spectral op• 資料種類:無 → matrix(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.hyperspectral_band_weights(wavelengths_nm=None, band_centers_nm=(950.0, 960.0, 970.0, 980.0, 990.0, 1000.0, 1010.0, 1020.0, 1030.0, 1040.0, 1050.0, 1060.0, 1070.0, 1080.0, 1090.0, 1100.0, 1110.0, 1120.0, 1130.0, 1140.0, 1150.0, 1160.0, 1170.0, 1180.0, 1190.0, 1200.0, 1210.0, 1220.0, 1230.0, 1240.0, 1250.0, 1260.0, 1270.0, 1280.0, 1290.0, 1300.0, 1310.0, 1320.0, 1330.0, 1340.0, 1350.0, 1360.0, 1370.0, 1380.0, 1390.0, 1400.0, 1410.0, 1420.0, 1430.0, 1440.0, 1450.0, 1460.0, 1470.0, 1480.0, 1490.0, 1500.0, 1510.0, 1520.0, 1530.0, 1540.0, 1550.0, 1560.0, 1570.0, 1580.0, 1590.0, 1600.0, 1610.0, 1620.0, 1630.0, 1640.0, 1650.0), band_fwhm_nm=10.0, source_temperature_k=3000.0, irradiance_w_m2=10000.0, f_number=2.0, pixel_um=25.0, exposure_s=0.001, optics_material='SILICA', optics_thickness_mm=None, qe_cutoff_nm=1700.0)(要直接呼叫實作,import spectralrad; spectralrad.hyperspectral_band_weights(wavelengths_nm=None, band_centers_nm=(950.0, 960.0, 970.0, 980.0, 990.0, 1000.0, 1010.0, 1020.0, 1030.0, 1040.0, 1050.0, 1060.0, 1070.0, 1080.0, 1090.0, 1100.0, 1110.0, 1120.0, 1130.0, 1140.0, 1150.0, 1160.0, 1170.0, 1180.0, 1190.0, 1200.0, 1210.0, 1220.0, 1230.0, 1240.0, 1250.0, 1260.0, 1270.0, 1280.0, 1290.0, 1300.0, 1310.0, 1320.0, 1330.0, 1340.0, 1350.0, 1360.0, 1370.0, 1380.0, 1390.0, 1400.0, 1410.0, 1420.0, 1430.0, 1440.0, 1450.0, 1460.0, 1470.0, 1480.0, 1490.0, 1500.0, 1510.0, 1520.0, 1530.0, 1540.0, 1550.0, 1560.0, 1570.0, 1580.0, 1590.0, 1600.0, 1610.0, 1620.0, 1630.0, 1640.0, 1650.0), band_fwhm_nm=10.0, source_temperature_k=3000.0, irradiance_w_m2=10000.0, f_number=2.0, pixel_um=25.0, exposure_s=0.001, optics_material='SILICA', optics_thickness_mm=None, qe_cutoff_nm=1700.0);從台帳取用則 opsoptics.get("hyperspectral_band_weights"))
從反射率到各波段電子數的線性映射 W(B × L)。電子數 = W @ R(λ)(加雜訊前)。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
鎖: ハロゲン(黒体 *source_temperature_k*、ベルト面の 900〜2500 nm の放射照度を *irradiance_w_m2* に合わせる)→ Lambert 面の放射輝度 L = E R/π → レンズ(F 値 *f_number*、像面照度 π L T/(4N²)、物体は遠方)→ ガラスの内部透過率(materials.material_transmittance、*optics_material* の厚さ *optics_thickness_mm*(None = 表面反射だけ)—— 光学系も観察対象と同じ材料表を引く)→ 分光の帯域(Gauss、半値全幅 *band_fwhm_nm*)→ 光子数(λ/hc)→ InGaAs の QE (ingaas_photodiode_qe、*qe_cutoff_nm*)× 画素面積 × 露光時間。
返り値: (B, L) の ndarray。*wavelengths_nm* は反射率の波長格子(nm、昇順、各帯の ±3σ を覆うこと。None なら 900〜2500 nm を 5 nm おき = spectral_reflectance_from_material の既定の格子)。
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_hyperspectral_foreign_matter — py -3.11 examples/poc_hyperspectral_foreign_matter.py
matrix 作為輸入)abcd_trace · emva_filter_distortion · mueller_apply · mueller_checks · pixel_shift_capture · pixel_shift_merge · pixel_shift_motion_mask · oct_from_spectra
spectral)blackbody_spectrum · cie_illuminant_a · led_spectrum · bandpass_spectrum · silicon_photodiode_qe · energy_to_photons · spectral_product · spectral_integral
*Provenance: spectralrad.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)。*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.