illumination op• Datenarten: table → image2d
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.illumination_field(train, source_radiance=None, shape=(65, 65), field_mm=None, n_pupil=16) (die Implementierung direkt: import illumdesign; illumdesign.illumination_field(train, source_radiance=None, shape=(65, 65), field_mm=None, n_pupil=16); aus dem Register: opsoptics.get("illumination_field"))
Bestrahlungsstärke eines Beleuchtungsstrahlengangs auf dem Präparat (image2d), durch paraxiale Rückverfolgung bis zur Quelle.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
For every specimen pixel (x, y) and every direction (u, v) on an *n_pupil* x *n_pupil* grid of the illumination cone, the ray is traced back through each stop (rays outside a stop are blocked) to the source plane, where the radiance is looked up: E(x) = sum L(source point) du dv (paraxial, so for a uniform source filling the cone E = L pi NA^2 — a gate).
*train*: the table from illumination_train (or the same element list built by hand). *source_radiance*: None = uniform radiance 1 over the source disc; or a 2-D array of non-negative radiance laid over the square [-r, r]^2 of the source (r = source radius), bilinear lookup, zero outside the disc — a filament, an LED die, a fibre bundle. *shape*: the output grid (rows, cols). *field_mm*: half-width of the square specimen window (None = 0.65 x the lit field diameter). *n_pupil*: direction samples per axis.
Returns the irradiance map (float64, rows = +y down to -y as an image), in radiance x sr units.
Raises ValueError: not a train, non-finite/negative radiance map, work above MAX_TRAIN_WORK, no light reaching the specimen.
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 — Beleuchtung in der Praxis — Wellenlänge, Polarisation, Ansteuerung, Fremdlicht, Sicherheit
• 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.
• poc_document_scan — py -3.11 examples/poc_document_scan.py
• poc_spectrometer_illumination — py -3.11 examples/poc_spectrometer_illumination.py
image2d als Eingabe)fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · encircled_energy · ensquared_energy · energy_radii · mtf_tangential_sagittal
illumination)light_source · irradiance_map · illumination_uniformity · defect_contrast · lighting_sweep · illumination_design · solid_angle_light · solid_angle_boundaries
*Provenance: illumdesign.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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