scene 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.scene_material(kind: 'str' = 'lambert', albedo=0.6, metal: 'str' = 'al', finish: 'str' = 'random', glass: 'str' = 'N-BK7', sigma_per_mm: 'float' = 0.0, roughness_um: 'float' = 0.05) -> 'dict'(要直接呼叫實作,import optscene; optscene.scene_material(kind: 'str' = 'lambert', albedo=0.6, metal: 'str' = 'al', finish: 'str' = 'random', glass: 'str' = 'N-BK7', sigma_per_mm: 'float' = 0.0, roughness_um: 'float' = 0.05) -> 'dict';從台帳取用則 opsoptics.get("scene_material"))
建立一種材質。kind 為 lambert / conductor / dielectric 三選一。
只有 3 種是因為混在一起會默默出錯，要增加就分成不同型別(漫射、金屬還是透明，光線的去向會根本不同)。
lambert：只使用 albedo(純量或 RGB 3 元素)的完全漫射。
conductor：顏色由 metal(glassmirror.METALS)的複折射率決定，
異向性波瓣寬度由 finish(metalfinish.FINISHES)決定。不指定顏色。
roughness_um 是表面粗糙度 Rq [µm]。作為鏡面回傳的比例由
exp(-(4πσcosθ/λ)²) 決定(Davies 1954 / Bennett-Porteus 1961)，所以
是鏡面(0.01 = 拋光)還是偏漫射(1.0 = 霧面)由這 1 個值決定。
波長進入公式，所以同一表面也會因光源波長而看起來不同。
dielectric：依 glass(raytrace.glass_catalog())的 Sellmeier 色散折射，
以 sigma_per_mm 的 Beer–Lambert 吸收。
回傳值：經驗證後存放上述內容的 dict(直接傳給其他 scene_* op)。
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。
• 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
• 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。
• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
• vision_layout_from_catalog — py -3.11 examples/vision_layout_from_catalog.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
scene)scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects · scene_difference
*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)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.