geometric op• 데이터 종류: 없음 → table(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)
• 호출: import optics; optics.depth_of_field(focal_mm=50.0, f_number=8.0, subject_mm=2000.0, coc_mm=0.03)(또는 opsoptics.get("depth_of_field"))
사진적 피사계 심도: 근점·원점·과초점거리.
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
The classical circle-of-confusion model. With `H = f^2/(N*c) + f` the
hyperfocal distance and `s` the focused subject distance:
`near = s*(H - f) / (H + s - 2f) and far = s*(H - f) / (H - s)`.
Returns a dict: `near_mm · far_mm · depth_mm (far - near`) ·
`hyperfocal_mm · far_is_infinite` (a bool, so a caller never has to
test for `inf` by accident).
**`far_mm is inf` at or beyond the hyperfocal distance, by contract,
not by accident** — focus at `H and everything from H/2` to infinity
is acceptably sharp, which is the whole point of the hyperfocal distance.
`depth_mm is then inf too. far_is_infinite` says so explicitly,
and the identity `near(H) == H/2` is exact (verified in the tests).
*coc_mm* is the acceptable circle of confusion in the image plane: the
35 mm convention is 0.03 mm, a machine-vision rule of thumb is 1-2 pixel
pitches. It is a *choice*, not a property of the lens — halve it and the
depth of field halves with it, which is why two depth-of-field calculators
disagree.
Ground truth: `f = 50, N = 8, c = 0.03 gives H = 10466.67 mm`; at
`s = H the near limit is exactly H/2 = 5233.33 mm` and the far limit
is `inf; the near/far limits bracket the subject for every s < H`.
Raises `ValueError`: non-positive or non-finite *focal_mm*,
*f_number*, *subject_mm*, *coc_mm*; `subject_mm <= focal_mm` (an object
inside the front focal length cannot be imaged by this lens — see
:func:thin_lens); a hyperfocal distance that is not greater than the
focal length (a degenerate combination of `N and c`).
Paraxial, thin, and blur-circle based: it ignores diffraction, which for
small apertures becomes the real resolution limit — compare with
:func:mtf_diffraction before trusting an `N = 22` calculation.
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• **문자열은 ValueError** —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• **complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError**.
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. **그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError** —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• lightfield_depth — py -3.11 examples/lightfield_depth.py
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram
geometric)thin_lens · abcd_matrix · abcd_trace · relative_illumination
*Provenance: optics.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.