定 radiance 2030 vs 校正値 2807 = 1.38× 差は反射率 0.89 で説明可能（既知差分 #3 クローズ）． | +| 8-7 | 発光面サイズ検証 (2.8×3.5 vs 1.5×1.5) | 形状指標は不変（点光源近似実証），絶対値は LED 周辺幾何と縮退．**校正値は局所幾何依存と理解する**． | -### 筐体内壁反射率スイープ（2026-05-18、spp=256・depth=12・raw float linear） +### 次のアクション -`printer_white`（5 メッシュ共有）の reflectance を 5 点振った結果（linear 空間）： +残差 1.6〜1.9× に対する **LSC（ISP レンズシェーディング）順方向モデル**の設計・実装．物理動機づけ低自由度形（cos⁴ ベース等）に限定し overfitting を回避．詳細は [TEST_01 Step 8-N 候補](../06_TEST/TEST_01_キャリブレーション検証履歴.md#step-8-n-候補-lsc-順方向モデル未着手) 参照． -| R | CoV | 勾配% | C/P | 備考 | -| --- | --- | --- | --- | --- | -| 0.75 | 0.2173 | 25.91 | 1.3498 | | -| 0.80 | 0.2034 | 24.00 | 1.3157 | | -| 0.85 | 0.1893 | 22.08 | 1.2833 | 現基準反射率 | -| 0.90 | 0.1753 | 20.15 | 1.2523 | | -| 0.92 | 0.1697 | 19.42 | 1.2410 | マット白プラ実用上限 | - -全指標が反射率と単調・線形に改善するが感度は低い（∂勾配/∂R ≈ −38 %/単位, linear）．実測到達には R≈1.2〜1.4 が必要で物理範囲外．**反射率は弱い二次レバーで、これ単独では差を閉じられない**． - -### 手法訂正：linear vs sRGB の直接比較は不成立（OETF 順方向適用が必須） - -**それまでの「シミュ linear 放射輝度 vs 実測 PNG」の数値突合は交絡していた．** CoV・勾配・中心/周辺比が「無次元だからスケール任意」で不変なのは **光量→画素値が線形のときだけ**．実測 PNG は実機 ISP の **sRGB ガンマ（OETF, IEC 61966-2-1）** が掛かった非線形符号化値（Camera2 `YUV_420_888` → BT.601 は定義上ガンマ済み R'G'B' 上の量）であり、シミュの linear とは別ドメイン．非線形変換下でこれら指標は不変でない． - -実測データ提供側 README も明示していた： - -> シミュ側を線形放射輝度のまま比較する場合、**勾配/CoV の絶対値は変わる**（実測は ISP 補正込み）．…ガンマ補正解除しない．実測は ISP 適用後の sRGB 表示輝度で評価している． -> -> レンズシェーディング補正が ON だと周辺光量低下の一部は ISP が補正している．「シミュの勾配が実測より大きい」ことが期待される（このため 6% は補正後の残存ムラ）． - -**訂正手順（overfitting なし）**：標準 sRGB OETF を順方向適用し、露出は AE が制御する量＝実測 ROI mean (146.71) にアンカー（線形ゲインなので形状指標には自由度を持ち込まない；OETF が非線形なため「曲線上の動作点」を合わせる原理的アンカーとして必須）．データに合わせて回す係数はゼロ．無彩色シーン（LED・材料が RGB 等価）のため luminance への直接 OETF 適用はチャネル別適用後 luma と厳密一致． - -OETF 適用後の比較（係数調整なし、uint8 量子化、clip 0%）： - -| ソース | 空間 | CoV | 勾配% | C/P | -| --- | --- | --- | --- | --- | -| R0.85 (d8,spp1024 = 確定基準) | linear | 0.183 | 24.65 | 1.327 | -| 〃 | **sRGB** | **0.089** | **12.57** | **1.144** | -| R0.85 (d12,spp256) | sRGB | 0.091 | 11.16 | 1.126 | -| R0.92 (d12,spp256) | sRGB | 0.081 | 9.72 | 1.108 | -| **実測 TARGET** | **sRGB** | **0.0427** | **6.10** | **1.0650** | - -確定基準で勾配 24.65→12.57（実測との差 18.6→6.5、**約 65% が符号化ドメイン不一致だった**）、CoV 0.183→0.089（差の **約 67%**）．標準変換だけで見かけの「物理差」の約 2/3 が消えた． - -### luma vs luminance と演算順序（実測式との整合） - -実測 (MiniTias-Evaluation) の「輝度値」は厳密には **Rec.709 luma Y'** ＝ ガンマ済み成分への加重和 `Y' = 0.2126R' + 0.7152G' + 0.0722B'`（README どおりガンマを戻さない＝luminance ではなく luma）．一方シミュ側は linear luminance に直接 OETF を当てている．OETF は非線形なので一般に演算順序が効く（`Σwᵢ·f(xᵢ) ≠ f(Σwᵢ·xᵢ)`）が、**矛盾しない**： - -- Rec.709 重みは合計 1（0.2126+0.7152+0.0722 = 1.0000）．**R=G=B=x の無彩色画素**では「チャネル別 OETF→加重和」`Σwᵢ·f(x)=f(x)` も「加重和→OETF」`f(x·Σwᵢ)=f(x)` も**厳密に一致**． -- シミュのシーンは白色 LED（RGB 等価 radiance）＋無彩色拡散材で**厳密に R=G=B**．