render_transport — OPTICS `light_transport` op

• 資料種類:table × images → images

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.render_transport(transport, patterns, triangulation_deg=20.0, irradiance=1.0, black_level=0.0, rows=1)(要直接呼叫實作,import lighttransport; lighttransport.render_transport(transport, patterns, triangulation_deg=20.0, irradiance=1.0, black_level=0.0, rows=1);從台帳取用則 opsoptics.get("render_transport"))

用法

透過光傳輸矩陣(直接 + 相互反射)算繪投影圖案下朗伯凹形截面的相機影像(images)。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

The orthographic projector is tilted *triangulation_deg* from the vertical towards +x; its frame (the pattern width W_p) spans the cross-section exactly, and each patch is lit by the average of the projector pixels inside its footprint, times n·d and *irradiance*. A deactivated projector pixel still emits *black_level* (Nayar's b). The radiosity B = T E is the camera image: one column per patch, repeated over *rows* rows (the groove axis).

*transport* is a table from transport_matrix_radiosity (pass n_bounces=0 for the direct-only truth). *patterns* (images) must be constant along each column (stripes or fringes parallel to the groove):

the 2-D transport is exact only then.

Returns a list of (rows, P) images (images).

Raises ValueError: not a transport table; patterns empty, non-finite, outside [0, 1] or varying along the groove axis (a checkerboard); *triangulation_deg* outside (0, 80] or a patch facing away from the projector (it would be in shadow); *irradiance* <= 0; *black_level* outside [0, 1); *rows* not an integer in [1, 4096].

該族通用的輸入契約(fail-closed)

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。

詳細使用指南

• optics_imaging 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `images` 作為輸入)

film_thickness_map · separate_direct_global · micro_phase_decode

同類別(`light_transport`)

groove_profile · form_factors_2d · transport_matrix_radiosity · high_frequency_patterns · 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)。*

render_transport — OPTICS light_transport op

用法