illumination op• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)
• Aufruf: import illumdesign; illumdesign.light_source(kind='ring', radius_mm=60.0, height_mm=100.0, n=24, tilt_deg=None, length_mm=100.0, intensity=1.0, cos_exponent=1.0, position=None, emitters=None, directions=None) (oder opsoptics.get("light_source"))
Ein Emittersatz für eine Standard-Maschinenbeleuchtungsfamilie (`table`).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
*kind*:
• `"point" — one emitter at *position* (default (0, 0, height_mm)`)
pointing straight down.
• `"ring"` — *n* emitters on a circle of *radius_mm* at *height_mm*,
each tilted toward the axis by *tilt_deg* (default: aimed at the origin,
so the ring's elevation angle is `atan(height/radius)`; low
height/radius = dark field, high = bright field).
• `"bar"` — *n* emitters along a line of *length_mm* parallel to x at
`y = radius_mm, z = height_mm`, aimed at the origin line.
• `"dome"` — *n* emitters spread over a hemisphere of *radius_mm*
(Fibonacci lattice, zenith angles 20°–85°), each pointing at the centre:
the diffuse, shadow-free illumination of a dome light.
• `"coaxial"` — a disc of *n* emitters of radius *radius_mm* at
*height_mm* pointing down: the diffuse area source a beam splitter folds
onto the viewing axis. Put it at the camera height with a radius of at
least twice the part size, so that every point of a flat glossy part
sees the source in its mirror direction (a *small* source at the camera
gives one bright spot, not a field-wide glare). The dict carries an
`area record so :func:defect_contrast` takes the specular glare from
the disc's uniform radiance `L = n I0/(π r²)` by a mirror-hit test
instead of a point sum that cannot resolve a narrow lobe.
• `"backlight" — *n* × *n* emitters on a square of side 2·radius_mm`
at `z = −height_mm` pointing up: the part is seen in silhouette.
• `"custom"` — *emitters* (N,3) and *directions* (N,3) given explicitly.
*intensity* is the radiant intensity of one emitter on its axis (arbitrary
units), *cos_exponent* the Lambertian order of its angular distribution
(1 = ideal Lambertian LED; ~2–4 for a lensed LED with a narrower beam).
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
• 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.
• illumination_design_demo — py -3.11 examples/illumination_design_demo.py
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram
illumination)irradiance_map · illumination_uniformity · defect_contrast · lighting_sweep · illumination_design
*Provenance: illumdesign.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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