lensrender op• Datenarten: table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.trace_sensor_rays(system, pixel_xy_mm=None, pupil_xy_mm=None, wavelength_um=None, defocus_mm=0.0, fresnel=False, focus_mm=None) -> 'dict' (die Implementierung direkt: import lensrender; lensrender.trace_sensor_rays(system, pixel_xy_mm=None, pupil_xy_mm=None, wavelength_um=None, defocus_mm=0.0, fresnel=False, focus_mm=None) -> 'dict'; aus dem Register: opsoptics.get("trace_sensor_rays"))
• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)
Strahlen von Sensorpunkten durch Punkte der Austrittspupille rückwärts in den Objektraum verfolgen -> dict.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
*pixel_xy_mm* (M, 2) are points (x, y) in the image plane (lens-frame axes, the image is inverted); *pupil_xy_mm* (K, 2) are points in the exit-pupil plane (default: 16 hexapolar samples of exit_pupil_samples). All M x K pairs are traced through every surface from the last to the first (Snell's law at *wavelength_um* with the dispersion of each medium, conics and aspheres, mirrors, the semi-diameters as apertures, total internal reflection); the sensor plane is the system's image plane (or the paraxial image of an object at *focus_mm*) moved by *defocus_mm* along the light. The table has origin / direction (M, K, 3): where the ray leaves the first surface and its unit direction into the scene (NaN where lost), transmission (M, K) - 1 for a ray that gets out, or with fresnel=True the product of the unpolarised Fresnel transmittances of the refracting surfaces (no coating, no absorption), 0 for a lost ray - vignetted (M, K) (any loss: a semi-diameter, a miss, TIR), tir, geometry_mm2 (cos^2(theta) / d^2 of the pupil sample seen from the sensor point, the weight of the irradiance integral), z_sensor_mm, z_pupil_mm and wavelength_um. Reversibility is exact: a forward ray from raytrace.ray_bundle traced back from its image point through its exit-pupil point returns to its entrance point (tested to 1e-9 mm and 1e-12 in direction).
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_photograph_through_prescription — py -3.11 examples/poc_photograph_through_prescription.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
lensrender)lens_scene · exit_pupil_samples · scene_radiance · render_scene_through_lens · bokeh_shape · render_ghost_overlay · render_compare_prescriptions
*Provenance: lensrender.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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