Yusuf Bülbül

An Engineer

Görüntü Oluşumu ve Dijital Dünyadaki Gerçeklik

Bu konuyu en iyi betimleyen filmlerden olan matrix filminden alıntı yapmadan bu yazıyı yazamam. Gerçek olarak kabul ettiğimiz dünya beynimize giden siyallerden ibaretse eğer, o halde gerçek olarak kabul ettiğimiz tek şey, sayılardır. Gözümüze gelen her ışık hüzmesi sadece bir sayıdır. Duyduğumuz ses, hissettiğimiz dokunuş ve tadını aldığımız yemekler sadece sayıların bizim algımızda oluşturduğu değerlerden ibarettir.

Aslında görüntünün dijital ortamda nasıl oluştuğuna dair konuşacak olursak, çok fazla konsepten ve terimden bahsetmemiz gerekir. Fakat öncelikle, görüntünün gözümüzle algılanıp beynimizde nasıl anlamlandırıldığına bakmamız gekiyor. Çünkü aslında dijital dünyadaki her şey, bu yapının bir nevi taklidinden ibarettir.

Işık bir nesneye çarptığında, tıpkı bir yere düşen bomba gibi patlayarak etrafa doğrusal bir şekilde dağılır. Işığın doğrusal yayılmasından kaynaklı olarak aslında görüntünün gözümüzde ve her dijital kamerada ters oluştuğunu anlıyoruz. Gözümüz görüntüyü ters bir şekilde beyne gönderir ve beyin görüntüyü düzelterek algımıza sunar.

Aslında günümüzdeki modern kameraların gözün yapısından hiçbir farkı yoktur. Göze giren ışığın odaklanması gereken noktaya odaklanması için gözün de kamera gibi lens yapısı vardır. Ve Kamerada bir görüntüye odaklanmak için nasıl lenslerin pozisyonlarını ayarlıyorsak göz de göz kasları ile lens pozisyonlarını ayarlayarak görüntüyü odaklar. Çok fazla ışık olduğunda kamera “focal” olarak isimlendirilen ışığın girdiği deliğin büyüklüğünü arttırıp azaltarak görüntünün parlaklığını nasıl ayarlıyorsa göz de aynı şekilde Iris olarak isimlendirilen deliğin büyüklüğünü ayarlayıp sağlıklı bir görüntü olabilmemize olanak sağlar.  Ritana üzerinde bulunan ışığa duyarlı hücreler tıpkı kamerada bulunan foto diyotlar gibi ışık şiddetini ve rengini sayısal bilgiye dönüştürerek ters bir şekilde beyne iletir. 

Işığın gözdeki odaklanan yerinde yani retina üzerinde kameradaki gibi fotodiyot görevi gören yaklaşık 7 milyon “Cones” ismi verilen ışık şiddetine duyarlı hücre bulunur.  75-150 milyon arasında ise loş ışığa duyarlı rods isimli hücreler bulunur.  Aslında gözümüz 1920*1080 çözürnürlüğüne sahip gece görüş kalitesi yüksek mükemmel bir biyolojik kameradır.

 

Gözdeki ışığa duyarlı cones hücreleri 3 farklı gruba ayrılır. Her grup hücre Kırmızı, Mavi ve Yeşil olarak üç ana renge duyarlıdır. Fakat yeşil renge duyarlı hücreler beyinde en fazla etkiyi meydana getiren hücre grubudur.  Daha sonra kırmızı ve daha sonra mavi renge duyarlı hücreler en çok etkiye sahiptir. Bunun anlamı yeşil renk gözümüze daha parlak, mavi renk ise daha az parlak gözükür. Bu yüzden dikkat çekmesi istenen levha ve cisimler bu üç ana renkte yapılır genellikle.  Beyin tüm renkleri bu üç renk değerlerinin karışımı olarak  anlamlandırır.

Tüm dijital sistemlerde de bu durum aynı şekildedir. Kamera üzerinde bulunan ışığın renk değerlerini algılayan ve onu sayısal bilgiye dönüştürerek herhangi bir dijital ortama aktarabilmemize olanak sağlayan foto diyotların her biri, cones hücreleri yerine pixel olarak adlandırılır. Aynı şekilde bu görüntüyü göstermek için kullandığımız led ekranlarda foto diyot yerine kullanılan ledler için de böyledir.  Görüntüyü göstermek için 1920*1080 tane ledi bir panele yerleştirip foto diyotlardan alınan renk değerlerinin sayısal olarak şiddetleri ledlere verildiğinde görüntü ekranda oluşmuş olacaktır.

