appearance op• Datenarten: normalmap → rgbimage
• Aufruf: import matappear; matappear.grating_rgb(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), tangent=(1.0, 0.0, 0.0), pitch_um=1.6, orders=(1, 2), strength=1.0, width_nm=60.0) -> 'np.ndarray' (oder opsoptics.get("grating_rgb"))
Normalenkarte + Licht + Blickrichtung → die Regenbogenfarben der Beugung, (H, W, 3) in linearem sRGB.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
CD/DVD の記録トラックは等間隔の溝 = 反射型回折格子である。溝に直交する方向の
「入射と出射の sin の差」が波長を選ぶので、面の向きが変わると色が変わる。
normals: (H, W, 3) 法線マップ(長さ 0 = 背景 → 0 を返す)。
light / view: 面から光源 / 視点への方向(3,)。
tangent: 溝の方向(3,)。法線に射影して面内成分を使う。
pitch_um: 溝間隔 [µm] (CD 1.6 / DVD 0.74 / BD 0.32)。
orders: 使う回折次数(内部で ±両方を使う — 対称な溝は両側へ回折する)。
strength: 全体の強さ。
width_nm: 1 本の回折線に与える波長方向の幅 [nm] (有限のスポットサイズ・帯域の効果)。
返り値: (H, W, 3) 線形 sRGB(負値は残す = 色域外がそのまま見える)。
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• **Strings lösen ValueError aus** — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• **complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.**
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). **Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus** — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• colorimetry — 測色と分光の知識 — 色は「分光 × 光源 × 観測者」でしか決まらない
• mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
rgbimage als Eingabe)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance · grating_wavelengths · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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