よって「luminance に直接 OETF」＝「実測の演算順（チャネル別 OETF→Rec.709 加重和）」と同値． -- 本質: **OETF は不整合を作る操作でなく消す操作**．OETF 前のシミュ＝linear 空間 luma、実測＝gamma 空間 luma で別ドメイン（＝真の不整合）．OETF 後は両者とも gamma 空間 luma で同種量になり、突合が初めて正当化される． - -残る近似（いずれも二次、調整しないモデル誤差に含む）： -1. 無彩色等価が厳密なのはシミュ側のみ．実測白板画像は LED 分光・ISP ホワイトバランス・センサ応答で微小に非グレー（R'≈G'≈B' が完全でない分の luma vs luminance 差）． -2. カメラ実 OETF ≠ 厳密 sRGB（独自トーンマップ）． - -**実装時（productionization）の方針**: sm-evaluate への正規実装では「linear RGB をチャネル別 OETF → その後 Rec.709 luma」の順（実測の演算順そのもの）にする．無彩色シミュでは数値同一だが、将来カラー LED・色付き材料を入れても破綻しない忠実実装になる．今回の `apply_oetf.py` は無彩色前提の同値ショートカット． - -### 寄与順の訂正と残差 - -以前の「主因は ISP レンズシェーディング（83%）」は OETF を抜かした交絡判断で**誤り**．正しい寄与順： - -> **OETF（最大・約 2/3）＞ ISP レンズシェーディング補正（中・残差の主因候補）＞ 筐体内壁反射率（小・弱いレバー）** - -OETF 適用後も最良点（R0.92,d12,sRGB）で勾配 9.72／CoV 0.081 と実測 6.10／0.043 の **1.6〜1.9 倍**が残る．この残差は **ISP レンズシェーディング補正＋スマホ独自トーンマップ＋モデル誤差**．LSC は周辺を持ち上げる動径ゲインで勾配・C/P を下げる方向＝残差の符号と整合．**残差はガンマ曲線いじりで消さず正直に残す**（OETF は標準で固定、調整対象は LSC 側）． - -### 次アクション - -1. ~~OETF 順方向適用を sm-evaluate へ正規実装~~（**完了**）．`evaluation/oetf.py`（標準 sRGB OETF + 露出ソルバ）＋ `EvaluationConfig.oetf` スキーマ＋ `sm-evaluate` 統合として実装済み．`configs/eval_baseline.yaml` で有効化、`configs/eval_real.yaml` は非適用（二重適用禁止）．後方互換（oetf 省略時は linear 評価）．参照実装 `apply_oetf.py` と数値一致をテストで担保．以降の全シミュ vs 実測比較は OETF 後ドメインで行う．設定仕様は [SPEC_02 evaluation.oetf](SPEC_02_シーン定義仕様.md) 参照． -2. **【次の本筋】残差に対し LSC 順方向モデルを当てる**．overfitting 回避のため自由多項式ではなく物理動機づけ低自由度形（cos⁴ ベース等）に限定し取得パラメータ数を明記する． -3. 反射率は均一性からは一意に定まらない（物理範囲内で縮退）ため暫定 0.85 据え置き．実フィラメント分光反射率データ入手時に再校正． +反射率は均一性からは一意に定まらない（物理範囲内で縮退）ため暫定 0.85 据え置き．実フィラメント分光反射率データ入手時に再校正． ## 想定どおりの挙動（追加対応不要） diff --git "a/docs/06_TEST/TEST_01_\343\202\255\343\203\243\343\203\252\343\203\226\343\203\254\343\203\274\343\202\267\343\203\247\343\203\263\346\244\234\350\250\274\345\261\245\346\255\264.md" "b/docs/06_TEST/TEST_01_\343\202\255\343\203\243\343\203\252\343\203\226\343\203\254\343\203\274\343\202\267\343\203\247\343\203\263\346\244\234\350\250\274\345\261\245\346\255\264.md" new file mode 100644 index 0000000..93be200 --- /dev/null +++ "b/docs/06_TEST/TEST_01_\343\202\255\343\203\243\343\203\252\343\203\226\343\203\254\343\203\274\343\202\267\343\203\247\343\203\263\346\244\234\350\250\274\345\261\245\346\255\264.md" @@ -0,0 +1,304 @@ +# キャリブレーション検証履歴 (Calibration Verification History) + +本ドキュメントは MiniTIAS 実機（baseline 1 枚 `MiniTIAS_20260408_144434`）に対するシミュレーション結果の **キャリブレーション** と **検証イテレーション** を時系列で記録する． + +目的: + +- 「どの仮説で何を変え，何が起きたか」を残し，**後から経緯を辿れる**ようにする． +- **失敗・予想外も同等に記録**し，方向性のドリフトと「うろ覚えで同じ仮説を試し直す」事態を防ぐ． +- 各イテレーションの **学び** を明示し，次の意思決定の根拠を蓄積する． + +関連ドキュメント: + +- 現状の物理仕様: [SPEC_03_基準設計の物理構成](../04_SPEC/SPEC_03_基準設計の物理構成.md) +- 開発ステップ全体: [PLAN_02_開発ステップ](../03_PLAN/PLAN_02_開発ステップ.md) +- 実測リファレンス: `reference_measurement/MiniTIAS_20260408_144434/` + +## 実測ターゲット (Measurement Target) + +baseline 1 枚（`MiniTIAS_20260408_144434`，ROI 1400×1409，sRGB 符号化済み Y' luma）: + +| 指標 | 値 | +| --- | --- | +| mean | 146.71 | +| CoV | 0.0427 | +| 勾配 % | 6.10 | +| 中心/周辺比 (C/P) | 1.0650 | +| std | 6.26 | +| max/min 比 | 1.392 | + +評価は `sm-evaluate` で実施．シミュ側の比較は OETF 順方向適用後（Step 8-3 以降）に sRGB ドメインで行うのが正式．linear ドメイン比較は Step 8-3 以前または同一条件シミュ間の検証用． + +## 俯瞰サマリ (Overall Progression) + +時系列での主要指標推移．**残差倍率** = (シミュ - 実測) / (初期残差 - 実測) として「初期からどれだけ縮まったか」を見る． + +| Step | 設定 | 空間 | mean | CoV | 勾配% | C/P | CoV 残差倍率 | +| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | +| 実測 TARGET | — | sRGB | 146.71 | 0.0427 | 6.10 | 1.065 | 1.0× | +| 8-1 spp=128 | R0.85, d8, linear | linear | 151.79 | 0.236 | 24.83 | 1.330 | 5.5× | +| 8-1 spp=1024 (基準確定) | R0.85, d8, linear | linear | 152.02 | 0.183 | 24.72 | 1.328 | 4.3× | +| 8-2 R=0.92 sweep | R0.92, d12, linear | linear | — | 0.170 | 19.42 | 1.241 | 4.0× | +| 8-3 OETF 適用 | R0.85, d8, spp1024 | **sRGB** | 146.71* | **0.089** | **12.57** | **1.144** | **2.1×** | +| 8-3 OETF + R=0.92 + d=12 | R0.92, d12 | sRGB | 146.71* | 0.081 | 9.72 | 1.108 | 1.9× | +| 8-7 size 1.5×1.5 (Φe 保存) | linear, R0.85, d8 | linear | 429.99 | 0.186 | 26.21 | 1.355 | (形状指標 ≈ 8-1) | + +\* mean アンカー固定．R, d, spp は `reflectance`, `max_depth`, `samples_per_pixel`． + +最大の跳躍は **8-3 OETF（残差 4.3× → 2.1×）**．現時点の確定基準は **R=0.85, d=8, spp=1024, OETF=on** で残差 2.1×．残る 1.6〜1.9× の残差は **LSC（ISP レンズシェーディング補正）** が主因候補（未対処，[Step 8-N 候補](#step-8-n-候補-lsc-順方向モデル未着手) 参照）． + +## イテレーション履歴 (Iteration Log) + +### Step 8-1: spp 校正 (128 → 1024) + +- **日付**: 2026-05-18 +- **背景・問題意識**: 初期シミュ（spp=128）と実測の差が CoV 0.236 vs 0.0427 ≈ **5.5 倍** と大きすぎる．これは MC ノイズなのか，物理モデルの構造的勾配なのか，**切り分けないと方向性が定まらない**． +- **仮説（物理動機）**: モンテカルロノイズは `1/√spp` で減衰する独立成分．一方，物理由来の空間勾配は spp 非依存．spp を 8 倍にすればノイズ成分の寄与が `1/√8 ≈ 35%` に減るので，残った差が「物理」だと確定できる． +- **試した変更**: `configs/scene_baseline.yaml` の `render.spp` を 128 → 1024（8 倍）．他は据え置き． +- **期待した効果**: ノイズ系指標（max/min, std, CoV の量子化的外れ値成分）は減少．勾配や中心/周辺比は spp 非依存なら不変． +- **実際の結果**: + + | 指標 | spp=128 | spp=1024 | 動いた量 | + | --- | --- | --- | --- | + | CoV | 0.236 | 0.183 | -22% | + | std | 35.83 | 27.85 | -22% | + | max/min 比 | 11.59 | 4.27 | **-63%**（極端な外れ値が消えた） | + | mean | 151.79 | 152.02 | ≈ 不変 | + | 中心/周辺比 | 1.330 | 1.328 | ≈ 不変 | + | 勾配 % | 24.83 | 24.72 | ≈ 不変 | + +- **解釈**: max/min, std, CoV はノイズ由来成分を含んで動いた．中心/周辺比と勾配 % は spp 非依存 → **物理由来の構造的勾配**．ノイズ分解 `std² = 信号² + ノイズ²`，`ノイズ ∝ 1/√spp` で逆算すると spp=1024 の残留ノイズ std ≈ 8.5，真の物理信号 std ≈ 26.5．