appearance op• 数据种类:normalmap → rgbimage
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.grating_rgb(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), tangent=(1.0, 0.0, 0.0), pitch_um=1.6, orders=(1, 2), strength=1.0, width_nm=60.0) -> 'np.ndarray'(要直接调用实现,import matappear; matappear.grating_rgb(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), tangent=(1.0, 0.0, 0.0), pitch_um=1.6, orders=(1, 2), strength=1.0, width_nm=60.0) -> 'np.ndarray';从台账取用则 opsoptics.get("grating_rgb"))
法线图 + 光源 + 视线 → 衍射产生的虹彩 (H, W, 3) 线性 sRGB。
CD/DVD 的记录轨道是等间隔的槽 = 反射型衍射光栅。与槽正交方向上 “入射与出射的 sin 之差”选择波长，所以面的朝向一变颜色就变。
normals：(H, W, 3) 法线贴图(长度 0 = 背景 → 返回 0)。light / view：从面到光源 / 视点的方向(3,)。
tangent：槽的方向(3,)。投影到法线所定义的平面上，使用面内分量。
pitch_um：槽间距 [µm] (CD 1.6 / DVD 0.74 / BD 0.32)。
orders: 使用的衍射级次(内部同时使用 ± 两侧 — 对称的槽向两侧衍射)。
strength：整体强度。
width_nm：赋予 1 条衍射线的波长方向宽度 [nm] (有限光斑尺寸、频带的效果)。
返回值：(H, W, 3) 线性 sRGB(保留负值 = 色域外原样可见)。
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。
• 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。
• 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。
• colorimetry — 测色与光谱知识 —— 颜色只由“光谱 × 光源 × 观察者”决定
• mv_illumination_practice — 照明实务知识 —— 波长、偏振、点亮方式、外部光、安全
• 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。
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
rgbimage 作为输入)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance · grating_wavelengths · thin_film_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.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)。*
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