groove_profile — OPTICS light_transport op

• 数据种类:无 → table(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.groove_profile(kind='vgroove', n_patches=240, width=1.0, angle_deg=None, floor_frac=None, vertices=None)(要直接调用实现,import lighttransport; lighttransport.groove_profile(kind='vgroove', n_patches=240, width=1.0, angle_deg=None, floor_frac=None, vertices=None);从台账取用则 opsoptics.get("groove_profile"))

用法

把凹形截面(V 形槽、圆弧槽、圆角焊脚或任意下凹折线)划分为面片,每个面片对应一列相机像素(table)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

The part is extruded along the groove axis; the cross-section is a function z(x) that is concave (a valley), viewed by an orthographic camera from straight above, one patch per pixel column. The built-in shapes are sampled at n_patches + 1 uniform x (a kink between two samples is cut by the chord), rims at z = 0. *angle_deg* is the shape's defining angle and *floor_frac* the share of *width* that is a flat floor; None takes the per-shape default.

• "vgroove" — two plates with full opening angle *angle_deg* (default 90 = an inner corner tipped by 45 degrees, range [5, 175]), meeting at the bottom or, with floor_frac > 0 (default 0), on a centred flat floor (a trapezoidal groove). With no floor and an even *n_patches* the vertex is a patch edge.

• "trough" — circular arcs that reach a wall slope of *angle_deg* at the rims (default 60, range (0, 90)), with an optional centred floor (default 0).

• "fillet" — a flat floor over the left *floor_frac* of the width (default 0.5, range (0, 1)), then a circular arc tangent to it rising to a wall slope of *angle_deg* at the right rim (default 70, range (0, 85]) — a solder-fillet-like meniscus. The floor's left end is open.

• "polyline" — *vertices* (P+1, 2) as (x, z).

Returns a dict (a table) with kind = "lt_profile", shape, vertices (P+1, 2), centers (P, 2), normals (P, 2, unit, pointing up out of the material), lengths (P,) and x_centers (P,).

Raises ValueError: unknown *kind*; *n_patches* not an integer in [2, 2048]; non-positive or non-finite *width*; *angle_deg* or *floor_frac* outside the shape's range; *vertices* given for a built-in shape or missing for "polyline"; vertices that are not a concave function z(x) (x not strictly increasing, or a convex turn).

该族通用的输入契约(fail-closed)

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。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

参考(示例数据、文献)

• 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。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• converge_tour — py -3.11 examples/converge_tour.py

• poc_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py

• poc_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 table 作为输入)

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

同类别(light_transport)

form_factors_2d · 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 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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