imaging_sim op• 資料種類:table → table
• 呼叫:import lensimage; lensimage.distortion_map(system, image_size=(256, 256), pixel_pitch_um=5.5, fields=None, order=2)(或 opsoptics.get("distortion_map"))
實際主光線高與近軸主光線高的對照,以及重映射網格(`table`)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
Fields (degrees for an object at infinity, object heights in mm otherwise)
default to 9 values from the axis to the sensor corner
(`hypot(H, W)/2 · pitch`). For each, the real chief ray is traced to the
image plane (`r_real) and compared with the ideal height f·tanθ`
(or `m·H); distortion_pct = (r_real − r_ideal)/r_ideal · 100` —
negative is barrel. A radial polynomial `r_real = r(1 + k1 r² + k2 r⁴ …)`
(*order* even terms) is fitted and inverted on a dense table to build
`grid_rows / grid_cols` — for every real sensor pixel, the
fractional ideal-image pixel it sees (the inverse remap a renderer feeds to
`scipy.ndimage.map_coordinates). max_distortion_pct` is at the
corner. A paraboloid mirror with the stop on it and any system on axis give
zero (< 1e-7 %); the plano-convex singlet (stop on its first surface) is
barrel: −0.0059 % at the corner of a 2048 × 5.5 µm sensor (4.55°) and
−0.065 % at 15°, the doublet −0.28 % at 15° (measured, pinned in the tests).
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• **字串一律 ValueError** —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• **complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError**。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。**除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError** ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24),ABCD 元件序列受 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024),Zernike 受 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。以 fail-closed 堵住「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• mv_cables — ケーブル（規格・速度・給電・ロボットケーブル）
• mv_cameras — 産業用カメラメーカー（センサとの紐付け・ラインスキャン / TDI）
• mv_frame_grabbers — フレームグラバーボード（光学系ではないが、撮れるかを決める）
• mv_image_sensors — 産業用イメージセンサ（現行品中心）
• mv_standards — カメラインターフェースの規格と団体
• virtual_machine_vision — 仮想マシンビジョン — パラメータの洗い出しとオブジェクト模型
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者・年份)與用途見上面的族使用指南。
• lens_defect_dataset_demo — py -3.11 examples/lens_defect_dataset_demo.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram
imaging_sim)psf_from_opd · render_through_lens · defect_dataset · calibration_views
*Provenance: lensimage.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
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