fullseye

high_frequency_patterns — OPTICS light_transport op

• データ種: なし → images(引数だけで決まる op —— 画像やデータの入力を取らない)
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.high_frequency_patterns(shape=(1, 256), period=8, kind='stripes', fill=0.5, n_shifts=None, complement=False) (実装を直接呼ぶなら import lighttransport; lighttransport.high_frequency_patterns(shape=(1, 256), period=8, kind='stripes', fill=0.5, n_shifts=None, complement=False)、台帳から引くなら opsoptics.get("high_frequency_patterns"))

使い方

Shifted high-frequency projector patterns: binary stripes with fill ratio α, a checkerboard, or phase-shifted sinusoids (one or several periods).

shape (H, W) is the projector frame; x is the column index.

• "stripes" — 1 where (x − s_k) mod period < α·period, for shifts s_k = floor(k·period/n_shifts); period an integer >= 2 and α·period must be a whole number of pixels (the realised fill is then exactly α — a rounded fill would bias the separation). Default n_shifts = period (every pixel is lit and unlit at least once). complement appends 1 − p for each pattern (Nayar et al. eq. 7).
• "checker" — squares of side period/2 (α = 0.5), shifted by floor(k·period/n_shifts) in both axes (n_shifts² images, default n_shifts = min(period, 5)). Not a 2-D problem, so :func:render_transport refuses it; it is for real captures.
• "sinusoid" — 0.5 + 0.5 cos(2π x / period − 2π n / N), n = 0..N−1, N = n_shifts (default 4, >= 3) — the sign convention of fringe.wrapped_phase, which returns 2π x / period. period may be a sequence (a micro phase-shifting set): the stacks are concatenated in that order. fill must stay 0.5 here.

Returns a list of (H, W) float arrays in [0, 1] (images).

Raises ValueError: bad shape; unknown kind; period out of range (stripes/checker integer >= 2, checker even; sinusoid > 2); fill outside (0, 1) or not a whole number of pixels per period (checker and sinusoid: not 0.5); n_shifts out of range; complement with a kind other than stripes.

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

• 単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
• 文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
• complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
• 0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
• 非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
• サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

• 物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-

  m

  が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

• optics_imaging ファミリ ガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• poc_interreflection_fringe_error — py -3.11 examples/poc_interreflection_fringe_error.py

型が繋がる次の op(images を入力に取れる)

film_thickness_map · render_transport · separate_direct_global · micro_phase_decode

同カテゴリ(light_transport)

groove_profile · form_factors_2d · transport_matrix_radiosity · render_transport · separate_direct_global · fringe_multipath_phase_error · predict_fringe_phase_error · micro_phase_decode

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Provenance: lighttransport.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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