lighting_sweep — OPTICS `illumination` op

• 数据种类:无 → pairs(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)

• 调用:import illumdesign; illumdesign.lighting_sweep(surface='glossy', slope_deg=10.0, elevations_deg=None, radius_mm=60.0, n=24, camera_height_mm=300.0, kind='ring')(或 opsoptics.get("lighting_sweep"))

用法

缺陷对比度随环形照明仰角的变化(`pairs`)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

A ring (or bar) of *radius_mm* is placed at heights giving each elevation

in *elevations_deg* (default 5°…85° in 5° steps) and :func:defect_contrast

is evaluated for a facet of *slope_deg* on *surface*. Returns `(n, 2)`

`[elevation, max_abs contrast]`; the maximum tells the designer where to

put the light. On a glossy surface the peak is at elevation ``90° − 2 ×

slope`` (the facet mirrors the light into a camera on axis) — the closed

form `tests/test_illumdesign.py` pins.

该族通用的输入契约(fail-closed)

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。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

背景知识指南(该算子背后的物理与约定)

• mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全

参考(示例数据・文献)

• 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。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• illumination_design_demo — py -3.11 examples/illumination_design_demo.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `pairs` 作为输入)

—

同类别(`illumination`)

light_source · irradiance_map · illumination_uniformity · defect_contrast · illumination_design

*Provenance: illumdesign.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)。*

lighting_sweep — OPTICS illumination op

用法