form_factor_perpendicular_rects — OPTICS `radiosity` op

• 数据种类:无 → measurement(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.form_factor_perpendicular_rects(h=1.0, w=1.0, length=1.0)(要直接调用实现,import radiosity3d; radiosity3d.form_factor_perpendicular_rects(h=1.0, w=1.0, length=1.0);从台账取用则 opsoptics.get("form_factor_perpendicular_rects"))

用法

共用长度为 l 的边、成 90° 相交的矩形 w × l 到 h × l 的角系数(Howell 目录 C-14 的闭式解)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

With H = h/l and W = w/l (surface 1 is the w side, surface 2 the h

side)::

F_12 = 1/(π W) ( W atan(1/W) + H atan(1/H) − √(H²+W²) atan(1/√(H²+W²))

+ ¼ ln{ (1+W²)(1+H²)/(1+W²+H²)

· [W²(1+W²+H²)/((1+W²)(W²+H²))]^(W²)

· [H²(1+H²+W²)/((1+H²)(H²+W²))]^(H²) } )

H = W = 1 (two unit squares on a common edge) gives 0.200044. Reciprocity:

w F_12 = h F_21 (form_factor_perpendicular_rects(w, h, l) is F_21).

Returns the view factor F_12 (measurement).

Raises ValueError: a non-positive or non-finite length.

该族通用的输入契约(fail-closed)

optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):

• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。

• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。

• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。

• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。

• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• poc_pocket_interreflection — py -3.11 examples/poc_pocket_interreflection.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `measurement` 作为输入)

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同类别(`radiosity`)

form_factor_parallel_rects · form_factor_polygons · radiosity_patches · form_factor_matrix · radiosity_progressive_3d · render_optscene_gi

*Provenance: radiosity3d.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

form_factor_perpendicular_rects — OPTICS radiosity op

用法