fullseye

sfp_render — OPTICS `shape_from_polarization` op

データ種: normalmap → polsweep
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.sfp_render(normals, refractive_index=1.5, specular_radiance=1.0, diffuse_radiance=0.0, angles_deg=(0.0, 45.0, 90.0, 135.0), mask=None) (実装を直接呼ぶなら import sfpolar; sfpolar.sfp_render(normals, refractive_index=1.5, specular_radiance=1.0, diffuse_radiance=0.0, angles_deg=(0.0, 45.0, 90.0, 135.0), mask=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("sfp_render"))

使い方

Render the images a 4-direction polarisation camera records of a dielectric surface with the given normal map (the forward model of shape from polarisation).

Each pixel is I(t) = (S0/2) (1 + rho cos 2(t - psi)) with rho from :func:sfp_dolp_model and psi the normal’s azimuth (diffuse) or the azimuth plus 90 degrees (specular). Orthographic camera looking down -z; angles in the module’s convention (x toward y).

The pixel is the Stokes sum of a specular part (unpolarised environment light reflected once off the surface, radiance specular_radiance) and a diffuse part (light scattered inside the body and refracted out, radiance diffuse_radiance). The defaults (1, 0) give a pure specular surface (black gloss, glass); (0, 1) a pure diffuse one. Anything in between is a mixed pixel: the two polarisations are 90 degrees apart and partly cancel, which is exactly why such a pixel misleads either single model. Both radiances are scalars or (H, W) maps, >= 0, not both zero. Pixels outside mask are black.

Returns (N, H, W) float64 — the polsweep sort, in the order of angles_deg (default 0/45/90/135, :func:optics.polarization_demosaic’s order), ready for :func:sfp_normals and the specularity polarisation ops.

Raises ValueError: normals not a finite (H, W, 3) field of unit normals facing the camera; index not > 1; negative, non-finite or all-zero radiance; fewer than 3 or non-finite angles.

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-

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_shape_from_polarization — py -3.11 examples/poc_shape_from_polarization.py

型が繋がる次の op(`polsweep` を入力に取れる)

sfp_normals

同カテゴリ(`shape_from_polarization`)

sfp_dolp_model · dolp_to_zenith · aolp_to_azimuth · sfp_normals · sfp_disambiguate · sfp_estimate_index · sfp_height

Provenance: sfpolar.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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