shape_from_polarization op• Datenarten: normalmap → image2d
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.sfp_height(normals, mask=None, max_zenith_deg=88.0) (die Implementierung direkt: import sfpolar; sfpolar.sfp_height(normals, mask=None, max_zenith_deg=88.0); aus dem Register: opsoptics.get("sfp_height"))
Integriert eine Normalenkarte mit Frankot–Chellappa auf einem gespiegelt erweiterten Gebiet zu einer Höhenkarte, damit der periodische FFT-Rand das Ergebnis nicht verbiegt (image2d).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
Gradients p = -nx/nz, q = -ny/nz are formed inside *mask* (zero outside — the object stands on a flat background); slopes steeper than *max_zenith_deg* (the occluding rim, where nz -> 0 and the gradient diverges) are clamped to that zenith with the azimuth kept. The field is then reflected into a 2H x 2W even-symmetric domain (p changes sign under the mirror in x, q under the mirror in y) and handed to photometric.integrate_gradients — the same Frankot-Chellappa solver, without its wrap-around. Measured on a 64 x 80 tilted plane (slopes 0.3 and -0.2): largest height error 0.06 px here against 18 px with the periodic solver, which cannot represent a ramp at all (the residual 0.06 px is the kink of the half-sample mirror at the seam).
Returns (H, W) float64 heights in pixel units (multiply by the pixel pitch), with the background (outside *mask*) at mean 0, or the whole image at mean 0 when there is no mask.
Compared with photometric.integrate_normals (registered in ops3d):
that operator integrates as is (periodic, no validation, no rim clamp); this one validates the field (unit, finite, facing the camera) and fixes the boundary.
Raises ValueError: *normals* not a finite (H, W, 3) field of unit normals with nz >= 0; *mask* not boolean of shape (H, W) or empty; *max_zenith_deg* outside (0, 90).
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|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• 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.
• poc_phase_measuring_deflectometry — py -3.11 examples/poc_phase_measuring_deflectometry.py
• poc_shape_from_polarization — py -3.11 examples/poc_shape_from_polarization.py
image2d als Eingabe)fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · edge_spread · veiling_glare_index · emva_pair_statistics · emva_defect_pixels
shape_from_polarization)sfp_dolp_model · dolp_to_zenith · aolp_to_azimuth · sfp_render · sfp_normals · sfp_disambiguate · sfp_estimate_index
*Provenance: sfpolar.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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