light_section_render — OPTICS `light_section` op

• 数据种类:table × pairs → image2d

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.light_section_render(rig, profile, line_sigma_px=1.5, peak=1.0, background=0.0, noise=0.0, seed=0, sampling='point')(要直接调用实现,import lightsection; lightsection.light_section_render(rig, profile, line_sigma_px=1.5, peak=1.0, background=0.0, noise=0.0, seed=0, sampling='point');从台账取用则 opsoptics.get("light_section_render"))

• GPU:无(仅 CPU 参考实现)

用法

装置的相机所见、照在表面截面上的激光条纹图像(image2d)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

profile は光面(世界 Y = 0)上の断面 (x_mm, h_mm) の (K, 2) の並び(x は単調増加)。

各点を camera.project_points で写し、画像の列ごとに断面の像の行 v(u) を線形補間し、行の向きに σ = line_sigma_px のガウスの光条を描く(sampling="point" = 画素中心の点標本、"pixel" = 画素の面積で積分した誤差関数の差)。断面の外の列は背景だけ。noise は加法ガウス雑音の標準偏差(seed)。

profile is the (K, 2) cross-section (x_mm, h_mm) on the laser plane (x increasing). The points are projected with camera.project_points, the image row of the profile v(u) is linearly interpolated per column, and a Gaussian line of σ = line_sigma_px is drawn along the rows ("point" = point samples at pixel centres, "pixel" = the pixel-area integral). ★Limits: constant line width, no foreshortening, no defocus, no self-occlusion (a step's shadow) and no inter-reflection; a profile whose image folds over (u not monotonic) is refused. The rig must carry R, t (made by light_section_rig).

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。但已声明的缺测除外:bottle_fit_from_pattern 的 u_map 以 NaN 接收未能测得的像素(∞ 仍被拒绝)。

• 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。但已声明的缺测除外:bottle_background_map 对光线不可用的像素(全反射等)在 u_mm 中返回 NaN,并同时返回 valid 掩码和数量。

• 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

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)

• poc_light_section_step_weld_floor — py -3.11 examples/poc_light_section_step_weld_floor.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `image2d` 作为输入)

fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · encircled_energy · ensquared_energy · energy_radii · mtf_tangential_sagittal

同类别(`light_section`)

laser_line_center_centroid · laser_line_center_gauss · laser_line_center_steger · light_section_rig · light_section_targets · light_plane_calibrate · light_section_profile · light_section_scan

*Provenance: lightsection.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)。*

light_section_render — OPTICS light_section op

用法