typed op• Datenarten: cimage → cimage
• Aufruf: fullseye.apply(img, "tb_angular_spectrum_propagate", a=0.5, b=0.5) (das 2-D-Modell ist ein Bild plus zwei skalare Regler a,b∈[0,1])
*Die Abbildung ist die tatsächliche Ausgabe auf einer synthetischen 128×128-Eingabe. Links Eingabe, rechts Ausgabe. Punktwolken als Draufsicht-Streudiagramm (Helligkeit = z), 1-D-Reihen als Linie, Volumen als Maximum-Projektion entlang z, Videos als mittleres Bild, komplexe Bilder als Betrag; Rückgabewerte, die kein Bild ergeben, werden als Werte gezeigt.*
Regler a durchfahren (0,1 / 0,5 / 0,9, der andere Regler auf Standard):
▸ tb_angular_spectrum_propagate: Regler a durchfahren (Doku-Website)
Regler b durchfahren (0,1 / 0,5 / 0,9, der andere Regler auf Standard):
▸ tb_angular_spectrum_propagate: Regler b durchfahren (Doku-Website)
Stufen (die vorangehenden Ops → dieser Op, von links nach rechts):
▸ tb_angular_spectrum_propagate: Stufen (Doku-Website)
Auf anderen Bildern (synthetische Szene / Foto / Münzen. Obere Reihe: Eingaben, untere Reihe: deren Ausgaben. Regler auf Standard):
▸ tb_angular_spectrum_propagate: andere Eingaben (Doku-Website)
Exakte skalare Freiraumausbreitung eines komplexen Feldes (Winkelspektrum-Methode).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
U(z) = IFFT{ FFT{U(0)} * exp(i*2*pi*z*sqrt(1/lambda^2 - fx^2 - fy^2)) } in the exp(-i*omega*t) convention, so a positive *distance_um* propagates forward. Components beyond the propagating cone (fx^2 + fy^2 > 1/lambda^2) are attenuated by exp(-2*pi*|z|*sqrt(fx^2 + fy^2 - 1/lambda^2)), which is the physical evanescent decay — not zeroed, so distance_um = 0 is an *exact* identity and the transfer function is continuous through it.
Unlike Fresnel propagation this makes no paraxial approximation: it is the exact solution of the Helmholtz equation for a band-limited field, valid from a fraction of a wavelength outward.
Returns a complex128 array with the same shape as *field*.
Ground truth it reproduces (measured): distance_um = 0 returns the field bit-identically (it short-circuits the transform pair); propagating +z then -z returns the original to a relative L2 error of 4.3e-16 to 5.3e-16 for a band-limited field (measured on three: 64x64 random at +/-50 um, a 64x64 Gaussian at +/-250 um, a 128x128 random at +/-500 um); total power is conserved to between 0 and 3.5e-16 relative on the same three. A field *with* evanescent content does not round-trip — those components are gone by construction, in both directions, because that is what physically happens.
*field* is a field in the space domain, not a spectrum: do not hand it the fftshifted output of complexops.cx_fft. Real input is promoted to complex, which loses nothing.
Aliasing: the discrete transfer function is periodic, so a field that diffracts past the array edge wraps around. The practical guard is the usual one — pad the field so the propagated support stays inside, and keep pixel_pitch_um below lambda/(2*NA). No warning can detect this reliably from the array alone, so none is invented.
Raises ValueError: *field* is not 2-D, smaller than 2x2, larger than MAX_FIELD_ELEMENTS, masked, or non-finite; non-positive or non-finite *wavelength_um* / *pixel_pitch_um*; non-finite *distance_um*.
Typed bridge of the optics op angular_spectrum_propagate into the 2-D evolution registry: the same implementation, called under the op(v, a, b) convention. a drives wavelength_um (default 0.55) and b drives distance_um (default 100).
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
Das Programm unten ist nachweislich lauffähig (gleiche Eingabe wie die Abbildung). In der Studio-Hilfe wird dieser Block zu Schaltflächen, die es sofort laden und ausführen.
img_to_cimage 0.50 0.50 tb_angular_spectrum_propagate 0.50 0.50
▸ Diese Pipeline laden · Laden & ausführen
Die folgenden Beispiele rufen den zugrunde liegenden Ledger-Op angular_spectrum_propagate auf. Dieser Brücken-Op ist dieselbe Implementierung, angepasst an die Konvention fn(v, a, b); das Verhalten gilt unverändert (nur die Aufrufform unterscheidet sich).
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
cimage als Eingabe)identity · tb_cx_ifft · tb_cx_magnitude · tb_cx_phase · tb_cx_real · tb_cx_imag · tb_cx_log_magnitude · tb_cx_apply_transfer_function
typed)tb_points_to_voxel · tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample
*Provenance: ops.py — 2D Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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