appearance op• 資料種類:normalmap → rgbimage
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.thin_film_rgb(normals, view=(0.0, 0.0, 1.0), thickness_nm=350.0, n_film=1.33, n_sub=1.0, strength=1.0, light=None, nm=None, illuminant=None, polarization='unpolarized', n_out=1.0, under_layers=()) -> 'np.ndarray'(要直接呼叫實作,import matappear; matappear.thin_film_rgb(normals, view=(0.0, 0.0, 1.0), thickness_nm=350.0, n_film=1.33, n_sub=1.0, strength=1.0, light=None, nm=None, illuminant=None, polarization='unpolarized', n_out=1.0, under_layers=()) -> 'np.ndarray';從台帳取用則 opsoptics.get("thin_film_rgb"))
法線圖 + 視線 → 薄膜干涉的顏色 (H, W, 3) 線性 sRGB。
面相對視線越傾斜,膜內光程越長,顏色向短波長側移動 ―― 肥皂泡和燒過的鈦的顏色在邊緣處變化就是這個原因。
normals / view:(H,W,3) 法線貼圖 / 從面到視點的方向。
thickness_nm: 膜厚 [nm]。純量或 (H, W) 的膜厚場(膜厚不均、楔形、塗佈不均)。n_film / n_sub / n_out / polarization / under_layers: 與 thin_film_reflectance 相同(複數 n + ik、材料名、
材料記錄、逐波長陣列。材料名限於覆蓋 nm 網格的表 —— 例 基板 "TI" / "AL")。
strength:整體強度。
light: 從面到光源的方向 (3,)。None(預設)為均勻的天空照明: 每個被分辨的面回傳來自視線鏡像方向的光,
所以入射角為 cosθ = |n·v|(逐像素變化)。傳入向量則得到該光源鏡面反射的顏色: 把光送向視點的微面的法線
是半向量 h = (l + v)/|l + v|,所以入射角為 cosθ = |h·l|(同軸照明 l = v 即垂直入射)。亮度(高光的形狀)
不包含在這裡 —— 請乘以 ward_anisotropic 等。
nm: 波長網格 [nm] (遞增,2 點以上)。None 為 380–720 nm 的 69 點(FILM_RGB_NM)。材料表的範圍與之
不重疊的材料(例 金紅石的 "TIO2" 從 430 nm 開始),請傳入該範圍內的網格。
illuminant: 與 nm 等長的光源分光分布。None 為 D65(與 spectrum_to_srgb 相同)。
空輸入(normals 為 0 個元素)會引發 ValueError。膜厚場的形狀與法線貼圖不符時也會引發 ValueError。
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。
• colorimetry — 測色與光譜知識 —— 顏色只由「光譜 × 光源 × 觀察者」決定
• mv_illumination_practice — 照明實務知識 —— 波長、偏振、點亮方式、外部光、安全
• 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。
• appearance_structural_colour — py -3.11 examples/appearance_structural_colour.py
rgbimage 作為輸入)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture · pixel_shift_capture · false_color_metric
appearance)cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance · grating_wavelengths · grating_rgb · ward_anisotropic
*Provenance: matappear.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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