grating_stepping_simulate — OPTICS grating_interf op

• 데이터 종류: image2d → images

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.grating_stepping_simulate(transmission=None, dpc_rad=None, darkfield=None, n_steps=8, ref_visibility=0.25, ref_phase_rad=0.0, steps_per_period=None, flux=None, seed=0, shape=(64, 64))(구현을 직접 호출하려면 import gratinginterf; gratinginterf.grating_stepping_simulate(transmission=None, dpc_rad=None, darkfield=None, n_steps=8, ref_visibility=0.25, ref_phase_rad=0.0, steps_per_period=None, flux=None, seed=0, shape=(64, 64)), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("grating_stepping_simulate"))

• 원장 경유의 반환값: fullseye.ledger.grating_stepping_simulate(...) 는 선언된 out 형 images 의 값만 반환합니다(실제 함수는 보조 정보도 반환). 버려진 쪽이 필요하면 fullseye.ledger.grating_stepping_simulate.raw(...) 를 쓰거나 gratinginterf.grating_stepping_simulate 를 직접 호출하세요.

사용법

투과·미분 위상·암시야 3장의 맵으로부터 위상 스텝 영상열 (N, H, W)을 만든다(순방향 모델).

> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.

各画素の k 枚目(k = 0..N−1)は I_k = flux·T·(1 + V0·D·cos(φ0 + φ − 2πk/P))。T = transmission(吸収)、φ = dpc_rad(縞の位相のずれ = 微分位相。屈折角 α とは φ = 2π d α/p2)、D = darkfield(可視度の比、1 = 散乱なし)、V0 = ref_visibility(試料なしの縞の可視度)、φ0 = ref_phase_rad(格子のむらによる基準の位相。スカラーか図)、P = steps_per_period (1 周期のステップ数。None は N = 1 周期を N 等分)。3 枚とも None なら試料なし(基準)の画像列になる: T = 1、φ = 0、D = 1。

flux: None なら雑音なしの期待値(flux = 1)。数を渡すと、T = 1 の画素の 1 枚あたりの平均光子数として Poisson 雑音を足した整数の計数を float で返す(seed で再現)。

返り値: (N, H, W) float64。grating_three_image_retrieve に試料ありと基準の 2 組を渡すと 3 枚が戻る。Raises ValueError: 図が 2-D でない / 形がそろわない / NaN・Inf、T < 0、D が [0, 1] の外、V0 が (0, 1] の外、n_steps が 3..256 の外、P ≤ 0、flux ≤ 0。

패밀리 공통 입력 계약(fail-closed)

optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):

• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.

• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.

• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.

• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).

• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.

• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.

• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.

자세한 사용 가이드

• optics_imaging 패밀리 가이드

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py

• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py

타입이 이어지는 다음 연산자(images 를 입력으로 받는 것)

film_thickness_map · grating_three_image_retrieve · grating_step_period_estimate · render_transport · separate_direct_global · micro_phase_decode

같은 카테고리(grating_interf)

talbot_grating_design · grating_three_image_retrieve · darkfield_scatter_relation · talbot_carpet · talbot_source_visibility · grating_step_period_estimate · dpc_integrate


*Provenance: gratinginterf.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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