**spp→∞（ノイズゼロ）でも CoV は ≈ 0.174 までしか下がらない**（実測 0.0427 の約 4 倍）． +- **学び**: spp を増やしても CoV は 0.183 → 0.174 程度で頭打ち．**spp 増加は費用対効果なし**．残差 4.3× は物理モデル要因と確定．spp=1024 を基準として確定． +- **次のアクション**: 物理モデル側を疑う．最も効きそうな反射率を振る → [Step 8-2](#step-8-2-反射率スイープ-r075092) へ． + +### Step 8-2: 反射率スイープ (R=0.75〜0.92) + +- **日付**: 2026-05-18 +- **背景・問題意識**: 8-1 で「物理モデル要因」と確定．MiniTIAS は白筐体内壁の多重反射で照明を均一化する設計なので，**内壁反射率**が直接効くはず．暫定 0.85 が低めの可能性． +- **仮説（物理動機）**: 反射率↑ → 多重反射光（より均一な ambient 成分）↑ → 評価板全体が均一に近づく．インテグレーティングスフィア近似 `1/(1-R)` で R=0.85 → 0.92 で実効反射が 6.7 → 12.5（+88%）． +- **試した変更**: `materials.printer_white.reflectance` を 0.75, 0.80, 0.85（基準）, 0.90, 0.92 の 5 点で振る．spp=256, depth=12, linear ドメイン評価． +- **期待した効果**: 単調改善．実測 (CoV=0.0427) に近づける R を見つける． +- **実際の結果**: + + | R | CoV | 勾配 % | C/P | + | --- | --- | --- | --- | + | 0.75 | 0.2173 | 25.91 | 1.350 | + | 0.80 | 0.2034 | 24.00 | 1.316 | + | 0.85（基準） | 0.1893 | 22.08 | 1.283 | + | 0.90 | 0.1753 | 20.15 | 1.252 | + | 0.92（マット白プラ実用上限） | 0.1697 | 19.42 | 1.241 | + +- **解釈**: 全指標が R に対し単調・線形に改善するが**感度が低い**（∂勾配/∂R ≈ −38 %/単位，linear）．実測 (CoV=0.0427) 到達には外挿で **R ≈ 1.2〜1.4** が必要 ＝ **物理範囲外**． +- **学び**: 反射率は**弱い二次レバー**．これ単独では差を閉じられない．構造的に違う何か（評価方法・座標系・ドメイン）を疑うべき． +- **次のアクション**: もっと大きな自由度を持つレバーを探す．**評価方法自体を疑う** → [Step 8-3](#step-8-3-oetf-順方向適用手法訂正) へ． + +### Step 8-3: OETF 順方向適用（手法訂正） + +- **日付**: 2026-05-18 頃（コミット `26904da`） +- **背景・問題意識**: 反射率スイープでも残差 4× を解消できない．「シミュ linear と実測 sRGB を直接比較」が成立しているか改めて疑った．実測データ提供側 README にも「シミュを線形のまま比較すると勾配/CoV の絶対値は変わる」と明示されていた（**見落としていた**）． +- **仮説（物理動機）**: 実測 PNG は実機 ISP の **sRGB ガンマ（OETF, IEC 61966-2-1）** が掛かった非線形符号化値（Camera2 `YUV_420_888` → BT.601 は定義上ガンマ済み R'G'B' 上の量）．シミュは linear．**「無次元指標はスケール不変」は線形変換のみ成立**，非線形 OETF 下では成立しない（`Σwᵢ·f(xᵢ) ≠ f(Σwᵢ·xᵢ)`）．OETF を順方向適用してドメインを揃えれば，物理量差ではなく「符号化ドメイン不一致」だった分が消える． +- **試した変更**: + - `src/sm_tias_lightsim/evaluation/oetf.py` を新規実装（標準 sRGB OETF + 露出ソルバ）． + - `EvaluationConfig.oetf` スキーマ追加（[SPEC_02 参照](../04_SPEC/SPEC_02_シーン定義仕様.md)）． + - `sm-evaluate` に統合．ROI 抽出後・指標算出前に OETF を順方向適用． + - `configs/eval_baseline.yaml` で有効化．`configs/eval_real.yaml` は非適用（実測 PNG への二重適用禁止）． + - 露出は AE が制御する量＝実測 ROI mean (146.71) に対数二分でアンカー（線形ゲインなので形状指標には自由度を持ち込まない；OETF が非線形なため「曲線上の動作点」を合わせる原理的アンカーとして必須）． +- **期待した効果**: ガンマ非線形性で「同じ物理だが見かけが違う」分が解消，残差が大きく縮む．データに合わせて回す係数はゼロ． +- **実際の結果**: + + | ソース | 空間 | CoV | 勾配 % | C/P | + | --- | --- | --- | --- | --- | + | R0.85, d8, spp1024 | linear | 0.183 | 24.65 | 1.327 | + | 〃 | **sRGB** | **0.089** | **12.57** | **1.144** | + | R0.85, d12, spp256 | sRGB | 0.091 | 11.16 | 1.126 | + | R0.92, d12, spp256 | sRGB | 0.081 | 9.72 | 1.108 | + | **実測 TARGET** | sRGB | **0.0427** | **6.10** | **1.0650** | + + - CoV 0.183 → 0.089（残差 4.3× → 2.1×，**67% 解消**） + - 勾配 24.65 → 12.57（残差差 18.6 → 6.5，**65% 解消**） +- **解釈**: **見かけ差の約 2/3 が符号化ドメイン不一致**だったと判明．