photoelastic op• Datenarten: polsweep → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.photoelastic_phase_estimate(images, analyzers='camera4', min_modulation=0.01, sum_tolerance=0.05) (die Implementierung direkt: import photoelastic; photoelastic.photoelastic_phase_estimate(images, analyzers='camera4', min_modulation=0.01, sum_tolerance=0.05); aus dem Register: opsoptics.get("photoelastic_phase_estimate"))
• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)
Geschlossene Rückrechnung von Polarisationsbildern auf Gangunterschied δ und Hauptachse θ → dict.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
Inverse of photoelastic_polarization_images (right-circular illumination). With S0 = ½(I0 + I90 + I45 + I135) (the mean of the two pair sums), S1 = I0 − I90, S2 = I45 − I135:
• camera4 (4 linear analysers): sin δ = √(S1² + S2²)/S0 and δ = arcsin(·) — unique only for δ ∈ [0, π/2] (a quarter wave):
linear analysers alone cannot see the sign of cos δ.
• stokes6 (+ right/left circular): S3 = IR − IL and δ = atan2(√(S1² + S2²), S3) ∈ [0, π].
In both, θ = ½ atan2(−S1, S2) mod 180 deg, in (−90, 90] — the fast axis (for a material with C > 0, σ1 lies at θ + 90°). The pair (δ, θ) and (−δ, θ + 90°) give identical images; the estimate returns the representative with δ ≥ 0. Where the modulation √(S1²+S2²)/S0 (= |sin δ|) is at or below min_modulation (default 0.01, i.e. δ within ~0.01 rad of 0 or π, where 1 % intensity noise already turns the axis by tens of degrees) the axis is undefined: axis_valid is False and axis_deg is 0 there.
One exposure obeys I0 + I90 = I45 + I135 (and = IR + IL). Real frames do so only to the noise and the demosaic interpolation, so the check is per pixel and relative: sum_mismatch = |I45 + I135 − (I0 + I90)| / S0 (for stokes6 the larger of that and |IR + IL − S0| / S0).
images : (K, H, W) array or list of K frames in the order of analyzers.
analyzers : "camera4" (0/45/90/135) or "stokes6" (+ right/left circular).
min_modulation : modulation at or below which the axis is not reported.
sum_tolerance : largest sum_mismatch a pixel may have and stay valid
(relative to S0, default 0.05). Measured basis: with 1 % independent
noise per frame the mismatch stays below it (99th percentile 2.9 %,
maximum 4.6 % over 40 000 pixels), and the bilinear interpolation of
optics.polarization_demosaic leaves ≤ 1.5 % on 95 % of a disc with
nine resolved fringes; pixels above it are aliased fringes, saturated
or moving pixels, or frames from another exposure. Must lie in [0, 1].
Returns delta_rad, axis_deg, axis_valid, valid (sum_mismatch ≤ sum_tolerance; delta_rad is still computed where it is False but is not a measurement there, and axis_valid is False), sum_mismatch, modulation, intensity (S0) and stokes ((4, H, W); S3 = 0 for camera4, which is a limitation, not a measurement).
Raises ValueError: wrong number of frames, non-2-D / non-finite / negative frames, a dark pixel (S0 = 0), sum_tolerance outside [0, 1], or frames whose pair sums disagree by more than sum_tolerance on more than half of the pixels (not one camera exposure, the wrong frame order, or fringes too dense for the sensor).
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
• 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.
• photoelastic_roundtrip — py -3.11 examples/photoelastic_roundtrip.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
photoelastic)brazilian_disc_stress · kirsch_plate_stress · principal_stress · retardation_from_birefringence · photoelastic_retardation · retardation_convert · cubic_photoelastic_birefringence · silicon_piezo_optic_coefficients
*Provenance: photoelastic.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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