light_section_render — OPTICS `light_section` op

• 資料種類:table × pairs → image2d

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.light_section_render(rig, profile, line_sigma_px=1.5, peak=1.0, background=0.0, noise=0.0, seed=0, sampling='point')(要直接呼叫實作,import lightsection; lightsection.light_section_render(rig, profile, line_sigma_px=1.5, peak=1.0, background=0.0, noise=0.0, seed=0, sampling='point');從台帳取用則 opsoptics.get("light_section_render"))

• GPU:無(僅 CPU 參考實作)

用法

裝置的相機所見、照在表面截面上的雷射光條影像(image2d)。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

profile は光面(世界 Y = 0)上の断面 (x_mm, h_mm) の (K, 2) の並び(x は単調増加)。

各点を camera.project_points で写し、画像の列ごとに断面の像の行 v(u) を線形補間し、行の向きに σ = line_sigma_px のガウスの光条を描く(sampling="point" = 画素中心の点標本、"pixel" = 画素の面積で積分した誤差関数の差)。断面の外の列は背景だけ。noise は加法ガウス雑音の標準偏差(seed)。

profile is the (K, 2) cross-section (x_mm, h_mm) on the laser plane (x increasing). The points are projected with camera.project_points, the image row of the profile v(u) is linearly interpolated per column, and a Gaussian line of σ = line_sigma_px is drawn along the rows ("point" = point samples at pixel centres, "pixel" = the pixel-area integral). ★Limits: constant line width, no foreshortening, no defocus, no self-occlusion (a step's shadow) and no inter-reflection; a profile whose image folds over (u not monotonic) is refused. The rig must carry R, t (made by light_section_rig).

該族通用的輸入契約(fail-closed)

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。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_light_section_step_weld_floor — py -3.11 examples/poc_light_section_step_weld_floor.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `image2d` 作為輸入)

fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · encircled_energy · ensquared_energy · energy_radii · mtf_tangential_sagittal

同類別(`light_section`)

laser_line_center_centroid · laser_line_center_gauss · laser_line_center_steger · light_section_rig · light_section_targets · light_plane_calibrate · light_section_profile · light_section_scan

*Provenance: lightsection.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)。*

light_section_render — OPTICS light_section op

用法