polarization op• 데이터 종류: matrix × stokes → stokes
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.mueller_apply(mueller, stokes)(구현을 직접 호출하려면 import optics; optics.mueller_apply(mueller, stokes), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("mueller_apply"))
스토크스 벡터를 뮐러 행렬에 통과시킵니다: S' = M @ S.
*mueller*는 (4, 4) 실수 행렬( mueller_element로 만들거나, 여러 개를 곱한다)이고 *stokes*는 4성분 Stokes 벡터 [S0, S1, S2, S3]이다.
입력은 물리적 실현 가능성을 검사한다: S0 >= 0 그리고 sqrt(S1^2+S2^2+S3^2) <= S0(편광도는 최대 1). 불가능한상태를 Mueller 행렬에 넘기면 그럴듯해 보이지만아무 의미 없는 결과가 돌아오므로, 대신 거부한다. 출력은 의도적으로다시 검사하지 않는다: 비물리적인 출력은 *mueller*가 물리적인 Mueller 행렬이 아니라는 실제 증거이며, 그것을 삼키면버그가 숨는다 — stokes_analyze로 검사하면 그렇다고 알려 준다.
(4,) float64의 Stokes 벡터를 반환한다.
mueller를 (..., 4, 4), stokes를 (..., 4)로 하면 화소마다 다른 행렬을 통과시킬 수 있다. 둘은 numpy의 규칙으로 broadcast하므로, (H, W, 4, 4)와 (4,)의 조합(소자만 위치에 따라 바뀜)이나, (4, 4)와 (H, W, 4)의 조합(빛만 위치에 따라 바뀜)도 쓸 수 있다.
추가한 이유는 실측이다. examples/poc_photoelasticity.py는 화소마다위상차가 바뀌는 위상자를 통과시킬 필요가 있어, 이 입구가 없어서 (H,W,4,4)를직접 짜야 했다. 행렬 자체는 옳았으므로(암시야 원편광계를짜서 교과서의 I = sin²(δ/2)와 125가지에서 최대 차 2.2e-16), 부족했던 것은 형태뿐이었다.
실현 가능성 검사는 화소마다 하며, 위반하는 화소가 있으면그 수와 최악값을 들어 거부한다(1점이라도 통과시키지 않는다 = fail-closed).
정확히 재현하는 참값: 무편광 [1,0,0,0]을이상적인 편광자에 통과시키면 S0 = 0.5, 편광도 1; 상대 각도 theta의편광자 두 개를 통과시키면 0.5*cos^2(theta)(Malus, 전체 스윕에서 1e-16까지); 단위 행렬은 입력을 그대로 반환한다.
Raises ValueError: *mueller*가 (4, 4)가 아님, *stokes*가 1-D 4-벡터가 아님, 어느 쪽이 복소수 / 마스크 있음 / 유한하지 않음, 입력 Stokes 벡터가 비물리적임, 또는 곱이 float64를 오버플로함.
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
• poc_photoelasticity — py -3.11 examples/poc_photoelasticity.py
stokes 를 입력으로 받는 것)polarization)jones_element · jones_apply · stokes_from_jones · mueller_element · stokes_analyze · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color · mueller_from_intensities
*Provenance: optics.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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