shape_from_polarization op• 数据种类:image2d × image2d → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.sfp_estimate_index(dolp, zenith_deg, model='specular', mask=None, n_bounds=(1.05, 3.0))(要直接调用实现,import sfpolar; sfpolar.sfp_estimate_index(dolp, zenith_deg, model='specular', mask=None, n_bounds=(1.05, 3.0));从台账取用则 opsoptics.get("sfp_estimate_index"))
由已知天顶角处观测到的 DoLP 估计折射率 —— Fresnel 曲线最小二乘拟合,镜面时另给出 DoLP 最大处的 n = tan(theta_B)(table)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
*dolp* and *zenith_deg* are maps of the same shape (the zenith from a coarse geometry such as a sphere's silhouette, a CAD model or a coarse depth). The fit minimises sum (rho_model(theta; n) - dolp)^2 over *mask* with a coarse grid over *n_bounds* followed by a bounded scalar minimisation.
Returns a dict: refractive_index (the fit), rmse (DoLP units), n_pixels, model, and for the specular model brewster_index = tan of the zenith where DoLP is largest (with brewster_dolp, the DoLP there — far below 1 means the data never reached Brewster's angle and the number is a lower bound, not an estimate).
The DoLP maximum by itself says nothing about *n* (the specular maximum is exactly 1 for every index); the index is in where the maximum falls, which is why a zenith map is required.
Raises ValueError: shapes differ; DoLP outside [0, 1] or zenith outside [0, 90]; fewer than 3 pixels in the mask; bounds not 1 < lo < hi; unknown *model*.
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。
• poc_shape_from_polarization — py -3.11 examples/poc_shape_from_polarization.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
shape_from_polarization)sfp_dolp_model · dolp_to_zenith · aolp_to_azimuth · sfp_render · sfp_normals · sfp_disambiguate · sfp_height
*Provenance: sfpolar.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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