無彩色シーンでは「linear RGB → チャネル別 OETF → Rec.709 加重和」と「luminance 直接 OETF」が厳密一致（Rec.709 重みは合計 1，R=G=B の無彩色画素では `Σwᵢ·f(x) = f(x) = f(x·Σwᵢ)`）．OETF は不整合を作るのではなく **消す操作**．OETF 前のシミュ linear luma と実測 sRGB luma は別ドメインだった． +- **学び**: + - 寄与順を訂正: **OETF（最大・約 2/3）＞ ISP LSC（残差主因候補）＞ 反射率（弱い）**．旧版「主因は ISP レンズシェーディング (83%)」は OETF を抜かした交絡判断で誤りだった． + - 「データに合わせて回す係数はゼロ」が成立する標準変換は **overfitting なしで残差を大きく縮められる**． + - 標準仕様（IEC 61966-2-1, Rec.709）の存在を前提として常に確認すべき．「実機カメラ出力は例外なくガンマ符号化」が標準前提． +- **次のアクション**: + - OETF 順方向適用を sm-evaluate へ正規実装（コミット `26904da`）． + - 残差 1.6〜1.9× は LSC で対処予定（[Step 8-N](#step-8-n-候補-lsc-順方向モデル未着手) 未着手）．**残差はガンマ曲線いじりで消さず正直に保持**． + +### Step 8-4: max_depth 検証 (8 → 12) + +- **日付**: 2026-05-18 頃 +- **背景・問題意識**: `max_depth=8` で打ち切ると `0.85^8 ≈ 27%` のエネルギーが「未追跡」のまま残る．均一化に効く **後段多重反射** を取りこぼしている可能性． +- **仮説（物理動機）**: 後段反射光は「均一な ambient 成分」（部屋の壁が消灯後も薄明るく見える理屈，閉じた拡散面でのインテグレーティングスフィア応答）．これを取りこぼすと勾配が **系統的に過大評価** される． +- **試した変更**: 同条件で `render.max_depth` を 8 と 12 で比較レンダ． +- **期待した効果**: depth↑ で勾配 ↓． +- **実際の結果**: 同一 R=0.85, spp=1024 で + - 勾配 (linear): 24.65 → 22.08 = **-2.6 pt** + - 勾配 (sRGB): 12.57 → 11.16 = **-1.4 pt** + - CoV (sRGB, R0.85): 0.089 → 0.091（誤差レベル，方向は spp ノイズに埋もれる） +- **解釈**: depth=8 は系統的に勾配を **過大評価**．エネルギー 27% 未追跡分のうち均一寄与分が効いていた． +- **学び**: + - **キャリブ用途は depth≥12 推奨**． + - レンダコスト ~1.5× になるので，確定 `configs/scene_baseline.yaml` の `render.max_depth` は **現状 8 のまま**（既知差分 #8）． + - 3D ベイクは可視化用途で **均一性をなるべく忠実に**見せたいので，`--bake-max-depth 16` で render 設定から独立化（コミット `a0fe07d`）．**「2D 校正都合」と「3D 可視化忠実性」を分離**． +- **次のアクション**: 確定 YAML の depth 変更は保留．3D ベイクのみ独立化で適用． + +### Step 8-5: 3D 可視化改善（path ベイク・テクスチャ投影・幾何カリング etc.） + +- **日付**: 2026-05-18 〜 2026-05-XX（コミット `7181efa`, `c32ccd6`, `a0fe07d`） +- **背景・問題意識**: 内部キャリブ調整は 8-3 までで頭打ち感．並行して **シミュ結果の「見せ方」**（3D ビュー）が分かりにくい問題が浮上．特に「評価板はテクスチャ投影で正確，壁は per-vertex ベイクで荒い」という **手法非対称** が，物理判断の混乱を生んでいた． +- **仮説（物理動機，複数）**: + - per-vertex ベイク（直接光 + cos） → **path ベイク（多重反射込み per-face MC）** にすれば物理的に正確になる． + - 評価板・壁・カバーをすべて同じ手法（path ベイク）で計算し，**共有 clim・統一着色** で見せれば，相対比較が物理に基づく． + - 隣接内壁の「見かけ 100 倍段差」は物理ではなく，**法線が外を向く「外向き面（≈ 0 入射）」の混在** が主因では？ +- **試した変更**: + - `src/sm_tias_lightsim/visualize/baker.py` に `mode="path"`（scalar_rgb，コサイン重点 hemisphere MC，多重反射込み per-face 照度）追加．`exclude_mesh_ids` 対応．