grating_interf op• 資料種類:image2d → images
• 呼叫: 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))(要直接呼叫實作,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));從台帳取用則 opsoptics.get("grating_stepping_simulate"))
• 經台帳呼叫的回傳值: fullseye.ledger.grating_stepping_simulate(...) 只回傳宣告的 out 型別 images 的值(底層函式還會回傳輔助資訊)。需要被捨棄的部分時,請用 fullseye.ledger.grating_stepping_simulate.raw(...),或直接呼叫 gratinginterf.grating_stepping_simulate。
由穿透、微分相位、暗場 3 張圖產生相位步進的影像序列 (N, H, W)(正向模型)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
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。
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。
• 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。
• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py
• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py
images 作為輸入)film_thickness_map · grating_three_image_retrieve · grating_step_period_estimate · render_transport · separate_direct_global · micro_phase_decode
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 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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