CANLILARDA VE MAKİNALARDA GÖZLER

0
1429
34Dış dünya ile iletişimimizi sağlayan beş duyudan belki de bizim için en önemli olanıdır gözlerimiz. Dışarıdan bir insana baktığımızda duyuları  konusunda görmeyen birinin kör olduğunu hemen anlarız bunu da bize gösteren gözlerimizdir. Gün boyu farkında olmadan bizi dış dünya ile bağlayan bu organımızı ve bunun taklitleri olan kameraları inceleyeceğiz bu sayıda.
Konuya başlamadan önce biraz ışığın yapısından söz etmemiz gerekecek. Işık nedir? Işık; maddenin fiziksel yapısındaki atomik etkileşim sonucu meydana gelen, ışıyan bir enerji türüdür. Kaynağından çıktıktan sonra bütün yönlere dağılır ve dalgalar şeklinde doğrusal ilerler.
Gözle görülebilir ışık elektromanyetik tayf  üzerinde  740 nm (nano metre) ile 380 nm arası dalgaboyuna sahip, Kırmızı, Turuncu, Sarı, Yeşil, Mavi, Lacivert, Mor renklerinden meydana gelen, öncesine kızılötesi, sonrasına mor ötesi dediğimiz aralıktan ibarettir. Dalga boyundan bahsettiğimize göre bunların  bir frekans aralığı vardır. Gözümüzdeki sinirler sadece bu frekanstaki titreşimlere duyarlı olduğundan sadece bu skaladaki renkleri ve bunların girişiminden oluşan ara renkleri görürüz. Bazı canlıların gözleri bu frekansın altına veya üstüne duyarlı olduklarından geceleri rahatlıkla görebilirler.
Herhangi bir cisme baktığımız zaman cisim üzerine düşen ışığın bazıları cisim tarafından soğrulur bir kısmı da yansır. Bu yansıma cismin her noktasından ayrı ayrı doğrusal olarak yayılır ön göz çeperinden geçerek,  iris dediğimiz tabakaya gelir. İris (göze rengini veren tabaka) gelen ışığın şiddetini düzenlemek için açılıp daralır, ışığın istenilen şiddette göz merceğine düşmesini sağlar. Işık göz merceğine girer göz merceği cismin bize uzaklığına göre görüntünün retina tabakasına net düşmesini sağlayacak şekilde genişleyip daralarak odak uzaklığını ayarlar. Görüntü retina üzerinde bulunan milyonlarca sinir hücresi üzerine düştüğü zaman, sinir hücreleri düşen ışığın niteliğine göre kimyasal bir reaksiyon oluşturarak bir elektrik sinyali oluşturur ve sinirler vasıtası ile bu kimyasal ve elektriksel dönüşüm 7 kez tekrarlanarak beyindeki görme merkezine ulaşır, böylece cismi görmüş oluruz.
Kameralarda gözümüzün aşağı yukarı benzer bir kopyası gibidir kamera ile bir cisme bakıldığında; ışık önce ön objektiften geçerek arka kısımda  bulunan görüntüyü oluşturacak chip üzerine net düşecek şekilde odaklama ayarı yapar. Chipler genellikle iki tip olarak yapılır; CCD (charge couple device) ve CMOS  (Complementary metal oxit semiconduktor). Çalışma ve yapı bakımında ayrı olsalarda ikiside üzerlerine düşen ışık şiddetince elektrik sinyali üretirler. Bu chipler tek bir elektriksel hücreden meydana gelmez. Görüntüyü oluşturacak pixel adı verdiğimiz küçük hücrelerden oluşur. Piksellerin adedi ne kadar çoksa o kadar kaliteli görüntü elde edilir. Bu hücrelerin etkilendiği frekans bandına göre  kızılötesi termal ve mor ötesi çekim yapan kameralar geliştirilmiştir.
Bugüne kadar yapılmış en yüksel çözünürlüklü kamera 150 mega pixel civarındadır. Gözümüz için tam anlamıyla pixel değeri söylenemez olsa da, yetişkin bir insanın gözü  ortalama 320 mega pixel bir çözünürlüğe denk gelir. Kameralarda görüntü direkt olarak sensör üzerine düşer ve  bu alan değişmez. Gözümüzde ise sağa sola yukarı aşağı baktıkça bu alan genişler dolayısıyla da  çözünürlük 530 mega pixele denk bir alana yükselir. Üstelik gözümüz bu görüntüyü anbe an değerlendirmesine rağmen 150 mege pixellik bir kameranın görüntüyü işlemesi  45 saniye sürer.
Yani kameraların tüm yönleriyle ele alırsak; gözümüzdeki mucizeye erişmesi zaman alacağa benzer siz siz olun gözünüze gözünüz gibi bakın.  Gelecek sayılarda görüşmek dileğiyle….
