scene op• 資料種類:無 → table(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.scene_sphere(center_mm, radius_mm: 'float', material=None) -> 'dict'(要直接呼叫實作,import optscene; optscene.scene_sphere(center_mm, radius_mm: 'float', material=None) -> 'dict';從台帳取用則 opsoptics.get("scene_sphere"))
球體零件。center_mm 為 (x, y, z) [mm],radius_mm > 0。
• center_mm：長度 3 的有限值 [mm]。右手系，z 朝上(與 scene_plane 相同)。
• radius_mm：正的有限值 [mm]。0、負值、NaN 為 ValueError。
• material：scene_material 的結果。省略時為 lambert、albedo 0.6。
• 回傳值：{"kind": "sphere", "c": (3,) 陣列, "r": float, "material"} 的 dict。
與光線的交點以 2 次方程式的閉合式求得，從外側射中取近處的交點，從內側(折射的射出側)則取遠處的交點。除單獨放置外，也可作為 scene_difference 的 solid / cavity 使用(球形空腔、球面沉頭孔)。optscene_mask 的 index 是此 dict 放入場景 list 的位置。
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• dataset_conventions — 訓練資料集規範知識 —— COCO / YOLO / VOC 及外觀檢測中的陷阱
• mv_cameras — 工業相機廠商(與感測器的對應、線掃描 / TDI)
• mv_illumination_practice — 照明實務知識 —— 波長、偏振、點亮方式、外部光、安全
• mv_image_sensors — 工業影像感測器(以現行產品為主)
• virtual_machine_vision — 虛擬機器視覺 —— 梳理參數與物件模型
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
scene)scene_material · scene_plane · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects · scene_difference
*Provenance: optscene.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.