shape_from_polarization op• 数据种类:image2d → image2d
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.sfp_dolp_model(zenith_deg, refractive_index=1.5, model='specular')(要直接调用实现,import sfpolar; sfpolar.sfp_dolp_model(zenith_deg, refractive_index=1.5, model='specular');从台账取用则 opsoptics.get("sfp_dolp_model"))
镜面反射光(Fresnel 反射)或漫射光(Fresnel 透射)的线偏振度随天顶角的变化(image2d)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
*zenith_deg* is the angle between the surface normal and the viewing direction, in degrees, 0 <= zenith <= 90 (a scalar or an array of any shape — an (H, W) zenith map gives an (H, W) DoLP map).
model="specular": (R_s - R_p) / (R_s + R_p) for light reflected off a dielectric of index *refractive_index*. It rises from 0 at normal incidence to exactly 1 at Brewster's angle atan(n) (R_p = 0) and falls back to 0 at grazing incidence — so one DoLP value has two zenith angles.
model="diffuse": (T_p - T_s) / (T_p + T_s) for light scattered inside the body and refracted out through the surface. It rises monotonically from 0 to (n^2 - 1)/(n^2 + 1) at 90 degrees (0.385 for n = 1.5) — weaker, but one value has one angle.
Returns a float64 array of the input's shape (a 0-d array for a scalar).
Raises ValueError: zenith outside [0, 90] or non-finite; *refractive_index* not a finite real > 1; unknown *model*.
*refractive_index* (here and in every op of this module) may also be a material name of the shared table materials (e.g. "N-BK7", "PMMA", "WATER"): its index at the d line (587.56 nm) is used. Metals and materials that absorb there are refused.
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_shape_from_polarization — py -3.11 examples/poc_shape_from_polarization.py
image2d 作为输入)fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · edge_spread · veiling_glare_index · emva_pair_statistics · emva_defect_pixels
shape_from_polarization)dolp_to_zenith · aolp_to_azimuth · sfp_render · sfp_normals · sfp_disambiguate · sfp_estimate_index · sfp_height
*Provenance: sfpolar.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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