light_transport op• 資料種類:無 → images(僅由參數決定的運算子 —— 不接受影像或資料輸入)
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.high_frequency_patterns(shape=(1, 256), period=8, kind='stripes', fill=0.5, n_shifts=None, complement=False)(要直接呼叫實作,import lighttransport; lighttransport.high_frequency_patterns(shape=(1, 256), period=8, kind='stripes', fill=0.5, n_shifts=None, complement=False);從台帳取用則 opsoptics.get("high_frequency_patterns"))
平移的高頻投影圖案:點亮率為 α 的二值條紋、棋盤格,或相移正弦(一個或多個週期)(images)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
*shape* (H, W) is the projector frame; x is the column index.
• "stripes" — 1 where (x − s_k) mod period < α·period, for shifts s_k = floor(k·period/n_shifts); *period* an integer >= 2 and α·period must be a whole number of pixels (the realised fill is then exactly α — a rounded fill would bias the separation). Default n_shifts = period (every pixel is lit and unlit at least once). *complement* appends 1 − p for each pattern (Nayar et al. eq. 7).
• "checker" — squares of side period/2 (α = 0.5), shifted by floor(k·period/n_shifts) in both axes (n_shifts² images, default n_shifts = min(period, 5)). Not a 2-D problem, so render_transport refuses it; it is for real captures.
• "sinusoid" — 0.5 + 0.5 cos(2π x / period − 2π n / N), n = 0..N−1, N = n_shifts (default 4, >= 3) — the sign convention of fringe.wrapped_phase, which returns 2π x / period. *period* may be a sequence (a micro phase-shifting set): the stacks are concatenated in that order. *fill* must stay 0.5 here.
Returns a list of (H, W) float arrays in [0, 1] (images).
Raises ValueError: bad *shape*; unknown *kind*; *period* out of range (stripes/checker integer >= 2, checker even; sinusoid > 2); *fill* outside (0, 1) or not a whole number of pixels per period (checker and sinusoid: not 0.5); *n_shifts* out of range; *complement* with a kind other than stripes.
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_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py
images 作為輸入)film_thickness_map · render_transport · separate_direct_global · micro_phase_decode
light_transport)groove_profile · form_factors_2d · transport_matrix_radiosity · render_transport · separate_direct_global · fringe_multipath_phase_error · predict_fringe_phase_error · micro_phase_decode
*Provenance: lighttransport.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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