illumination_visibility — OPTICS `scene` op

• Datenarten: table × points × table → signal

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.illumination_visibility(scene, points, light) -> 'np.ndarray' (die Implementierung direkt: import optscene; optscene.illumination_visibility(scene, points, light) -> 'np.ndarray'; aus dem Register: opsoptics.get("illumination_visibility"))

Verwendung

Der von jedem Punkt aus sichtbare Anteil der Lichtquellen in [0, 1] (also der Schlagschatten).

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

点ごとに全発光点への遮蔽を判定して平均する。バックライトのように部品の裏に

光源がある配置では 0 になり、シルエットが立つ。返り値 (M,)。

手順: 各点 `p から各発光点 e へ向かう単位方向 d` を取り、

`p + 1e-4 d`(自分の面に再衝突しないための 0.1 µm のオフセット)から光線を撃つ。

どれかのプリミティブに `e` より手前で当たれば「遮られた」。可視率 =

遮られなかった発光点の数 / 発光点の総数。幾何的な遮蔽だけで、発光点の

向き(`directions`)・強度・cos 則・距離減衰は入れない(それらは

`render_optscene` の陰影側が持つ)。

• `scene: scene_* の dict、またはその list。空なら ValueError`。

• `points: (M, 3) [mm]、有限。面上の点を渡すなら trace_rays(...)["point"]`。

面の裏側に発光点がある点は自分の部品に遮られて 0 になる。

• `light: light_spec または light_source の結果(emitters` と

`directions を持つ dict)。無ければ ValueError`。

• 返り値: `(M,) の float64、[0, 1]。発光点 n 個なら 1/n` 刻み。

• 計算量は点数 × 発光点数 × プリミティブ数。

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):

• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.

• **Strings lösen ValueError aus** — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.

• **complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.**

• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).

• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). **Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus** — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.

• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).

• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• 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

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `signal` als Eingabe)

cie_xyz_from_wavelength · spectrum_to_srgb · thin_film_reflectance · fresnel_dielectric · fresnel_conductor · metal_optical_constants · beer_lambert_transmittance · slab_transmittance

Gleiche Kategorie (`scene`)

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

*Provenance: optscene.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

illumination_visibility — OPTICS scene op