form_factors_2d — OPTICS light_transport op

• Datenarten: table → matrix

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.form_factors_2d(profile) (die Implementierung direkt: import lighttransport; lighttransport.form_factors_2d(profile); aus dem Register: opsoptics.get("form_factors_2d"))

Verwendung

Formfaktoren zwischen den Patches eines konkaven 2-D-Querschnitts (extrudierte Form) in geschlossener Form nach Hottels Crossed-Strings-Regel (matrix).

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

For strips i and j of an extruded surface that see each other unobstructed (always true on a concave cross-section), F_ij = [(crossed strings) − (uncrossed strings)] / (2 L_i) — the fraction of the energy leaving strip i that lands on strip j. Exact (no quadrature); reciprocity L_i F_ij = L_j F_ji holds by construction, F_ii = 0 for flat patches, and each row plus the form factor to the opening sums to 1 (the closed polygon is an enclosure).

*profile* is a table from groove_profile. Returns the (P, P) matrix (matrix).

Raises ValueError: *profile* is not a groove_profile table or its vertices are not a concave function z(x).

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_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py

• poc_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen matrix als Eingabe)

abcd_trace · emva_filter_distortion · mueller_apply · mueller_checks · pixel_shift_capture · pixel_shift_merge · pixel_shift_motion_mask · oct_from_spectra

Gleiche Kategorie (light_transport)

groove_profile · transport_matrix_radiosity · high_frequency_patterns · render_transport · separate_direct_global · fringe_multipath_phase_error · predict_fringe_phase_error · micro_phase_decode


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

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