scene op• 数据种类:table × table × table → rgbimage
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.render_optscene(scene, camera, lights, ambient: 'float' = 0.0, depth: 'int' = 2, shadows: 'bool' = True, supersample: 'int' = 1, adaptive: 'bool' = False, light_samples: 'int' = None, edge_threshold: 'float' = 0.06, saturate_at: 'float' = None, wavelength_nm: 'float' = 550.0, environment=None, environment_gain: 'float' = 1.0, environment_samples: 'int' = 12) -> 'np.ndarray'(要直接调用实现,import optscene; optscene.render_optscene(scene, camera, lights, ambient: 'float' = 0.0, depth: 'int' = 2, shadows: 'bool' = True, supersample: 'int' = 1, adaptive: 'bool' = False, light_samples: 'int' = None, edge_threshold: 'float' = 0.06, saturate_at: 'float' = None, wavelength_nm: 'float' = 550.0, environment=None, environment_gain: 'float' = 1.0, environment_samples: 'int' = 12) -> 'np.ndarray';从台账取用则 opsoptics.get("render_optscene"))
为检测而拍:按物理单位摆放真实灯具并计数直接光(带真值)。
不加入为了外观的多重反射、环境光。需要好看的图请用 render_studio ―― 构造方式不同的另一个 op，混用会使测光的依据变得含糊。返回值为线性 RGB 的辐亮度 (H, W, 3)，色调映射之前。
lights 是 illumdesign.light_source 的结果(1 个或并列多个均可)。ambient 是均匀的环境光，depth 是穿过电介质的递归深度，shadows=False 关闭投射阴影(更快，但不能用于以有阴影为前提的检测)。supersample 把每 1 像素的采样增至 n×n ―― 实际像素是对面积积分的，所以边缘和加工纹理的阶梯状锯齿由此消除(成本为 n² 倍)。
用于大量生成的 3 个旋钮(速度是生成器的功能)：
• adaptive=True ―― 先用 1 个采样拍摄，只把几何边缘和亮度梯度大的像素 划分为 n×n。不在平坦面上浪费采样，因此在保持边缘质量的同时变快。
• light_samples ―― 把面光源的发光点抽稀到此数量(用权重补偿亮度)。损失的是阴影边缘的柔和度，而不是亮度的绝对值。
• saturate_at ―― 超过此亮度的像素不做精细化(反正会过曝)。
wavelength_nm 是光源的波长。它进入表面粗糙度为 σ 的面作为镜面返回的比例 exp(-(4πσcosθ/λ)²)，所以同一表面也会因波长而看起来不同。宽带(卤素灯)就用几个波长拍摄后相加，激光就用单一波长拍摄。
传入 environment 就能把展示用画面的做法混入这里：用金属的各向异性波瓣采样环境，乘以 environment_gain 倍后相加。拉丝金属之所以看起来像金属，是因为环境沿纹路被拉长映出，只有点光源的话只会成为生硬的条纹(2026-09-05 用户的着眼点)。默认为 off ―― 为了不在需要测光依据的检测图像中默默混入为外观服务的项。传入 optscene.env_studio 最方便，自定义函数((...,3) 方向 -> (...,) 亮度)也可以。
想为显示而取整时请自行 **(1/2.2)。要加入真实镜头的畸变、PSF、渐晕、传感器噪声，就在后段接 lensimage.render_through_lens，只要量化与读出噪声的话就在后段接 sensor_capture。
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。
• dataset_conventions — 训练数据集规范知识 —— COCO / YOLO / VOC 及外观检测中的陷阱
• mv_cameras — 工业相机厂商(与传感器的对应、线扫描 / TDI)
• mv_illumination_practice — 照明实务知识 —— 波长、偏振、点亮方式、外部光、安全
• mv_image_sensors — 工业图像传感器(以现行产品为主)
• virtual_machine_vision — 虚拟机器视觉 —— 梳理参数与对象模型
• 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。
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
rgbimage 作为输入)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
scene)scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects
*Provenance: optscene.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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