light_spec — OPTICS scene op

• Data kinds: कोई नहीं → table (केवल arguments से तय होने वाला op — यह कोई image या data input नहीं लेता)

• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.light_spec(kind: 'str' = None, source: 'str' = None, wavelength_nm: 'float' = None, bandwidth_nm: 'float' = None, radius_mm: 'float' = None, height_mm: 'float' = None, size_mm: 'float' = None, n: 'int' = 196, intensity: 'float' = 1.0, cos_exponent: 'float' = 1.0, polarization: 'str' = None, model: 'str' = None, maker: 'str' = None, color_temperature_k: 'float' = None, band_nm=None, splitter_reflectance: 'float' = 0.5, splitter_transmittance: 'float' = 0.5) -> 'dict' (implementation को सीधे call करना हो तो import optscene; optscene.light_spec(kind: 'str' = None, source: 'str' = None, wavelength_nm: 'float' = None, bandwidth_nm: 'float' = None, radius_mm: 'float' = None, height_mm: 'float' = None, size_mm: 'float' = None, n: 'int' = 196, intensity: 'float' = 1.0, cos_exponent: 'float' = 1.0, polarization: 'str' = None, model: 'str' = None, maker: 'str' = None, color_temperature_k: 'float' = None, band_nm=None, splitter_reflectance: 'float' = 0.5, splitter_transmittance: 'float' = 0.5) -> 'dict', registry से लेना हो तो opsoptics.get("light_spec"))

उपयोग

light की specification। geometry illumdesign.light_source पर छोड़ी जाती है, प्रकाश के गुण यहाँ जोड़े जाते हैं।

kind coaxial / ring / dome / bar / backlight है (fixture का shape)। source led / halogen / laser है, और यह wavelength_nm और bandwidth_nm का अर्थ बदलता है ―― LED narrowband (~30 nm) है, halogen broadband (~300 nm), laser single-wavelength (0 nm) और coherent। roughness का specular अंश exp(-(4πσcosθ/λ)²) wavelength पर निर्भर है, इसलिए वही surface light source के अनुसार अलग दिखती है।

size_mm fixture का भौतिक फैलाव है। यह mirror image के रूप में दिखता है या नहीं = bright field / dark field का सार, इसलिए point approximation से dark field सिद्धांततः काम नहीं कर सकता। छोड़ देने पर, radius_mm का आधा उपयोग होता है।

Defaults (arguments छोड़ने पर): kind coaxial / source led / 550 nm / bandwidth 30 nm / radius 40 mm / height 110 mm। model देने पर ledger के मान default बन जाते हैं, और स्पष्ट रूप से दिए गए wavelength_nm / bandwidth_nm / radius_mm / height_mm / size_mm को प्राथमिकता मिलती है (इससे उसी fixture के अलग-अलग wavelength वाले रूप बनाए जा सकते हैं)। model number से विरोधाभासी kind / source पर ValueError।

Spectra: LED, Ohno 2005 का spectrum है (spectralrad.led_spectrum, FWHM = bandwidth_nm), halogen एक blackbody है (spectralrad.blackbody_spectrum, color_temperature_k default 3000 K, peak Wien के displacement law से लगभग 966 nm) जिसे band_nm से काटा जाता है (halogen का default 380–1100 nm है जिसे Si महसूस करता है; LED के लिए peak ± 1.5 FWHM), और laser एक single line है। light_wavelengths इसे कुछ wavelengths और weights में घटाता है।

Coaxial illumination (kind coaxial) half mirror से होकर जाता है: source का light reflectance splitter_reflectance गुना होकर part तक पहुँचता है, और camera half mirror के पार से देखता है, इसलिए image transmittance splitter_transmittance गुना होती है (round trip में R·T, 50/50 पर 1/4)। लौटाया गया intensity part तक पहुँचने वाला पक्ष है (R से गुणा किया हुआ); emitted_intensity source का मान है। T को render_optscene / layout_capture image पर लगाते हैं। 2026-10-15 तक round-trip loss नहीं था, और केवल coaxial ring illumination की तुलना में लगभग 4 गुना चमकीला आता था। R + T ≤ 1 (energy conservation) न होने पर ValueError।

पूरी family का input contract (fail-closed)

optics के सभी ops गणना से पहले input की जाँच करते हैं (कुछ भी चुपचाप पास नहीं होता):

