scene op• 資料種類:table × table × table → rgbimage
• 呼叫: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'(或 opsoptics.get("render_optscene"))
為檢測而拍:按物理單位擺放真實燈具並計數直接光(帶真值)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
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。
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• **字串一律 ValueError** —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• **complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError**。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。**除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError** ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• 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
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者・年份)與用途見上面的族使用指南。
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
rgbimage 作為輸入)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 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.