lensrender op• Datenarten: table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.render_scene_through_lens(system, scene=None, sensor=None, pupil_samples=64, wavelengths=None, exposure_s=0.0001, illuminant=None, seed=0, defocus_mm=0.0, oversample=1, pupil_pattern='halton', pupil_uv=None, pupil_jitter=True, focus_mm=None, add_noise=True, output='float', band_nm=None, source_rings=24) -> 'dict' (die Implementierung direkt: import lensrender; lensrender.render_scene_through_lens(system, scene=None, sensor=None, pupil_samples=64, wavelengths=None, exposure_s=0.0001, illuminant=None, seed=0, defocus_mm=0.0, oversample=1, pupil_pattern='halton', pupil_uv=None, pupil_jitter=True, focus_mm=None, add_noise=True, output='float', band_nm=None, source_rings=24) -> 'dict'; aus dem Register: opsoptics.get("render_scene_through_lens"))
• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)
Eine lens_scene durch das Objektiv der Verschreibung *system* aufnehmen: Strahlverfolgung von der Sensorseite -> dict.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
For every pixel (and oversample x oversample points inside it) and every wavelength, the exit pupil is sampled at pupil_samples points (Halton or hexapolar, each pixel's pattern turned by a fixed golden-ratio angle when *pupil_jitter* is on, so the noiseless image does not depend on *seed*), each ray is traced backwards through the lens (trace_sensor_rays), shaded in the scene (scene_radiance) and weighted by cos^2(theta) / d^2 times the pupil-sample area: the Monte Carlo estimate of E = integral L cos(theta) d(omega) over the exit pupil (Kolb, Mitchell & Hanrahan 1995), times (n_image / n_object)^2. Point sources of the scene are added by forward ray tracing. The spectral irradiance becomes electrons per wavelength, E dlambda A_pixel t (lambda / hc) QE(lambda), and the sum goes through the shot noise, the dark electrons, the read noise and the quantiser of lensimage._sensor (*add_noise* False returns the expected values). *sensor* is a dict {"pixel_pitch_um", "size": (rows, cols), "qe", "full_well", "read_noise_e", "dark_e", "bits", "center_mm"} (center_mm moves the window to another point of a larger sensor); *wavelengths* default to the F, d, C lines (each band is as wide as the spacing of the list, or *band_nm*); *illuminant* is the relative spectral shape of the scene's lights (pairs (nm, value)); *defocus_mm* moves the sensor along the light (positive = away from the lens) and *focus_mm* puts it at the paraxial image of an object at that distance (default: the system's own image plane); *oversample* subdivides each pixel. The picture is upright (see the module doc). The table has image (float in 0..1, or uint16 DN with output="uint16"), image_noiseless, channels / channels_noiseless (one image per wavelength, own noise), electrons_mean and electrons_per_wavelength, irradiance_W_m2_nm (K, H, W), pupil_transmission (H, W: the share of the pupil that is not vignetted), the wavelengths and the geometry. Geometric optics only: no diffraction.
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|.
• 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 · trace_sensor_rays · scene_radiance · 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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