scene_radiance — OPTICS lensrender op

• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.scene_radiance(ray_origins=None, ray_dirs=None, scene=None, wavelengths_um=None, illuminant=None) -> 'dict' (die Implementierung direkt: import lensrender; lensrender.scene_radiance(ray_origins=None, ray_dirs=None, scene=None, wavelengths_um=None, illuminant=None) -> 'dict'; aus dem Register: opsoptics.get("scene_radiance"))

• GPU: nein (nur CPU-Referenzimplementierung)

Verwendung

Strahldichte entlang von Objektraumstrahlen, die auf eine lens_scene treffen -> dict.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

*ray_origins* / *ray_dirs* are (N, 3) points (mm) and directions (normalised here); *wavelengths_um* is a number or a list (default the three F, d, C lines). Every ray takes its nearest hit (plane rectangle, sphere, Moller-Trumbore triangle) and the radiance emission + rho(lambda) / pi * (E_ambient + sum_lights E cos(theta_l) * visibility) plus the Blinn-Phong lobe ks (s + 8) / (8 pi) (n . h)^s E cos(theta_l) per light (the normalised Blinn-Phong lobe: its albedo is about ks); the visibility is a shadow ray to the light (zero if anything is in the way, if *shadows* is on). A ray that hits nothing sees the scene background. *illuminant* (pairs (nm, value)) is the relative spectral shape that multiplies the lights and the ambient light (1 at 550 nm). A purely Lambertian surface never exceeds E rho / pi (tested to 1e-12). The table has radiance (N, K) in W m^-2 sr^-1 nm^-1, hit (N,), t_mm (N, inf for a miss), object_index (N, -1 for none) and wavelengths_um. NaN rays (lost in the lens) get NaN.

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

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)

• poc_dehazing — py -3.11 examples/poc_dehazing.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen table als Eingabe)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

Gleiche Kategorie (lensrender)

lens_scene · exit_pupil_samples · trace_sensor_rays · render_scene_through_lens · 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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