appearance op• 資料種類:signal → vector
• 呼叫:import matappear; matappear.spectrum_to_srgb(nm, reflectance, illuminant=None) -> 'np.ndarray'(或 opsoptics.get("spectrum_to_srgb"))
分光反射率 → 線性 sRGB(伽瑪前)。正規化使白面(反射率 1)成為 (1,1,1)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
nm: 波長格子 (K,) [nm]。単調増加。
reflectance: (..., K) の分光反射率(0–1 想定、範囲外でも計算は通る)。
illuminant: (K,) の光源分光分布。既定は D65 の平滑近似。
返り値: (..., 3) の線形 sRGB。負の値はクリップしない — 色域外は負で返るのが正直で、
クリップしたい呼び手が明示的にやる(黙って丸めると「表現できない色」が見えなくなる)。
正規化: 反射率 1 の完全拡散面が sRGB の基準白 D65 に落ちるよう、同じ光源・同じ格子で
計算した白の XYZ で成分ごとに割る(von Kries 型の白色順応の最小形)。実測で
反射率 1 → (1.000000, 1.000000, 0.999999)、0.5 → 0.5。したがって**絶対輝度ではなく
相対値**であり、レンダラの露出に掛ける使い方を想定している。
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。
• 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
• 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。
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
• poc_pigment_unmixing — py -3.11 examples/poc_pigment_unmixing.py
• poc_white_balance — py -3.11 examples/poc_white_balance.py
vector 作為輸入)—
appearance)cie_xyz_from_wavelength · thin_film_reflectance · grating_wavelengths · grating_rgb · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.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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