film op• 数据种类:images → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.film_thickness_map(images, wavelengths_nm=(450.0, 500.0, 550.0, 600.0, 650.0, 700.0), film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=1500.0, mode='spectral', under=(), ambiguity_rms=0.01, step_nm=1.0, normalize=False, chunk=4096)(要直接调用实现,import filmoptics; filmoptics.film_thickness_map(images, wavelengths_nm=(450.0, 500.0, 550.0, 600.0, 650.0, 700.0), film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=1500.0, mode='spectral', under=(), ambiguity_rms=0.01, step_nm=1.0, normalize=False, chunk=4096);从台账取用则 opsoptics.get("film_thickness_map"))
由光谱图像(各波段反射率)或 RGB 图像求逐像素膜厚(查找表 + 抛物线精化)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
images: (B, H, W) の帯域画像の列。mode="spectral" なら各帯域は wavelengths_nm の波長での
反射率(狭帯域の分光カメラ)、mode="srgb" なら B = 3 で film_color と同じ
線形 sRGB(D65・CIE 1931 の等色関数、Luther 条件を満たす理想の RGB カメラ)。
wavelengths_nm: 分光モードの帯域の中心 [nm] (B 個、昇順)。srgb モードでは使わない。film / substrate / under: 積層(材料表の鍵)。最上層 film の厚さを求める。thickness_min_nm / thickness_max_nm / step_nm: 早見表の膜厚の範囲と刻み。
ambiguity_rms: 「同じくらい合う候補」の閾: 画素の RMS 残差が最良 + この値以下の局所解を数える。
既定 0.01 は反射率 1 % の雑音の目安。
normalize: True なら画素と早見表をどちらも長さ 1 に揃えてから比べる(明るさ = 照明・露出・反射率の倍率が
分からないときに、色の向き(分光の形)だけで照合する)。rmse は長さ 1 の単位になる。
chunk: 1 回に照合する画素の数(メモリの上限)。
返り値 dict: thickness (H, W) / rmse (H, W) / n_candidates (H, W)(閾の中に入った局所解の数。
★1 より大きい画素は色(帯域)だけでは膜厚が決まらない —— RGB では色が膜厚について周期的に繰り返すので
ここが 2 以上になる)/ lut_thickness_nm(早見表の膜厚)。
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。
• 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。
• poc_thin_film_reflectometry — py -3.11 examples/poc_thin_film_reflectometry.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
film)multilayer_reflectance · film_color · film_thickness_fft · film_thickness_fit
*Provenance: filmoptics.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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