`max_depth` 引数で render 設定から独立． + - `src/sm_tias_lightsim/visualize/viewer.py` 全メッシュ統一着色（共有 lit-clim・log/linear・単一カラーバー・viridis・depth peeling）を既定化． + - `--render ` で評価板への任意テクスチャ投影（E = π · L / ρ で壁と同一 W/m² スケール）． + - `--bake-cache ` で 1 回計算 → 以後即時． + - `--cull-outward`（既定 ON）で外向き ≈ 0 面を非描画． + - `--bake-max-depth`（既定 16）で render 設定から独立． + - `--no-sensor-marker` / `--no-led-markers` / `--no-markers` でマーカー個別非表示． +- **期待した効果**: 評価板も壁も多重反射込みで正しく着色，共有 clim で物理どおりの相対比較が可能になる．外向き面除外で「暗殻の濁り」「見かけ段差」が消える． +- **実際の結果**: + - 評価板を path ベイクで多重反射込み着色．壁・カバーとも統一 clim でほぼ均一に見える（物理どおり）． + - 外向き面除外で「隣接内壁の見かけ 100 倍段差」が解消．内壁照度自体は同一手法ベイクで ~1〜2 倍以内 ＝ **物理どおりほぼ均一**だった． + - 一方，per-face MC ベイク特有の **シーム/粒状感/scalar_rgb の遅さ**（高 samples 非現実的）は残る． +- **解釈**: + - 「見え方の問題」と「物理の問題」を **厳格に分離**: 同一手法で計算すれば物理は均一．見かけ段差は **手法非対称**（評価板＝テクスチャ・壁＝ベイク）と **外向き面の混入** で説明できた． + - per-face MC ベイクの原理的天井（粒状感・継ぎ目）は **対症療法で消えない**． +- **学び**: + - **物理量と計算手法の対称性を常に問う**: 同じ物理量を異なる手法で計算してはいけない． + - **見え方 ≠ 物理**: 見かけ 100 倍段差が出ても，同手法で再計算すれば 1〜2 倍以内なら物理は均一． + - per-face シーム/粒状感の解消は **全メッシュ UV 統合シームレスライトマップベイク** が必要 ＝ 別プロジェクト規模． +- **次のアクション**: + - 精細な評価は引き続き 2D `sm-render`/`sm-evaluate`（path tracer）で（**校正済みの定量結果**，不変）． + - シーム解消は別タスク（必要時に `/implement`）． + - path ベイク高速化（wavefront/GPU 化）も別タスク． + +### Step 8-6: LED 物性確定 (LP-2835D90VW) + +- **日付**: 2026-05-27（コミット `f5048a4`） +- **背景・問題意識**: SPEC_03 既知差分 #3「LED 1 個あたりの実 W 値が未検証」を残していた．現状 `radiance=2807.247` は実測 mean アンカーで決まった校正値で，**規格値からの導出ではない**．LED 物性が確定すれば，独立に検証できる． +- **仮説（物理動機）**: 規格値から radiance を独立推定し，現校正値と並べる．大きく合えば **物理妥当性の担保**，合わなければ何かのレバーの不確かさを炙り出せる（縮退の所在が分かる）． +- **試した変更**: LED Paradise 商品ページから物性取得．SPEC_03 LED セクションを拡張． + - 型番: **LP-2835D90VW**（Ra98 SunLightLED 2835 チップ LED 4000K） + - 電気: Vf 3.1 V (typ), If 60 mA (max)，駆動条件は **規格通り 60 mA フル**（ユーザー確認） + - 光学: Φv 16–19 lm @ 60 mA（中央値 17.5 lm），配光角 120°（半値全幅，Lambertian と整合），Ra 98，色温度 4000 K + - 詳細 IES プロファイル：**未提供**（LED Paradise は公開せず） +- **期待した効果**: 校正値 2807 と規格推定が大きく合うか，どこに不確かさが残るかを明確化． +- **実際の結果**: 規格値から radiance を独立計算 + + | ステップ | 値 | + | --- | --- | + | Φv（typ 中央値） | 17.5 lm | + | LER（4000K Ra98 典型値） | ≈ 280 lm/W | + | Φe = Φv / LER | **0.0625 W** | + | A = 2.8 × 3.5 mm | 9.8 × 10⁻⁶ m² | + | **規格推定 L = Φe / (A·π)** | **≈ 2030 W/(m²·sr)** | + | 現状校正値 | 2807 W/(m²·sr) | + | **比** | **1.38×** | + + - サニティチェック: ウォールプラグ効率 = Φe / (Vf·If) = 0.0625 / 0.186 ≈ **33.6%**（実用 LED として妥当範囲，Cree 等で 40%・廉価品で 25–30%）． + - integrating sphere 近似で 1.38× を反射率に帰着: R=0.85 → 0.89 で `(1-0.85)/(1-0.89) = 1.36×`（観測 1.38× とほぼ一致）．R=0.89 はマット白プラ実用上限 0.92 の範囲内． +- **解釈**: + - **規格 → radiance の換算は物理的に整合**（桁・係数とも）． + - 校正値が 1.38× 高い差分は **反射率の不確かさに帰着可能**（物理範囲内 R≈0.89 で説明可）．LED 側が大きくおかしいわけではない． + - 形状指標への影響なし（線形ゲイン）． +- **学び**: + - 物理レバーを 1 個ずつ独立化する作業は，絶対値が動かなくても **不確かさの所在を局所化する** 価値がある． + - 既知差分 #3 をクローズ（LED 物性確定・物理整合確認済み）．残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）に帰着． + - 配光は「データシート記載が配光角 120° のみ，IES 未提供」．