illumination op• 資料種類:無 → table(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.solid_angle_light(half_angle_deg=10.0, tilt_deg=0.0, azimuth_deg=0.0, radiance=1.0, distance_mm=100.0, n=64)(要直接呼叫實作,import illumdesign; illumdesign.solid_angle_light(half_angle_deg=10.0, tilt_deg=0.0, azimuth_deg=0.0, radiance=1.0, distance_mm=100.0, n=64);從台帳取用則 opsoptics.get("solid_angle_light"))
由到達每一點的光錐(半角與方向)定義的照明(table)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
Every point of the part receives light from the same cone: axis tilted *tilt_deg* from the camera axis (+z) toward *azimuth_deg*, half-angle *half_angle_deg* (the illumination NA is sin of it), uniform *radiance* inside it. This is the far-field (Koehler) limit that an illuminator with a lens in front of the emitter approximates; a coaxial light through a half mirror is the case tilt_deg = 0. The record solid_angle carries the cone for solid_angle_brightness, solid_angle_boundaries, solid_angle_sweep and solid_angle_render; the dict also holds *n* emitters on a disc at *distance_mm* that subtends the same cone at the origin, so irradiance_map and defect_contrast accept it as well (they then see a near-field disc, not the far-field cone).
Returns the light dict (kind = "solid_angle") with solid_angle = {half_angle_deg, tilt_deg, azimuth_deg, radiance, axis, solid_angle_sr, projected_solid_angle_sr}; solid_angle_sr = 2π(1 − cos α) and the projected solid angle π sin²α is the irradiance a surface facing the cone receives per unit radiance. Fails closed (ValueError) when the cone would reach below the part plane (half_angle + tilt > 90).
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• mv_illumination_practice — 照明實務知識 —— 波長、偏振、點亮方式、外部光、安全
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。
• poc_illumination_cone_vs_na — py -3.11 examples/poc_illumination_cone_vs_na.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
illumination)light_source · irradiance_map · illumination_uniformity · defect_contrast · lighting_sweep · illumination_design · solid_angle_boundaries · solid_angle_brightness
*Provenance: illumdesign.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
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