illumination_visibility — OPTICS scene op

• 資料種類:table × points × table → signal

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.illumination_visibility(scene, points, light) -> 'np.ndarray'(要直接呼叫實作,import optscene; optscene.illumination_visibility(scene, points, light) -> 'np.ndarray';從台帳取用則 opsoptics.get("illumination_visibility"))

用法

從各點看到的發光點可見比例 0, 1。

逐點判定對所有發光點的遮擋並取平均。像背光那樣光源在零件背後的配置中為 0,輪廓得以凸顯。回傳值 (M,)。

步驟:從各點 p 取指向各發光點 e 的單位方向 d,從 p + 1e-4 d(為了不再次碰到自身表面的 0.1 µm 偏移)發射光線。若在 e 之前碰到任一圖元即為「被遮擋」。可見率 = 未被遮擋的發光點數 / 發光點總數。僅為幾何遮擋,不計入發光點的朝向(directions)、強度、餘弦律、距離衰減(那些由 render_optscene 的著色側負責)。

• scene:scene_* 的 dict 或其 list。為空則 ValueError。

• points:(M, 3) [mm],有限值。若傳入面上的點,用 trace_rays(...)["point"]。發光點位於面背側的點會被自身零件遮擋而為 0。

• light:light_spec 或 light_source 的結果(含 emitters 與 directions 的 dict)。沒有則 ValueError。

• 回傳值:(M,) 的 float64,[0, 1]。發光點為 n 個時以 1/n 為步長。

• 計算量為 點數 × 發光點數 × 圖元數。

該族通用的輸入契約(fail-closed)

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。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

背景知識指南(該運算子背後的物理與規範)

• dataset_conventions — 訓練資料集規範知識 —— COCO / YOLO / VOC 及外觀檢測中的陷阱

• mv_cameras — 工業相機廠商(與感測器的對應、線掃描 / TDI)

• mv_illumination_practice — 照明實務知識 —— 波長、偏振、點亮方式、外部光、安全

• mv_image_sensors — 工業影像感測器(以現行產品為主)

• virtual_machine_vision — 虛擬機器視覺 —— 梳理參數與物件模型

參考(範例資料、文獻)

• 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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 signal 作為輸入)

emva_photon_transfer · emva_quantum_efficiency · emva_linearity_error · emva_snr_curve · emva_dark_current · cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance

同類別(scene)

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


*Provenance: optscene.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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