scene op• Datenarten: table × table × table → rgbimage
• Aufruf: import optscene; optscene.render_optscene(scene, camera, lights, ambient: 'float' = 0.0, depth: 'int' = 2, shadows: 'bool' = True, supersample: 'int' = 1, adaptive: 'bool' = False, light_samples: 'int' = None, edge_threshold: 'float' = 0.06, saturate_at: 'float' = None, wavelength_nm: 'float' = 550.0, environment=None, environment_gain: 'float' = 1.0, environment_samples: 'int' = 12) -> 'np.ndarray' (oder opsoptics.get("render_optscene"))
Aufnahme für die Prüfung: reale Leuchten in physikalischen Einheiten platzieren und das direkte Licht zählen (mit Ground Truth).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
見た目を作るための多重反射・環境光は入れない。きれいな絵が要るなら
:func:render_studio ―― 作り方が違う別の op で、取り違えると測光の
根拠が濁る。返り値は線形 RGB の放射輝度 (H, W, 3)、トーンマップ前。
`lights は illumdesign.light_source` の結果(1 つでも並べてもよい)。
`ambient は一様な環境光、depth` は誘電体を通す再帰の深さ、
`shadows=False` で落ち影を切る(速いが、影がある前提の検査には使えない)。
`supersample` は 1 画素あたりの標本を n×n に増やす ―― 実際の画素は面積を
積分するので、縁や加工目の階段状のギザギザはこれで消える(コストは n² 倍)。
大量生成のための 3 つのつまみ(速度は生成器の機能):
• `adaptive=True` ―― まず 1 標本で撮り、幾何の縁と輝度勾配が大きい画素だけ
を n×n に割る。平坦な面には標本を捨てないので、縁の質を保ったまま速くなる。
• `light_samples` ―― 面光源の発光点をこの数へ間引く(重みで明るさを補正)。
落ちるのは影の縁の柔らかさで、明るさの絶対値ではない。
• `saturate_at` ―― この輝度を超える画素は精細化しない(どうせ白飛びする)。
`wavelength_nm` は光源の波長。面粗さ σ の面が鏡面として返す割合
exp(-(4πσcosθ/λ)²) に入るので、同じ面でも波長で見え方が変わる。
広帯域(ハロゲン)なら数波長で撮って足す、レーザーなら単一波長で撮る。
`environment` を渡すと、見せる絵の作り方をここに混ぜられる: 金属の異方性
ローブで環境を引いた分を `environment_gain` 倍して足す。ブラシ目の金属が
金属に見えるのは環境が目に沿って引き伸ばされて映るからで、点光源だけでは硬い
縞にしかならない(2026-09-05 のユーザー着眼)。既定は off ―― 測光の根拠が要る
検査画像に、見た目のための項を黙って混ぜないため。`optscene.env_studio` を
渡すのが手軽で、自前の関数((...,3) 方向 -> (...,) 明るさ)でもよい。
表示用に丸めたい場合は自分で `**(1/2.2)` する。実レンズの歪曲・PSF・
周辺光量・センサ雑音を足すには `lensimage.render_through_lens` を後段に、
量子化と読み出し雑音だけなら `sensor_capture` を後段に掛ける。
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
• dataset_conventions — 学習データセット規約の知識 — COCO / YOLO / VOC と外観検査での落とし穴
• mv_cameras — 産業用カメラメーカー（センサとの紐付け・ラインスキャン / TDI）
• mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全
• mv_image_sensors — 産業用イメージセンサ（現行品中心）
• virtual_machine_vision — 仮想マシンビジョン — パラメータの洗い出しとオブジェクト模型
• 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.
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
rgbimage als Eingabe)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
scene)scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects
*Provenance: optscene.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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