scene op• 数据种类:table × table × table → rgbimage
• 调用:import optscene; optscene.render_optscene(scene, camera, lights, ambient: 'float' = 0.0, depth: 'int' = 2, shadows: 'bool' = True, supersample: 'int' = 1, adaptive: 'bool' = False, light_samples: 'int' = None, edge_threshold: 'float' = 0.06, saturate_at: 'float' = None, wavelength_nm: 'float' = 550.0, environment=None, environment_gain: 'float' = 1.0, environment_samples: 'int' = 12) -> 'np.ndarray'(或 opsoptics.get("render_optscene"))
为检测而拍:按物理单位摆放真实灯具并计数直接光(带真值)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
見た目を作るための多重反射・環境光は入れない。きれいな絵が要るなら
:func:render_studio ―― 作り方が違う別の op で、取り違えると測光の
根拠が濁る。返り値は線形 RGB の放射輝度 (H, W, 3)、トーンマップ前。
`lights は illumdesign.light_source` の結果(1 つでも並べてもよい)。
`ambient は一様な環境光、depth` は誘電体を通す再帰の深さ、
`shadows=False` で落ち影を切る(速いが、影がある前提の検査には使えない)。
`supersample` は 1 画素あたりの標本を n×n に増やす ―― 実際の画素は面積を
積分するので、縁や加工目の階段状のギザギザはこれで消える(コストは n² 倍)。
大量生成のための 3 つのつまみ(速度は生成器の機能):
• `adaptive=True` ―― まず 1 標本で撮り、幾何の縁と輝度勾配が大きい画素だけ
を n×n に割る。平坦な面には標本を捨てないので、縁の質を保ったまま速くなる。
• `light_samples` ―― 面光源の発光点をこの数へ間引く(重みで明るさを補正)。
落ちるのは影の縁の柔らかさで、明るさの絶対値ではない。
• `saturate_at` ―― この輝度を超える画素は精細化しない(どうせ白飛びする)。
`wavelength_nm` は光源の波長。面粗さ σ の面が鏡面として返す割合
exp(-(4πσcosθ/λ)²) に入るので、同じ面でも波長で見え方が変わる。
広帯域(ハロゲン)なら数波長で撮って足す、レーザーなら単一波長で撮る。
`environment` を渡すと、見せる絵の作り方をここに混ぜられる: 金属の異方性
ローブで環境を引いた分を `environment_gain` 倍して足す。ブラシ目の金属が
金属に見えるのは環境が目に沿って引き伸ばされて映るからで、点光源だけでは硬い
縞にしかならない(2026-09-05 のユーザー着眼)。既定は off ―― 測光の根拠が要る
検査画像に、見た目のための項を黙って混ぜないため。`optscene.env_studio` を
渡すのが手軽で、自前の関数((...,3) 方向 -> (...,) 明るさ)でもよい。
表示用に丸めたい場合は自分で `**(1/2.2)` する。実レンズの歪曲・PSF・
周辺光量・センサ雑音を足すには `lensimage.render_through_lens` を後段に、
量子化と読み出し雑音だけなら `sensor_capture` を後段に掛ける。
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。
• 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
• 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。
• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py
rgbimage 作为输入)clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture
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)。*
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