Günlük hayatta “Vay be, adamın cep telefonunun kamerası 2.0 mp” ya da bende bir makine var “12 mp” gibi sözler duyarız ve “Vay be, teknoloji nerelere kadar geldi.” deriz.
İnsan Gözü Kaç Megapiksel?
Hatta bazen “Ya bu kamera benim gözümle gördüğümden de net çıkarıyor görüntüleri.” bile deme cüretinde bulunuruz. İşin aslını yapılan araştırmalar gösteriyor ve bakın teknoloji, hâlâ ne kadar âciz; ne kadar basit ve kainata kıyasla ne kadar geride kalmış. Açıklamayı size çeviriyorum:
Gözümüz, tek bir taslak üzerinde kurgulanmış anlık çekimleri yakalayan bir fotoğraf makinesi değildir. Daha çok bir video silsilesine benzemektedir. Gözümüz, küçük açılarla, anlık hareket eder ve etrafımızdaki detayları beyne yansıtmak için sürekli kendisini günceller. Ayrıca iki tane gözümüz vardır ve beynimiz, çözünürlüğü daha da arttırmak için her iki gözden gelen sinyalleri toplamaktadır. Daha fazla bilgi toplamak için de haliyle gözümüzü, gördüğümüz şeyin etrafında hareket ettiririz. Bu nedenlerden dolayı, göz ve beyin birlikteliği, retinadaki foto alıcıların sayıca fazlalığı sayesinde,bir makinede olabileceğinden çok daha yüksek çözünürlükte veriler elde etmemizi sağlar. Aşağıda verilen eşdeğer megapiksel değerler, insan gözünün bir manzarayı ne kadar netlikte gördüğünü açıklayan bilimsel bir detaydır.
Yukarıdaki insan gözünün çözünürlüğünü sağlamaya neden olan veriler ışığında,şimdi önce küçük bir örnekle başlayalım: Şimdi önünüzde 90'a 90 derecelik açıda (gözümüzün açıları yani) bir görüntünün olduğunu farz edelim, aynen pencereden dışarıdaki bir manzarayı seyredermiş gibi. Bu durumda piksel sayıları ortalama bir göz için:
90 derece * 60 arc-dakika/derece * 1/0.3 * 90 * 60 * 1/0.3 = 324,000,000 pixels (324 megapiksel) olur.
Gerçekte her an bu kadar çok çözünürlük elde etmiyoruz, ama gözümüz bir manzarada istediğiniz tüm detayları görmenize olanak sağlamak için sürekli istediğiniz detayın etrafında hareket eder. Ama insan gözü, bu açıdan çok daha fazla bir açı görür ki bu da 180 dereceye yakındır. Biraz küçük düşünüp 120 derecelik bir açıyla bakabildiğimizi varsayacak olsak bile:
120 * 120 * 60 * 60 / (0.3 * 0.3) = 576 megapiksel verisini elde ederiz.
İnsan gözünün görebileceği gerçek açı değeri şüphesiz ki çok daha fazla çözünürlüğe tekâbül eder. Bu yapıdaki (çözünürlükteki) bir veriyi kaydetmek içinse, çok fazla alana kayıt imkanı sağlayabilecek kadar gelişmiş bir kamera olması lazım.
Şimdi teorik bilgiyi bir kenara bırakıp , sözün özünü aktaracak olursak, pencere gibi sınırları olan bir alandan dışarıya baktığınızda gördüğünüz manzara, beyninizde 324 megapiksele eşdeğer olarak yer alıyor. Eğer görüntünüzü engelleyecek bir maniniz yoksa, 576 MP. Şimdi kameralardaki özellikler benim gözümde solda sıfır kaldı doğrusu. Aman bu yazıyı okumaya çalışırken gözünüze zeval gelmesin. Megapiksel ayarlarınız bozulmasın.[2]
(Duyduğu hiçbir şeye, gözüyle gördüğünün de yarısına inanan birisi olarak) ne dersiniz? Burada yapılan hesaplar, doğru mu?
