watervision op• 데이터 종류: image2d → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.caustic_irradiance(height_field, extent_m, depth_m, light_dir, n_water=None, size=None, method='photon', ray_density=4, periodic=True, max_gain=20.0) -> 'dict'(구현을 직접 호출하려면 import watervision; watervision.caustic_irradiance(height_field, extent_m, depth_m, light_dir, n_water=None, size=None, method='photon', ray_density=4, periodic=True, max_gain=20.0) -> 'dict', 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("caustic_irradiance"))
• GPU: 없음(CPU 참조 구현만)
평행광이 물결치는 수면 아래의 평평한 바닥에 만드는 조도 -> dict.
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
height_field (ny, nx) is the surface height (m) of a periodic patch of extent_m metres (a length, or (Lx, Ly)); it is treated as band limited (the Nyquist row and column are dropped) and sampled finer by an integer ray_density (rays per cell and axis; the default 4 is for the photon method, the wavefront method triangulates its landing points and is usually run with 1 or 2) with a Fourier interpolation that also gives the exact slopes. depth_m is the depth of the floor below the mean level (it must lie below every wave crest). light_dir is the direction the light travels, a 3-vector with a downward z or (zenith_deg, azimuth_deg). n_water defaults to the material-table index at 0.55 um. size is the floor grid (ny, nx) (default: that of the height field).
method="photon": one ray per fine cell leaves the surface, is refracted by the vector form of Snell's law with the normal of the local slope, carries the power the beam puts on that cell, E0 (d.(-grad h, 1)) dx dy, times the unpolarised Fresnel transmittance, lands on the floor and is binned by bilinear splatting (the weights add up exactly, so the energy is conserved). method="wavefront": the map surface to floor, (x, y) -> (x, y) + s t_xy, has the Jacobian J (spectral derivatives of the periodic displacement) and the irradiance at a landing point is the carried power over |det J|; it is interpolated linearly onto the floor grid. Where det J falls below 1 / max_gain or turns negative the map folds (a caustic: the geometric gain is unbounded and several sheets overlap), the wavefront result is inf there and fold_mask flags the pixels (dilated by one pixel). The unit is the irradiance of the beam, measured on the horizontal floor, so a flat surface gives exactly cos(theta_i) T(theta_i) everywhere (the refracted beam is narrower by cos(theta_i) / cos(theta_t) and meets the floor at cos(theta_t)).
The table has irradiance (ny, nx), fold_mask, x_m / y_m (floor nodes), incident_flux (the power of the beam through the patch, summed over the rays), incident_flux_analytic (cos(theta_i) Lx Ly), transmitted_flux (after Fresnel), floor_flux (the integral of the irradiance, photon only), lost_flux_fraction (photons that left a non-periodic patch), mean_transmittance, flat_irradiance (cos(theta_i) T), theta_i_deg, theta_t_deg, n_water and n_rays. Non-finite heights, a floor above a crest, a light not pointing down and a patch too large for the ray cap are refused.
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.단, 선언된 결측은 예외: bottle_fit_from_pattern 의 u_map 은 측정하지 못한 픽셀을 NaN 으로 받습니다(∞ 는 여전히 거부).
• 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.단, 선언된 결측은 예외: bottle_background_map 은 광선을 쓸 수 없는 픽셀(전반사 등)의 u_mm 을 NaN 으로 돌려주며, valid 마스크와 개수를 함께 돌려줍니다.
• 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.
• poc_water_inspection_images — py -3.11 examples/poc_water_inspection_images.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
watervision)bottle_image · fill_level_from_image · bottle_background_map · bottle_fit_from_pattern · wet_surface_appearance · wet_dry_inspection_pair · underwater_inspection_image · caustic_floor_segmentation
*Provenance: watervision.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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