render_studio — OPTICS scene op

• Datenarten: table × table → rgbimage

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.render_studio(scene, camera, depth: 'int' = 3, samples: 'int' = 16, environment=None, supersample: 'int' = 1) -> 'np.ndarray' (die Implementierung direkt: import optscene; optscene.render_studio(scene, camera, depth: 'int' = 3, samples: 'int' = 16, environment=None, supersample: 'int' = 1) -> 'np.ndarray'; aus dem Register: opsoptics.get("render_studio"))

Verwendung

Zeichnet ein Schaubild: Umgebungslicht, Mehrfachreflexion, Brechung und Dispersion (keine photometrische Ground Truth).

Wer Prüfdaten braucht, nimmt render_optscene ―― ein separates op, das anders aufgebaut ist. Der Rückgabewert ist lineares RGB der Form (H, W, 3).

Der Zweck unterscheidet sich vom prüforientierten render_optscene. Jenes platziert reale Leuchten in physikalischen Einheiten, zählt das direkte Licht und liefert Ground Truth (eine photometrische Grundlage ist nötig). Dieses geht davon aus, dass Licht aus der gesamten Umgebung kommt; Metalle spiegeln die Umgebung, Glas bricht sie, und die Objekte spiegeln sich auch gegenseitig (das Aussehen ist gefragt).

depth ist die Rekursionstiefe für Reflexion/Brechung, samples die Zahl der Stichproben der Rauheitskeule (je mehr, desto glatter und langsamer). Übergibt man environment eine eigene Funktion ((...,3) Richtung -> (...,) Helligkeit), erhält man eine andere Umgebung. Für die Anzeige die Gammakorrektur selbst anwenden.

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

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.

• 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.

• 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|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• dataset_conventions — Konventionen für Trainingsdatensätze — COCO / YOLO / VOC und Fallstricke in der Sichtprüfung

• mv_cameras — Hersteller von Industriekameras (Sensorzuordnung, Zeilenkamera / TDI)

• mv_illumination_practice — Beleuchtung in der Praxis — Wellenlänge, Polarisation, Ansteuerung, Fremdlicht, Sicherheit

• mv_image_sensors — Industrielle Bildsensoren (vorwiegend aktuelle Produkte)

• virtual_machine_vision — Virtuelle Bildverarbeitung — Parameter erfassen und Objektmodell

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• 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.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen rgbimage als Eingabe)

clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture

Gleiche Kategorie (scene)

scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects


*Provenance: optscene.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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