appearance op• 数据种类:normalmap → rgbimage
• 调用:import matappear; matappear.grating_rgb(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), tangent=(1.0, 0.0, 0.0), pitch_um=1.6, orders=(1, 2), strength=1.0, width_nm=60.0) -> 'np.ndarray'(或 opsoptics.get("grating_rgb"))
法线图 + 光源 + 视线 → 衍射产生的虹彩 (H, W, 3) 线性 sRGB。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
CD/DVD の記録トラックは等間隔の溝 = 反射型回折格子である。溝に直交する方向の
「入射と出射の sin の差」が波長を選ぶので、面の向きが変わると色が変わる。
normals: (H, W, 3) 法線マップ(長さ 0 = 背景 → 0 を返す)。
light / view: 面から光源 / 視点への方向(3,)。
tangent: 溝の方向(3,)。法線に射影して面内成分を使う。
pitch_um: 溝間隔 [µm] (CD 1.6 / DVD 0.74 / BD 0.32)。
orders: 使う回折次数(内部で ±両方を使う — 対称な溝は両側へ回折する)。
strength: 全体の強さ。
width_nm: 1 本の回折線に与える波長方向の幅 [nm] (有限のスポットサイズ・帯域の効果)。
返り値: (H, W, 3) 線形 sRGB(負値は残す = 色域外がそのまま見える)。
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• **字符串一律 ValueError** —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• **complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError**。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。**除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError** ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• colorimetry — 測色と分光の知識 — 色は「分光 × 光源 × 観測者」でしか決まらない
• mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者・年份)与用途见上面的族使用指南。
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
rgbimage 作为输入)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance · grating_wavelengths · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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