wave op• データ種: image2d × image2d → image2d
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.pupil_blur(image, pupil, defocus_waves=0.0, wavelength_um=0.55, f_number=5.6, pixel_pitch_um=5.0, oversample=4, opd_waves=None) (実装を直接呼ぶなら import optics; optics.pupil_blur(image, pupil, defocus_waves=0.0, wavelength_um=0.55, f_number=5.6, pixel_pitch_um=5.0, oversample=4, opd_waves=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("pupil_blur"))
1 つの波長帯について、瞳形状の PSF で画像をぼかす。
> 以下の詳細説明は原文のままです —— 要約と見出しは訳出済み。
The forward imaging model of *one* spectral band: the PSF of
:func:pupil_psf (same pupil / defocus / wavelength / f-number
arguments), binned to the image's pixel pitch so the blur is in the
image's own units, convolved with the image (FFT, reflect-padded borders so
a flat field stays flat and nothing wraps around). Call it once per band
with that band's `defocus_waves (from :func:defocus_from_shift` and a
focal shift versus wavelength) and you have the polychromatic image of a
lens with longitudinal chromatic aberration seen through any pupil — the
ingredient of the "colour from chromatic blur" hypothesis for
single-photoreceptor eyes (Stubbs & Stubbs, *PNAS* 113:8206, 2016).
Returns a float64 `image2d` of the image's shape. Linear: no clipping,
no re-normalisation of the image (the PSF sums to 1, so a constant image
is returned unchanged to rounding).
Ground truth it reproduces (measured, `tests/test_optics.py`): a constant
image is unchanged to 1e-12; a delta image returns the binned PSF itself
(the impulse response, to 1e-12 where the kernel fits); with
`defocus_waves = 0` and a diffraction spot much smaller than the pixel
(`lambda N = 0.8 um` on a 5 um pitch) a sharp edge is unchanged to
within 1 % — the *identity at focus*; the blurred image's total is the
input's total to 1e-9 (flux is conserved by the reflect padding).
Raises `ValueError: everything :func:pupil_psf` raises, plus
*image* not 2-D / smaller than 2x2 / over the size cap / complex / masked
/ non-finite, and a non-finite result (an FFT overflow).
Shift-invariant: one PSF for the whole field. Field-dependent blur
(vignetting, off-axis aberration) is `lensimage.render_through_lens`.
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。
• 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。
• optics_imaging — py -3.11 examples/optics_imaging.py
image2d を入力に取れる)fraunhofer_pattern · pupil_psf · psf_to_mtf · polarization_demosaic · polarization_demosaic_color · illumination_uniformity · render_through_lens · surface_defect
wave)airy_pattern · angular_spectrum_propagate · fraunhofer_pattern · gaussian_beam · defocus_from_shift · pupil_psf
*Provenance: optics.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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