Lambertian 仮定は数学的に整合だが厳密検証は不可．実 SMD 2835 はやや前方凸の可能性があり ISP LSC と打ち消し合う近似として現状妥当． +- **次のアクション**: 次は LED 周辺幾何の検証（発光面サイズの妥当性）→ [Step 8-7](#step-8-7-発光面サイズ検証-2835-vs-1515φe-保存) へ． + +### Step 8-7: 発光面サイズ検証 (2.8×3.5 vs 1.5×1.5，Φe 保存) + +- **日付**: 2026-05-27 +- **背景・問題意識**: 「現実装はパッケージ外形 2.8 × 3.5 mm を発光面として使う」仮定が物理的に正しいか疑問．実 SMD 2835 の真の発光部は **チップ + 蛍光体 ~1.5 × 1.5 mm**（パッケージ面積の ~23%）のみで，周りは白プラスチック筐体（光らない）． +- **仮説（物理動機，複数）**: + - 評価板まで 65 mm vs 発光面 ~1.5〜2.8 mm → distance/size ≈ 25〜40 で **遠方界点光源近似**が成立．形状指標は発光面サイズに不変のはず． + - 絶対値（mean）は校正で吸収済みなので変化しないはず． +- **試した変更**: `configs/scene_baseline_emitter_real.yaml` を Python ワンライナーで自動生成． + - 全 18 LED の `size`: [2.8, 3.5] → [1.5, 1.5] mm + - 全 18 LED の `radiance`: 2807.247 → **12227.12** W/(m²·sr)（スケール係数 4.356 = 元面積 / 新面積） + - **Φe = L · A · π は厳密に保存**（0.0864 W per LED で同一）． + - linear ドメインで `sm-evaluate` 比較（OETF 経由しない直接比較）． +- **期待した効果**: mean ≈ 不変，CoV/勾配/C/P/max-min/radial profile ≈ 不変（点光源近似が成立する遠方界）． +- **実際の結果**（linear，同条件）: + + | 指標 | 元 (2.8×3.5) | 検証 (1.5×1.5) | 比 | 評価 | + | --- | --- | --- | --- | --- | + | mean | 152.52 | 429.99 | **2.82×** | ⚠️ 予想外に大きく変化 | + | std | 27.85 | 80.12 | 2.88× | mean スケールに比例 | + | CoV | 0.1826 | 0.1863 | 1.02× | ✅ 形状指標 ≈ 不変 | + | 勾配 % | 24.65 | 26.21 | 1.06× | ✅ 形状指標 ≈ 不変 | + | C/P | 1.327 | 1.355 | 1.02× | ✅ 形状指標 ≈ 不変 | + | max/min | 4.28 | 4.36 | 1.02× | ✅ 形状指標 ≈ 不変 | + | 放射プロファイル中心/端 | 1.63 | 1.68 | 1.03× | ✅ 形状指標 ≈ 不変 | + + 画像保存先: `output/baseline_linear_npy/` と `output/emitter_real/`（各 `figures/luminance_map.png`, `radial_profile.png`, `histogram.png`, `zone_map.png`）．放射プロファイルの曲線形は**目視で瓜二つ**，色スケールのみ違う． +- **追跡調査**: 予想外の 2.83× mean 上昇の機序を STL 幾何分析で追跡． + - LED 基板カバー（`meshes/LED基板カバー.stl`）は z=-66.6〜-64.1 の 2 階建て構造（天井梁 + 底板）． + - LED 中心 z=-65.3 は底板 z=-65.5 の上面から **0.2 mm の至近距離**． + - 底板には LED ごとに **複雑な曲線形の穴**あり（trimesh の euler_number=-4 ＝ genus 3 と整合）．LED は穴の中に位置． + - 仮説: 厚みゼロの面光源（z=-65.3）と固体（z=-65.5〜-66.6）の **0.2 mm coplanar 状態**で Mitsuba 上に予期しない遮蔽相互作用が起きている可能性．完全機序解明には Mitsuba のレイトレース内部追跡が必要（時間 vs 効果が合わないので深入りせず）． +- **解釈**: + - **形状指標**については仮説（点光源近似）が **実証成立**: CoV/勾配/C/P/max-min/radial profile すべて 1〜6% 以内（spp=1024 の MC ノイズ範囲程度）． + - **絶対値**については仮説が **不成立**: mean が 2.83× も動いた．発光面サイズと **LED 周辺幾何（カバー）の縮退**で，両者は分離できない． + - 校正値 2807 は「2.8 × 3.5 mm 発光面 + 現カバー幾何」の組み合わせで決まる縮退値．発光面サイズだけ変えると mean が大きく動くが，それを校正で吸収させれば形状指標は変わらない． +- **学び**: + - 「点光源近似で発光面サイズは結果に効かない」は **不完全な命題**：**形状指標**については成立，**絶対値**については局所幾何との縮退で不成立． + - 現実装は「発光面が物理的には不正確（パッケージ外形を使用）」だが，**シミュ目的（相対分布評価）の妥当性は守られている**． + - 厚みゼロ面光源と固体の coplanar/near-coplanar 配置は，**Mitsuba 上での挙動が直感に反する**ことがある．