groove_profile — OPTICS light_transport op

• Datenarten: keine → table (ein Operator, der allein durch seine Argumente bestimmt ist — er nimmt kein Bild und keine Daten entgegen)

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.groove_profile(kind='vgroove', n_patches=240, width=1.0, angle_deg=None, floor_frac=None, vertices=None) (die Implementierung direkt: import lighttransport; lighttransport.groove_profile(kind='vgroove', n_patches=240, width=1.0, angle_deg=None, floor_frac=None, vertices=None); aus dem Register: opsoptics.get("groove_profile"))

Verwendung

Zerlegt einen konkaven Querschnitt (V-Nut, Kreisbogenrinne, Kehlnaht oder beliebiger konkaver Polygonzug) in Patches, je eine Kamerapixelspalte (table).

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

The part is extruded along the groove axis; the cross-section is a function z(x) that is concave (a valley), viewed by an orthographic camera from straight above, one patch per pixel column. The built-in shapes are sampled at n_patches + 1 uniform x (a kink between two samples is cut by the chord), rims at z = 0. *angle_deg* is the shape's defining angle and *floor_frac* the share of *width* that is a flat floor; None takes the per-shape default.

• "vgroove" — two plates with full opening angle *angle_deg* (default 90 = an inner corner tipped by 45 degrees, range [5, 175]), meeting at the bottom or, with floor_frac > 0 (default 0), on a centred flat floor (a trapezoidal groove). With no floor and an even *n_patches* the vertex is a patch edge.

• "trough" — circular arcs that reach a wall slope of *angle_deg* at the rims (default 60, range (0, 90)), with an optional centred floor (default 0).

• "fillet" — a flat floor over the left *floor_frac* of the width (default 0.5, range (0, 1)), then a circular arc tangent to it rising to a wall slope of *angle_deg* at the right rim (default 70, range (0, 85]) — a solder-fillet-like meniscus. The floor's left end is open.

• "polyline" — *vertices* (P+1, 2) as (x, z).

Returns a dict (a table) with kind = "lt_profile", shape, vertices (P+1, 2), centers (P, 2), normals (P, 2, unit, pointing up out of the material), lengths (P,) and x_centers (P,).

Raises ValueError: unknown *kind*; *n_patches* not an integer in [2, 2048]; non-positive or non-finite *width*; *angle_deg* or *floor_frac* outside the shape's range; *vertices* given for a built-in shape or missing for "polyline"; vertices that are not a concave function z(x) (x not strictly increasing, or a convex turn).

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

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|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• 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.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• converge_tour — py -3.11 examples/converge_tour.py

• poc_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py

• poc_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen table als Eingabe)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

Gleiche Kategorie (light_transport)

form_factors_2d · transport_matrix_radiosity · high_frequency_patterns · render_transport · separate_direct_global · fringe_multipath_phase_error · predict_fringe_phase_error · micro_phase_decode


*Provenance: lighttransport.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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