noncoaxial op• Datenarten: table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.ghost_analysis(system, coatings=None, field=None, rings=6, pupil_fill=0.98, pixel_mm=0.005, max_rows=None) (die Implementierung direkt: import raytrace3d; raytrace3d.ghost_analysis(system, coatings=None, field=None, rings=6, pupil_fill=0.98, pixel_mm=0.005, max_rows=None); aus dem Register: opsoptics.get("ghost_analysis"))
Zweifach reflektierte Geisterbilder aller Flächenpaare (table): Fokus, Größe auf dem Sensor, relative Intensität.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
For surface records i < j (refracting surfaces and beamsplitters; nominal mirrors only as the parts of the path they already are), the light runs to *j*, reflects, crosses *j−1 … i+1* backwards, reflects at *i* and runs on to the image plane — N(N−1)/2 paths. The nominal bundle (same launch as the image) is traced along each path with real rays. Per ghost:
• energy_ratio — ghost energy / image energy = R_i·R_j·Π T over the ghost path ÷ Π T over the image path; R from surface_reflectance (the media of the prescription and *coatings*:
a coating for all surfaces, or {record: coating}; records may carry their own coating), at the
angle of incidence of the field's chief ray on each surface (unpolarised; a 45° beamsplitter plate is not
treated as normal incidence);
• focus_offset_mm — the ghost's best focus relative to the image plane (along the image normal; negative = in front of the sensor), radius_mm (RMS) / max_radius_mm on the image plane, centroid_xy (image-plane local) and offset_xy (from the image's chief ray — where the false copy lands relative to the true image);
• point_ratio — ghost irradiance / image irradiance for a point source whose image fills one pixel_mm disk: energy_ratio · (pixel / max(pixel, radius))²;
• extended_ratio — the same for a uniform extended scene: energy_ratio · |det J_image| / |det J_ghost| (the ghost spreads the scene over its own magnification); jacobian is J_ghost (image-plane position of the ghost's chief ray per unit field, 2×2; image_jacobian the image's own).
Rows are sorted by point_ratio (ties by the declared order). n_pairs = N(N−1)/2.
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• Strings lösen ValueError aus — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• 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.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• poc_noncoaxial_optics — py -3.11 examples/poc_noncoaxial_optics.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
noncoaxial)noncoaxial_system · noncoaxial_example · noncoaxial_layout · noncoaxial_trace · noncoaxial_spot · image_orientation · beamsplitter_branches · tilted_plate_shift
*Provenance: raytrace3d.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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