将来 LED 周辺幾何（カバー設計）を変更する場合は，発光面サイズも同時に見直す必要がある． + - 完全機序解明より「**確認できた事実を正直に記録**」を優先する判断は，時間 vs 効果のトレードオフで妥当． +- **次のアクション**: + - SPEC_03 LED セクションに「発光面サイズの近似と検証」記述を追加（本ドキュメント完成後）． + - 検証用ファイル `configs/scene_baseline_emitter_real.yaml`, `configs/eval_baseline_linear.yaml`, `output/emitter_real/`, `output/baseline_linear_npy/` は **検証アーティファクト**として保持（後から再現できるように）． + - 本筋 LSC モデル化（[Step 8-N](#step-8-n-候補-lsc-順方向モデル未着手)）に進む． + +## Step 8-N 候補: LSC 順方向モデル（未着手） + +- **位置付け**: 8-3 OETF 適用後の残差 **1.6〜1.9×**（CoV 0.089 vs 実測 0.043，勾配 12.57 vs 6.10）の **主因候補**． +- **仮説（物理動機）**: 実測 PNG は実機 ISP の **レンズシェーディング補正**（周辺光量低下の電子補正）が掛かっており，**周辺を持ち上げて中央を相対的に押し下げる**．これは残差の符号（シミュ側の方が勾配・C/P が大きい）と整合．シミュ側で同じ補正を順方向に適用すれば消える可能性が高い． +- **設計方針**: **overfitting 回避**のため，自由多項式ではなく **物理動機づけ低自由度形** に限定する． + - cos⁴ 則（典型的なレンズ周辺減光則）をベースに，平滑な動径多項式 2〜3 パラメータ + - 適用順: ROI 抽出後・OETF 順方向適用の **後段** にフックを追加するのが筋（実機 ISP の処理順と整合） + - パラメータ推定は実測 1 枚での fit ではなく，**物理パラメータ（センサ位置・レンズ F 値・撮像距離）から導出**できる範囲で +- **未確定事項**: + - 実機カメラ（SH-02M）の正確なレンズ仕様（F 値，焦点距離） + - ISP のレンズシェーディング補正テーブルの直接取得は不可（メーカー独自） + - スマホ独自トーンマップ（残差の一部，さらに不確実）も同時に推定するか分離するか +- **想定される結果**: + - 残差が 1.6〜1.9× → **1.0〜1.2×** まで縮まる可能性 + - 残らない場合: スマホ独自トーンマップ・反射率の実フィラメント精緻化・LED 配光詳細化 などへ +- **要する作業量**: コード（`evaluation/lsc.py` 新規・eval スキーマ拡張・テスト）＋ パラメータ推定（実機写真からの動径フィット）で 1〜2 日相当． + +## 改善ストーリーの要約 (Takeaways) + +イテレーション全体を俯瞰したときに残る**判断指針**: + +- **MC ノイズ vs 物理勾配の切り分けは spp スイープが安価で有効**（8-1）．これを早期に行うとその後の方向性が決まる． +- **弱いレバーで攻めて手詰まりになったら，「評価方法そのもの」を疑う**（8-2 → 8-3）．非線形変換下では無次元指標は不変ではない． +- **標準仕様（OETF, Rec.709 等）の見落としは最大の交絡源になりうる**（8-3）．データに合わせて回す係数ゼロで残差の 2/3 を消した事例． +- **「校正都合」と「物理忠実性」を独立パラメータで分離する**（8-4 max_depth 独立化，8-5 path ベイク独立化）．校正に最適な depth と可視化に最適な depth は違って良い． +- **同じ物理量を異なる手法で計算しない**（8-5）．手法非対称は混乱の源． +- **物理レバーは 1 個ずつ独立化する**．絶対値が動かなくても **不確かさの所在を局所化** する価値がある（8-6 LED 物性，8-7 発光面サイズ）． +- **予想外の結果は仮説より雄弁**．完全機序解明より「確認できた事実を正直に記録」を優先（8-7）． +- **形状指標と絶対値は別物**として扱う．多くのレバーは形状指標には不変（線形ゲイン）だが，絶対値は局所幾何との縮退で動きうる． +- **失敗・予想外の記録は学びの宝庫**．方向性ドリフトを防ぐ核は「失敗を消さずに残す」こと． + +## 参照 (References) + +- [SPEC_03_基準設計の物理構成](../04_SPEC/SPEC_03_基準設計の物理構成.md) +- [SPEC_02_シーン定義仕様](../04_SPEC/SPEC_02_シーン定義仕様.md) +- [PLAN_02_開発ステップ](../03_PLAN/PLAN_02_開発ステップ.md) +- 実装エントリ: + - `src/sm_tias_lightsim/evaluation/oetf.py`（Step 8-3） + - `src/sm_tias_lightsim/visualize/baker.py`（Step 8-5） + - `src/sm_tias_lightsim/visualize/viewer.py`（Step 8-5） +- 検証アーティファクト: + - `configs/scene_baseline_emitter_real.yaml`（Step 8-7） + - `configs/eval_baseline_linear.yaml`（Step 8-7） + - `output/emitter_real/`（Step 8-7 検証レンダ） + - `output/baseline_linear_npy/`（Step 8-7 比較基準） +- 関連コミット: `26904da`（OETF 正規実装），`7181efa` / `c32ccd6` / `a0fe07d`（3D ビュー改善），`f5048a4`（LED 物性反映）