Dış dünya ile iletişimimizi sağlayan beş duyudan belki de bizim için en önemli olanıdır gözlerimiz. Dışarıdan bir insanabaktığımızda duyuları  konusunda görmeyen birinin kör olduğunu hemen anlarız bunu da bize gösteren gözlerimizdir. Gün boyu farkında olmadan bizi dış dünya ile bağlayan bu organımızı ve bunun taklitleri olan kameraları inceleyeceğiz bu sayıda.
Konuya başlamadan önce biraz ışığın yapısından söz etmemiz gerekecek. Işık nedir? Işık; maddenin fiziksel yapısındaki atomik etkileşim sonucu meydana gelen, ışıyan bir enerji türüdür. Kaynağından çıktıktan sonra bütün yönlere dağılır ve dalgalar şeklinde doğrusal ilerler.
Gözle görülebilir ışık elektromanyetik tayf  üzerinde  740 nm (nano metre) ile 380 nm arası dalgaboyuna sahip, Kırmızı, Turuncu, Sarı, Yeşil, Mavi, Lacivert, Mor renklerinden meydana gelen, öncesine kızılötesi, sonrasına mor ötesi dediğimiz aralıktan ibarettir. Dalga boyundan bahsettiğimize göre bunların  bir frekans aralığı vardır. Gözümüzdeki sinirler sadece bu frekanstaki titreşimlere duyarlı olduğundan sadece bu skaladaki renkleri ve bunların girişiminden oluşan ara renkleri görürüz. Bazı canlıların gözleri bu frekansın altına veya üstüne duyarlı olduklarından geceleri rahatlıkla görebilirler.
Herhangi bir cisme baktığımız zaman cisim üzerine düşen ışığın bazıları cisim tarafından soğrulur bir kısmı da yansır. Bu yansıma cismin her noktasından ayrı ayrı doğrusal olarak yayılır ön göz çeperinden geçerek,  iris dediğimiz tabakaya gelir. İris (göze rengini veren tabaka) gelen ışığın şiddetini düzenlemek için açılıp daralır, ışığın istenilen şiddette göz merceğine düşmesini sağlar. Işık göz merceğine girer göz merceği cismin bize uzaklığına göre görüntünün retina tabakasına net düşmesini sağlayacak şekilde genişleyip daralarak odak uzaklığını ayarlar. Görüntü retina üzerinde bulunan milyonlarca sinir hücresi üzerine düştüğü zaman, sinir hücreleri düşen ışığın niteliğine göre kimyasal bir reaksiyon oluşturarak bir elektrik sinyali oluşturur ve sinirler vasıtası ile bu kimyasal ve elektriksel dönüşüm 7 kez tekrarlanarak beyindeki görme merkezine ulaşır, böylece cismi görmüş oluruz.
Kameralarda gözümüzün aşağı yukarı benzer bir kopyası gibidir kamera ile bir cisme bakıldığında; ışık önce ön objektiften geçerek arka kısımda  bulunan görüntüyü oluşturacak chip üzerine net düşecek şekilde odaklama ayarı yapar. Chipler genellikle iki tip olarak yapılır; CCD (charge couple device) ve CMOS  (Complementary metal oxit semiconduktor). Çalışma ve yapı bakımında ayrı olsalarda ikiside üzerlerine düşen ışık şiddetince elektrik sinyali üretirler. Bu chipler tek bir elektriksel hücreden meydana gelmez. Görüntüyü oluşturacak pixel adı verdiğimiz küçük hücrelerden oluşur. Piksellerin adedi ne kadar çoksa o kadar kaliteli görüntü elde edilir. Bu hücrelerin etkilendiği frekans bandına göre  kızılötesi termal ve mor ötesi çekim yapan kameralar geliştirilmiştir.
Bugüne kadar yapılmış en yüksel çözünürlüklü kamera 150 mega pixel civarındadır. Gözümüz için tam anlamıyla pixel değeri söylenemez olsa da, yetişkin bir insanın gözü  ortalama 320 mega pixel bir çözünürlüğe denk gelir. Kameralarda görüntü direkt olarak sensör üzerine düşer ve  bu alan değişmez. Gözümüzde ise sağa sola yukarı aşağı baktıkça bu alan genişler dolayısıyla da  çözünürlük 530 mega pixele denk bir alana yükselir. Üstelik gözümüz bu görüntüyü anbe an değerlendirmesine rağmen 150 mege pixellik bir kameranın görüntüyü işlemesi  45 saniye sürer.
Yani kameraların tüm yönleriyle ele alırsak; gözümüzdeki mucizeye erişmesi zaman alacağa benzer siz siz olun gözünüze gözünüz gibi bakın.  Gelecek sayılarda görüşmek dileğiyle….
Mehmet SAATCİ
AKINSOFT Robotik Departmanı
Mekatronik Sorumlusu

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here