optical_camera — OPTICS `scene` op

• 数据种类:无 → table(仅由参数决定的算子 —— 不接受图像或数据输入)

• 调用:import optscene; optscene.optical_camera(focal_mm: 'float' = 25.0, pixel_um: 'float' = 3.45, resolution=(256, 256), working_distance_mm: 'float' = 200.0, look_at_mm=(0.0, 0.0, 0.0), tilt_deg: 'float' = 0.0, azimuth_deg: 'float' = 0.0) -> 'dict'(或 opsoptics.get("optical_camera"))

用法

由实际诸元(焦距・像元间距・分辨率・工作距离)组成理想针孔相机。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

`tilt_deg は真上(0°)からの傾き、azimuth_deg` はその方位。カメラは

`look_at_mm` を見下ろす。返り値には内部行列 K [px] と姿勢 (R, t) が入る

―― `calib / calibration3d` 系の op と同じ規約なので、そのまま

再投影や校正の検証に渡せる。

視野は tan 半角 = (画素数/2 · 画素ピッチ) / 焦点距離で決まる。作動距離での

視野幅 [mm] を `fov_mm` に入れてあるので、部品が収まるかを見てから撮れる。

该族通用的输入契约(fail-closed)

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。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

背景知识指南(该算子背后的物理与约定)

• dataset_conventions — 学習データセット規約の知識 — COCO / YOLO / VOC と外観検査での落とし穴

• mv_cameras — 産業用カメラメーカー（センサとの紐付け・ラインスキャン / TDI）

• mv_illumination_practice — 照明の実務知識 — 波長・偏光・点灯方式・外光・安全

• mv_image_sensors — 産業用イメージセンサ（現行品中心）

• virtual_machine_vision — 仮想マシンビジョン — パラメータの洗い出しとオブジェクト模型

参考(示例数据・文献)

• 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。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• poc_focus_stacking — py -3.11 examples/poc_focus_stacking.py

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py

• vision_layout_from_catalog — py -3.11 examples/vision_layout_from_catalog.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `table` 作为输入)

abcd_matrix · wavefront_stats · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd · spot_diagram

同类别(`scene`)

scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects

*Provenance: optscene.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)。*

optical_camera — OPTICS scene op

用法