shape_from_polarization op• データ種: normalmap → image2d
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.sfp_height(normals, mask=None, max_zenith_deg=88.0) (実装を直接呼ぶなら import sfpolar; sfpolar.sfp_height(normals, mask=None, max_zenith_deg=88.0)、台帳から引くなら opsoptics.get("sfp_height"))
法線マップを、鏡像拡張した領域での Frankot–Chellappa で高さに積分する(FFT の周期境界で形が曲がらない、image2d)。
> 以下の詳細説明は原文のままです —— 要約と見出しは訳出済み。
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).
optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):
• 単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
• 文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
• complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
• 0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
• 非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
• サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。
• 物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-|m| が奇数などの不正な Zernike 添字。
• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。
• 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 を入力に取れる)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. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*
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