Şimdi, doğada gördüğümüz her rengin sayısal karşılığı, beyin tarafından üç ana rengin karışımı olarak yorumlandığını söyledik. Bu tanımları matematiğe doktüğümüzde renkleri tabir etmek için belli  renk uzayları kullanıyoruz. Dijital dünyada, renkleri tanımlamak için bir çok renk uzayı vardır. Bunlardan en bilineni RGB renk uzayıdır.  Bu durumda her rengin kırmızı, yeşil e mavi sayısal karşılığı farklıdır.

Renkleri tanımlamak için diğer en çok kullanılan renk uzaylarından biri ise HSV (Hue, Saturation, Value) renk uzayıdır. Bu renk uzayı daha çok, photoshop gibi programlar kullanarak resmi işlemek ve üzerinde bazı işlemler yapabilmek için oldukça elverişlidir.  Nedenine geçmeden önce, bu renk uzayı nasıl tanımlanıyor ondan bahsedeyim.

HSV formatı rengi tanımlamak için Hue, Saturation ve Value değerlerini kullanır.  Hue değeri , üç ana rengin dalga boyuna göre rengin tonunu yani tipini belirler.  “Saturation” değeri, rengin saflığını belirtir.  Azaldığında renk beyaza doğru arttığında ise ana tona doğru yaklaşır. “Value”, ise rengin parlaklık değeridir. Diğer bir değişle “Luminance değeridir.  Aslında HSV uzayı, insan beyninin görüntüyü algılamasını en iyi şekilde betimleyen renk uzayıdır. İnsan beyni de görüntüyü bu şekilde işler. Görüntü oluşumu dijital dünyada da insan vücudunda da aynı iki parçadan oluşur. Bunlar,  “Ölçme” yani ışığın sayısal karşılığı dönüştürülmesi, diğeri ise “İşleme” yani elde edilen sayısal veriyi düzelterek daha iyi görüntü sağlamaktır.

Görüntüyü HSV uzayında tanımladığınızda işlenmesinin daha kolay olmasının sebebi, değerlerin içerisinden belli renk aralığını çıkartabilme olanağımızın olmasından ve renk değerleri ile parlaklık değerlerinini birbirinden ayrı ele alabilmemize olanak sağlamasından kaynaklanıyor. Bu yüzden bu renk uzayında resmin ya da görüntünün farklı parçalarında farklı işlemler yapabiliriz.

Diğer önemli renk uzayı ise YUV, genel ismiyle Limunance-Chrominance renk uzayıdır. Bu renk uzayı da ayrıca görüntü işleme konusunda oldukça kolaylık sağlamaktadır.  Çünkü görüntünün gri skaladaki halini ve renk bilgilerini birbirinden izole bir şekilde ele alabilmekteyiz. Bu renk uzayı genellikle dijital televizyonlarda kullanılır. Göründüğü üzere görüntünün Y olarak isimlendirirlen “Luminance” değeri aslında görüntünün siyah beyaz halidir.  Diğer U ve V partları ise resmin belli aralıktaki renk değerlerini tutar. Genellikle resim sıkıştırma algoritmalarında bu format daha kullanışlıdır. Çünkü renk değerlerinin belli dönüşümlerle sıkıştırılması daha kolay ve kısa zamanda olabilecek bir işlemdir.

Şimdi gelelim gerçek dünyadaki renklerin hepsini dijital dünyaya aktarıp aktaramadığımıza. Tabiki, doğada gördüğümüz tüm renk değerlerini dijital ortama aktaramıyoruz. Bunun sebebi, gördüğümüz her dalga boyundaki renkleri gösterebilecek ledleri üretemedigimizden kaynaklanıyor. Ayriyeten gözümüzle gördüğümüz her dalga boyunu yakalayabilecek fotodiyotu da halen üretemiyoruz. Bu yüzden manzaralar gözümüzle gördüğümüz kadar etkileyici çıkmıyor kameramızda.  Fakat teknoloji geliştikçe yakaladığımız dalga boyları da artmaktadır.

Yukarıdaki resimdeki şekil gözün algılayabildigi renk değerlerini göstermektedir. Bu uzayın içerisindeki üçgen ise dijital ortama aktarilabilen kısmı tanımlıyor. Bu üçgenin alanı ve şekli her led ekran için farklılık gösterir. Çünkü ekranların ledlerinin ve kameraların fotodiyotlarinin kalitesi  değişiklik gösterir. Bu yüzden aynı değere sahip renkler bazen farklı cihazlarda farklı gözükebilmektedir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Copyright © Tüm Hakları Saklıdır.