drawing op• 資料種類:table → table
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.noncoaxial_drawing(system, fields=None, rays=3, view='yz', scale=None, title=None, profile_points=61, rotate_deg=0, overlays=None)(要直接呼叫實作,import optdraw; optdraw.noncoaxial_drawing(system, fields=None, rays=3, view='yz', scale=None, title=None, profile_points=61, rotate_deg=0, overlays=None);從台帳取用則 opsoptics.get("noncoaxial_drawing"))
折轉系統的截面圖/安裝圖(table,圖的 dict)——把 raytrace3d 系統的面、反射鏡、分光鏡、像面與光線以全域座標投影到子午面繪製。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
*system* は raytrace3d.noncoaxial_system の系(raytrace.lens_system の処方も受ける)。*view* は投影面:
"yz"(横軸 = 大域の z、縦軸 = y。x 軸まわりの折り返しはこの面に載る)/ "zx"(横軸 z、縦軸 x)。面は局所の子午面の sag 曲線(raytrace の円錐 + 非球面の式)を大域へ写して投影し、ガラスの群はコバの線で閉じ、鏡は裏に斜線、半透鏡は BS の印。光軸は座標系の原点の折れ線(細い一点鎖線)、絞りは口径の外の刻み、像面は像の座標系の線分(image_tilt で傾く)、有限の物体は物面の線分(object_tilt で傾く)。光線は視野ごとに色を分け、絞りの上で等間隔に絞りを狙った実光線(raytrace3d の Newton 法)。
*rotate_deg*(0 / 90 / 180 / 270)は紙の上で図を回す(同軸落射のように光が下から上へ進む装置を立てて描く)。*overlays* は別の系(例: 照明の枝 = 半透鏡で反射する系)の列で、その光線を照明の光線の層に重ねて描く(面は細線)。
寸法: 装置の占有の幅 W と高さ H(面・像面・光線の外接矩形)。注記: 光路長(第 1 面 → 像面の軸の長さ)、折り返しの角度。values: path_length / footprint / fold_angles_deg / 面ごとの大域の頂点 surfaces / 光線の大域の折れ線 rays / image_center。
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_noncoaxial_optics — py -3.11 examples/poc_noncoaxial_optics.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
drawing)lens_section_drawing · vision_setup_drawing · lens_element_drawing · drawing_svg · drawing_dxf · drawing_raster · svg_entities · dxf_entities
*Provenance: optdraw.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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