film op• 資料種類:images → table
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.film_thickness_map(images, wavelengths_nm=(450.0, 500.0, 550.0, 600.0, 650.0, 700.0), film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=1500.0, mode='spectral', under=(), ambiguity_rms=0.01, step_nm=1.0, normalize=False, chunk=4096)(要直接呼叫實作,import filmoptics; filmoptics.film_thickness_map(images, wavelengths_nm=(450.0, 500.0, 550.0, 600.0, 650.0, 700.0), film='SIO2', substrate='SI', thickness_min_nm=0.0, thickness_max_nm=1500.0, mode='spectral', under=(), ambiguity_rms=0.01, step_nm=1.0, normalize=False, chunk=4096);從台帳取用則 opsoptics.get("film_thickness_map"))
由光譜影像(各波段反射率)或 RGB 影像求逐像素膜厚(查找表 + 拋物線精化)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
images: (B, H, W) の帯域画像の列。mode="spectral" なら各帯域は wavelengths_nm の波長での
反射率(狭帯域の分光カメラ)、mode="srgb" なら B = 3 で film_color と同じ
線形 sRGB(D65・CIE 1931 の等色関数、Luther 条件を満たす理想の RGB カメラ)。
wavelengths_nm: 分光モードの帯域の中心 [nm] (B 個、昇順)。srgb モードでは使わない。film / substrate / under: 積層(材料表の鍵)。最上層 film の厚さを求める。thickness_min_nm / thickness_max_nm / step_nm: 早見表の膜厚の範囲と刻み。
ambiguity_rms: 「同じくらい合う候補」の閾: 画素の RMS 残差が最良 + この値以下の局所解を数える。
既定 0.01 は反射率 1 % の雑音の目安。
normalize: True なら画素と早見表をどちらも長さ 1 に揃えてから比べる(明るさ = 照明・露出・反射率の倍率が
分からないときに、色の向き(分光の形)だけで照合する)。rmse は長さ 1 の単位になる。
chunk: 1 回に照合する画素の数(メモリの上限)。
返り値 dict: thickness (H, W) / rmse (H, W) / n_candidates (H, W)(閾の中に入った局所解の数。
★1 より大きい画素は色(帯域)だけでは膜厚が決まらない —— RGB では色が膜厚について周期的に繰り返すので
ここが 2 以上になる)/ lut_thickness_nm(早見表の膜厚)。
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。
• 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_thin_film_reflectometry — py -3.11 examples/poc_thin_film_reflectometry.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
film)multilayer_reflectance · film_color · film_thickness_fft · film_thickness_fit
*Provenance: filmoptics.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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