exit_pupil_samples — OPTICS lensrender op

• Datenarten: table → table

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.exit_pupil_samples(system, n=64, pattern='hexapolar', wavelength_um=None) -> 'dict' (die Implementierung direkt: import lensrender; lensrender.exit_pupil_samples(system, n=64, pattern='hexapolar', wavelength_um=None) -> 'dict'; aus dem Register: opsoptics.get("exit_pupil_samples"))

• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)

Verwendung

Stichprobenpunkte auf der Austrittspupille von *system* (Lage und Radius aus der paraxialen Rechnung) -> dict.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

pattern="hexapolar" puts a centre point and rings of 6k points (the largest count not above *n*), each with the area of its annulus share, so the weights sum to the disc area exactly; pattern="halton" takes the Halton sequence (bases 2 and 3) in the enclosing square and keeps the points inside the disc (rejection), *n* of them, each with weight pi R^2 / n. Both are deterministic. The table has xy_mm (K, 2) in the exit-pupil plane, uv the same in units of the radius, weights_mm2 (sum = area_mm2 = pi R^2), z_mm (the plane in the lens frame), radius_mm, position_mm (last vertex to the pupil along the light), area_ratio (sum of the weights over the enclosing square (2R)^2, pi/4) and square_acceptance (for halton the fraction of the square's points that fell inside the disc, which tends to pi/4; None for hexapolar). A system whose exit pupil is at infinity (image-space telecentric) is refused.

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

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|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• 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.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• poc_photograph_through_prescription — py -3.11 examples/poc_photograph_through_prescription.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen table als Eingabe)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

Gleiche Kategorie (lensrender)

lens_scene · trace_sensor_rays · scene_radiance · render_scene_through_lens · bokeh_shape · render_ghost_overlay · render_compare_prescriptions


*Provenance: lensrender.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.