фильтр по интенсивности, бинаризация, затем поиск блобов?

Так а исходная сцена 2д или 3д? лампочки надо в 3д вставить и потом уже 2д картинку сгенерировать?
Или исходная картинка 2д без освещения и ее надо так подсветить, чтоб совмещалось с 3д объектом?

Ну момент... Поскольку карта - сферическая, а объект помещается в центр сферы, то почему он будет только с одной стороны освещаться? Надо определить расположение всех ярких точек на ВСЕЙ поверхности сферы, а не только в видимой области. Тогда получится осветить объект со всех сторон.

При чем тут любопытство? Чтоб найти решение, надо понять задачу вначале.

Я так понял, что "лампочки" по карте равномерно распределены. Просто надо брать не только видимую область для расчета, а ПОЛНУЮ карту. Найти яркие точки. Определить их 3D координаты НА СФЕРЕ. Потом просчитать освещение объекта, тут уже рейтрейсинг в помощь, ну да неважно что, что под рукой есть

А если лампочки расположены только с одной стороны объекта - ежу понятно, что другая будет в тени.

Ну хорошо, что мы видим из первой картинки? Вернее, что "видит" комп? А видит он светлые и темные места. Компу не объяснишь, что вот то пятно - это лампочка, вон это - окно, а там вот на столе - просто блик. Поэтому придется искать только по интенсивности. Допустим не так брутально, как на второй картинке - я поэтому и предложил бинаризацию. Потом отсеять блобы, которые по размерам слишком малы, чтобы быть источниками света. Потом рассчитать среднюю интенсивность в пределах оставшихся блобов и их центры на 2Д картинке. Когда все это сделано - перевести их в 3Д, зная радиус сферы. Там расположить "лампочки" с учетом просчитанной интенсивности. Потом поставить объект, куда надо, и просчитать его освещение.
Наверно, есть другие варианты решения, не спорю. Но я бы для начала делал как-то так.

ну если в двух словах:

Бинаризация - это превращение цветной картинки в монохромную (собственно, карту битов, где каждый пиксель превращается либо в 0, либо в 1). В простейшем случае, например, пиксели значением больше 128 становятся единицами, меньше - нулями (обычно цветную картинку переводят в серую и лишь потом бинаризируют по определенным правилам).

После того как карта битов получена - в ней можно искать блобы, т.е. сплошные области, состоящие из, скажем, единиц. Каждый блоб имеет характеристики - размер, диаметр, например еще "вес" и т.д. Поиском и анализом блобов занимаются как коммерческие библиотеки (MIL, Cognex, Halcon), так и бесплатные типа OpenCV (обычно они же могут и бинаризацию выполнить).

А когда блобы найдены - можно их центры с 2д системы координат перевести в 3д, в зависимости от радиуса сферы. И лампочки туда порастыкать

С помощью бинарных блобов находится только область, а интенсивность можно определить, "наложив" блоб на исходную картинку в виде маски, и посчитать числовые значения.

Ну так судя по картинке, можно объединить стоящие рядом маленькие кластеры, и вставлять туда "лампочку" большей интенсивности?