Расстояния до объекта с переменным освещением

[camiidobrii]

а чего тут решать то? Открываете раздел "мешкова" про "световое поле" и вперед.
Это я так тонко простебался.

А теперь касательно Вашей задачи.

Светотехника в такой постановке задачи работать не будет. У нас тут проблемы с дуализмом света возникают. Не работают наши законы на малых расстояниях, да еще с большими светящимися поверхностями.

Поэтому я бы посоветовал Вам заняться геометрией а не светотехникой.

Любая камера имеет диафрагмы. Регулируя угловой размер диафрагмы/фокусное расстояние можно посчитать расстояние до объекта.
Если знать размеры матрицы и "дырки".