补充实验可视化结果说明
本文件整理本轮补充实验的可视化结果。当前图件来自 epochs=60 的可视化版仿真，主要用于观察趋势、组织结果叙事和确定论文图形布局；投稿前建议用同一脚本复跑 epochs=220 或更高迭代数，替换最终数值。
数据来源
- 散射复杂度曲线：
G:/SIM/SIM_DNN/outputs/viz_focus_complexity/20260517_194753 - 目标位置泛化：
G:/SIM/SIM_DNN/outputs/viz_focus_target/20260517_194840 - 汇总图输出：
G:/SIM/SIM_DNN/tap_paper_package/figures/focus_viz
图 5：散射复杂度曲线
该图比较了空场景、单圆柱、三圆柱、五圆柱和九圆柱场景下三类相位策略的聚焦表现。三类策略分别为无相位、自由空间球面相位和优化相位。
从目标区能量占比可以看到，球面相位在 C0 自由空间中最强，说明它确实是合理的强物理基线；随着散射体数量增加，球面相位从 C0 的 0.8028 下降到 C9 的 0.0595。优化相位在 C3、C5、C9 中保持更高目标区能量占比，其中 C9 中优化相位达到 0.5211，约为球面相位的 8.76 倍。
| 复杂度 | 无相位 | 球面相位 | 优化相位 | 优化 / 球面 |
|---|---|---|---|---|
| C0 | 0.0039 | 0.8028 | 0.4845 | 0.60 |
| C1 | 0.0001 | 0.6181 | 0.5214 | 0.84 |
| C3 | 0.0003 | 0.3804 | 0.5347 | 1.41 |
| C5 | 0.0000 | 0.1139 | 0.5865 | 5.15 |
| C9 | 0.0000 | 0.0595 | 0.5211 | 8.76 |
这张图建议用于支撑这样的写法：在弱散射或自由空间条件下，球面相位已经接近甚至优于 60 epoch 优化结果；当散射复杂度增强后，优化相位的优势逐渐变得显著。这比简单说“优化相位总是最好”更符合当前数据，也更容易说服审稿人。
图 6：目标位置泛化指标
该图固定九圆柱散射环境，改变目标位置，比较球面相位和优化相位。T0 为中心目标，T1/T2 为左右偏轴目标，T3/T4 为上下偏轴目标。
优化相位在五个目标位置上都提高了目标区能量占比。提升最明显的是中心和左右偏轴目标：T0 提升 11.07 倍，T1 提升 6.44 倍，T2 提升 5.56 倍。T3 和 T4 中球面相位已经较强，优化相位仍有约 1.17 到 1.20 倍提升。
| 目标 | 球面相位能量占比 | 优化相位能量占比 | 优化 / 球面 | 定位误差变化 / mm |
|---|---|---|---|---|
| T0 | 0.0385 | 0.4258 | 11.07 | 63.9 → 19.1 |
| T1 | 0.0729 | 0.4689 | 6.44 | 71.3 → 11.9 |
| T2 | 0.0846 | 0.4703 | 5.56 | 71.3 → 11.9 |
| T3 | 0.5488 | 0.6424 | 1.17 | 19.1 → 11.9 |
| T4 | 0.5325 | 0.6391 | 1.20 | 26.5 → 19.1 |
这张图建议用于支撑“同一可微优化框架可以通过改变目标模板，为不同输出区域生成对应补偿相位”。不要把这部分写成“单个训练好的网络自动泛化到任意焦点”，因为当前实验是每个目标位置重新优化相位。
图 6 补充：输出面强度矩阵
该矩阵图按目标位置逐行展示球面相位和优化相位的输出面强度。蓝色轮廓为目标区域。它适合放在补充材料或汇报中，用来直观说明指标提升对应的场分布变化。
从图中可以看到，优化相位通常能把热点更明显地拉回目标窗口附近，并降低目标外的扩散背景。对于 T3/T4，球面相位本身已经能形成较强聚焦，因此优化相位的视觉提升不如 T0/T1/T2 明显；这与指标表中的提升倍数一致。
图 8：九圆柱相位与输出面解释图
该图对比九圆柱中心目标条件下的球面相位、优化相位及其输出面强度。球面相位主要体现自由空间路径长度补偿；优化相位在此基础上出现更强的局部调制。结合输出面结果可以看到，优化相位并不是简单复制自由空间透镜相位，而是在复杂散射场景中进一步调整入射波前，使目标窗口内能量占比从 0.0595 提升到 0.5211。
当前可写结论
基于本轮 epochs=60 可视化版结果，可以先写以下谨慎结论：
- 球面相位是强基线，在自由空间和弱散射条件下表现非常好；
- 随着散射复杂度从 C3 增加到 C9，球面相位快速退化，而优化相位仍保持较高目标区能量占比；
- 九圆柱环境下，改变目标位置后重新优化相位，可以在多个目标区域形成有效聚焦；
- 相位图和输出面强度图共同说明，优化相位包含散射环境相关的局部补偿，而不只是自由空间球面聚焦。
下一步
投稿前建议用以下命令生成最终数值版：
python -B differentiable_scattering_toy\focus_complexity_sweep.py --epochs 220 --output-root outputs\final_focus_complexity
python -B differentiable_scattering_toy\focus_target_generalization.py --epochs 220 --output-root outputs\final_focus_target
python -B tap_paper_package\figures\focus_viz\generate_focus_visuals.py --complexity-dir outputs\final_focus_complexity\<timestamp> --target-dir outputs\final_focus_target\<timestamp>最终版跑完后，用新的 metrics.csv 替换本文档中的表格数值即可。