radiosity op• Datenarten: table × table × table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.render_optscene_gi(scene, camera, lights, bounces=None, patch_mm=2.0, outer_mm=None, tol=1e-06, n_quad=3, supersample=1, study_bounces=8, study_tol=0.01) (die Implementierung direkt: import radiosity3d; radiosity3d.render_optscene_gi(scene, camera, lights, bounces=None, patch_mm=2.0, outer_mm=None, tol=1e-06, n_quad=3, supersample=1, study_bounces=8, study_tol=0.01); aus dem Register: opsoptics.get("render_optscene_gi"))
Inspektions-Rendering mit Interreflexion: die Photometrie von render_optscene plus n Reflexionen (oder die konvergierte Summe) zwischen Lambert-Patches.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
The same scene (optscene.scene_*), camera (optical_camera) and lights (illumdesign.light_source results) as optscene.render_optscene. The direct part is computed with the very same irradiance function, so bounces=0 reproduces render_optscene exactly (a test gate). On top of it the surfaces are cut into patches (radiosity_patches, at most *patch_mm* inside pockets and *outer_mm* (default *patch_mm*) elsewhere on a side), their view factors computed with occlusion (form_factor_matrix), and the light reflected between them added:
• bounces=None — converged, by progressive shooting (radiosity_progressive_3d, stop at residual energy tol);
• bounces=k — the Neumann partial sum: light that bounced at most k times between surfaces before reaching the camera (0 = direct only, 1 = one interreflection).
Each pixel's interreflected irradiance is gathered from the patch radiosities with the point-to-polygon closed form at the pixel's own surface point (final gather, one visibility ray per patch), so it is smooth inside a patch. Pixel radiance = ρ/π (E_direct + E_interreflected) in the same linear units as render_optscene. Light intensity enters linearly (the geometry is cached by a SHA-256 of the scene's shapes, camera and patch size — materials and light intensity are read on every call, so a calibration loop that varies albedo or intensity re-solves only the radiosity).
*study_bounces* K > 0 adds a bounce study: the images after 0..K bounces, the increment of each (max abs change / image peak), the observed ratio of successive increments g (the geometric analogue of an observed order of convergence), a GCI-style estimate 1.25 · Δ_k g/(1 − g) of what the remaining bounces still add, whether k is in the asymptotic range (g moved by at most 5 % at k and at k − 1; before it the estimate can be optimistic), the actual error against the converged image, and bounces_needed = the first k in the asymptotic range whose GCI estimate is below *study_tol*.
Returns a dict (table) with kind = "gi_render", image (H, W, 3), direct (H, W, 3, identical to render_optscene), difference (H, W, 3) = image − direct (the interreflection map), indirect_share (H, W), bounces, converged, n_shots, unshot_history, n_patches, patch_radiosity (N, 3), bounce_study (list of rows, or None), bounces_needed and notes.
Raises ValueError: an empty scene, or an unsupported one (see radiosity_patches:
Lambertian boxes, box-minus-box pockets, finite planes; an infinite plane only black); no lights; *bounces* not None or an integer in [0, 1000]; bad *patch_mm*, *tol*, *n_quad*, *supersample*, *study_bounces* or *study_tol*; an all-zero image (as render_optscene).
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_pocket_interreflection — py -3.11 examples/poc_pocket_interreflection.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
radiosity)form_factor_parallel_rects · form_factor_perpendicular_rects · form_factor_polygons · radiosity_patches · form_factor_matrix · radiosity_progressive_3d
*Provenance: radiosity3d.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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