fpm op• Datenarten: volume × signal × signal → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.fp_stack_from_images(images, na_x, na_y, wavelength_um, na_obj, pixel_um, values='intensity', exposure=None, led_xyz_mm=None) (die Implementierung direkt: import fourierptycho; fourierptycho.fp_stack_from_images(images, na_x, na_y, wavelength_um, na_obj, pixel_um, values='intensity', exposure=None, led_xyz_mm=None); aus dem Register: opsoptics.get("fp_stack_from_images"))
• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)
Wandelt einen Bildsatz aus einem Gerät oder aus öffentlichen Daten in die Tabelle dieser Familie um (table, kind="fp_stack").
images sind quadratische Bilder der Form (K, n, n) (bei values="amplitude" Amplitude, die zur Intensität quadriert wird). na_x / na_y sind die Richtungskosinus sinθx, sinθy der Beleuchtung pro LED (Vorzeichenkonvention dieser Familie: wie bei fp_capture gelten x/r, y/r der LED-Position als +, und bei u_ℓ = (na_x, na_y)/λ schneidet die Pupille das Objektspektrum um −u_ℓ aus (I = |F⁻¹{P(u)·O(u − u_ℓ)}|²). In einem Gerät, in dem die LEDs unter der Probe sitzen und das Licht von der LED zur Probe läuft, kann die physikalische transversale Wellenzahl −x/r sein). ★Eine Vorzeichenverwechslung lässt sich am Residuum nicht erkennen: die Umkehr beider Achsen führt mit gleichem Residuum zum Bild mit umgekehrtem Phasenvorzeichen (konjugiert), und auch die Umkehr einer Achse „konvergierte“ in einem synthetischen Lauf bei nur 1,8-fachem Residuum. Entscheiden durch Prüfen des Vorzeichens der rekonstruierten Phase an einer Probe mit bekanntem Phasenvorzeichen. exposure ist das Belichtungsverhältnis pro Bild (die Bilder werden dadurch geteilt). Mit led_xyz_mm steht die Korrektur der LED-Positionen zur Verfügung. Die Bilder werden aufsteigend nach Beleuchtungs-NA sortiert; die ursprünglichen Indizes bleiben in source_order erhalten. Abgelehnt, wenn das Kamerapixel (objektseitig) größer als λ/(2 NA_obj) ist (Abtastbedingung von FP).
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. Ausnahme, ausdrücklich erklärt: Das u_map von bottle_fit_from_pattern nimmt nicht gemessene Pixel als NaN entgegen (Unendlich wird weiterhin abgelehnt).
• 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. Ausnahme, ausdrücklich erklärt: bottle_background_map liefert für Pixel mit unbrauchbarem Strahl (Totalreflexion u. Ä.) NaN in u_mm, zusammen mit einer valid-Maske und den Anzahlen.
• 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
• 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.
• poc_fourier_ptychography — py -3.11 examples/poc_fourier_ptychography.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
fpm)fp_design · fp_usaf_target · fp_capture · fp_reconstruct · fp_element_contrast
*Provenance: fourierptycho.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.