• Unit argument के नाम में ही लिखी होती है — _mm / _um / _deg / _mrad। mm और µm की गड़बड़ी crash नहीं करती, बल्कि "सही दिखने वाला पर गलत उत्तर" देती है, इसलिए नाम से इसे रोका जाता है। मान के आकार से unit का अनुमान बिल्कुल नहीं लगाया जाता।

• String से ValueError — float('50') सफल हो जाता है, इसलिए बिना parse किया config value length के रूप में निकल जाता (मापा गया: thin_lens('50', '200') सही दिखने वाला 66.667 mm लौटा रहा था)। bool को भी True == 1 वाले implicit promotion के रूप में अस्वीकार किया जाता है।

• complex / masked array से ValueError (केवल real-valued slots; imaginary part को चुपचाप छोड़ना या mask हटाना अस्वीकार)। हर input पर NaN/Inf से ValueError।

• शून्य से भाग और उससे जुड़े मामलों को नाम लेकर अस्वीकार किया जाता है: focal length 0, radius of curvature 0, refractive index <= 0, पूरी तरह opaque aperture (सब 0, इसलिए normalisation 0/0), ऐसा PSF जिसका योग <= 0 हो, S0 = 0 वाला Stokes vector, और front focal point पर रखा object (image अनंत पर)।

• केवल 2 ops non-finite value लौटाते हैं, और वह भी contract के रूप में लिखा हुआ: depth_of_field hyperfocal distance से आगे far_mm = inf (hyperfocal distance की परिभाषा यही है) और gaussian_beam waist पर wavefront_radius_mm = inf (plane wavefront की radius of curvature)। दोनों साथ में एक finite साथी (far_is_infinite / curvature_per_mm) भी लौटाते हैं। इसके अलावा कोई भी चुपचाप आया NaN/Inf अंदर ही पकड़ा जाता है और ValueError देता है — "float64 overflow हुआ" और "उत्तर अनंत है" अलग-अलग दावे हैं, इसलिए पहले को दूसरे का चेहरा पहनाकर नहीं लौटाया जाता।

• Size की सीमा: generate होने वाले grid के लिए optics.MAX_GRID (4096), दिए गए field/PSF/aperture के लिए optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD element chain के लिए optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike के लिए MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25)। छोटे argument से बहुत बड़ा internal allocation होने वाले रास्तों (मापा गया: n_max=40 × 4096² पर 108 GB) को fail-closed ढंग से बंद किया गया है।

• भौतिक रूप से असंभव states भी अस्वीकार: degree of polarisation > 1 वाला Stokes vector, ऋणात्मक transmittance, ऋणात्मक intensity, और n-|m| odd जैसे अमान्य Zernike indices।

उपयोग की विस्तृत guide

• optics_imaging family guide

पृष्ठभूमि guides (इस op के पीछे की physics और conventions)

• dataset_conventions — Training dataset के conventions — COCO / YOLO / VOC और visual inspection में सावधानियाँ

• mv_cameras — Industrial camera निर्माता (sensor mapping, line scan / TDI)

• mv_illumination_practice — Lighting व्यवहार में — wavelength, polarisation, drive modes, ambient light, safety

• mv_image_sensors — Industrial image sensors (मुख्यतः मौजूदा products)

• virtual_machine_vision — Virtual machine vision — parameters की सूची और एक object model

संदर्भ (sample data, साहित्य)

• Sample data catalog (DL URL / license) — 2-D के लिए skimage.data (BSD/public) + synthetic, 3-D के लिए real data sources (Stanford/PDS आदि) के DL URL।

• Operators का स्रोत और संदर्भ — इस op family के मूल research/methods के स्रोत।

• Algorithm का मानक स्रोत (लेखक, वर्ष) और उपयोग ऊपर की family usage guide में दिए गए हैं।

चलाए जा सकने वाले उदाहरण (verified samples जो सच में यह op call करते हैं)

• poc_nir_silicon_transmission — py -3.11 examples/poc_nir_silicon_transmission.py

• poc_optics_drawings — py -3.11 examples/poc_optics_drawings.py

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

• vision_layout_from_catalog — py -3.11 examples/vision_layout_from_catalog.py

वे अगले ops जिनसे type जुड़ता है (table को input के रूप में लेते हैं)

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

इसी category के (scene)

scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects


*Provenance: optscene.py — OPTICS operator registry. यह per-op note tools/opdocs.py md से अपने-आप generate होता है (हाथ से edit न करें)।*

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