Öncelikle şunu belirtmekle başlamak istiyorum, insan gözü analog bir yapıdır ve dijital bir terim olan piksel boyutuyla ölçülmesi tam olarak mümkün değildir. Beyindeki görme merkezi gözlerden gelen ışık bilgisini aynen bir film perdesi gibi algılayamaz. Beyin gelen ışık bilgisini yorumlayarak görüntü oluşturur. Bu görüntü gözden beyne giden sinir hücrelerinin yani nöronların hızına bağlı olarak sürekli yenilenir.
Örneğin bunu FPS (frame per second) değeri olarak göz önüne alırsak, bir video filmindeki 30FPS değeri gözümüzün görüntüyü tümüyle akıcı olarak görmesi için yeterlidir. Fakat bu olay, insan gözünün 30FPS olduğu anlamına gelmez. İnsan gözünün de belli bir eşik değeri vardır ve o değerden daha hızlı geçen bir cisme baktığında onun hareketini yakalayamaz ve hiçbir şey geçmemiş gibi görür. Günümüzde kullanılan yüksek çekim hızına sahip kameralar kullanılarak bir merminin hareketi milisaniye mertebesinde rahatlıkla incelenebilmektedir.
İnsan gözünün hızı için basit bir test yapabiliriz. Öncelikle CRT(tüplü) bilgisayar monitörünüzün dikey tarama frekansını 60 Hz'e getirin. Bunun için, masaüstüne sağ tıklayıp özellikler > ayarlar > gelişmiş > monitör sekmelerini takip edip Hz ayarlarına ulaşabilirsiniz.
60 Hz'e getirdikten sonra ekrana 30cm mesafeden bakarken, monitörün yan tarafında bir nesneye odaklanın ama göz ucuyla da monitörü görün. Normalde düz bakarken hissetmediğiniz ekran yenilemesinin nasıl yukardan aşağıya taranarak sayfa sayfa geçtiğini bu şekilde fark edeceksiniz. Eğer normal bakarken de 60 Hz'i fark ediyorsanız bunu bir de 75 Hz'de deneyin. Kendim 75 Hz'e kadar fark edebiliyorum fakat 85 Hz ve üstünde artık sayfa sayfa geçişleri göremiyorum. Gözün bu hızı kişiden kişiye farklılık gösterebilir. Gözleriyle sürekli detaylı ve hareketli şeyleri takip eden ve işi gereği yüksek dikkatle çalışan kişilerde daha hızlı göz refleksleri görülür.
Gözümüzün ışık algılayıcılarının bulunduğu retina, sinirsel yapıdan oluşan bir zardır. Retinadaki ışık algılayıcıları, sayısal kameraların algılayıcılarında olduğu gibi sayılabilir büyüklüklerdir. Hatta, retinanın çukur kısmında(fovea) bu algılayıcıların sayıları diğer bölgelere oranla daha fazladır ve retinanın üzerine düşen ışık beyine sıkıştırılarak iletilir. İşte bu nedenle gözümüz bazen bize oyun oynar ve şekilleri olmadığı gibi görürüz. Gözümüzdeki ışık algılayıcı hücre sayısı(ya da piksel deyin) belli bir kritik değerin üstünde olduğu sürece görme kalitesi etkilenmez. Çünkü görüntüyü beyin tamamlar. Hatta tek gözümüz olmasa bile görüntü çözünürlüğümüz azalmaz, yalnızca derinlik hissimiz bir miktar kaybolur. Retina “dekolmanı” olarak adlandırılan ve göz içindeki ışık hücrelerinin büyük kısmının harap olduğu durumlarda bile görüntünün bir kısmını eksik görmeyiz. Bunu şöyle benzetebiliriz: Elinizdeki kameranın merceğinin yarısını kapatıyorsunuz ama ekranda görüntüyü hala tam görüyorsunuz; çünkü kameranın işlemcisi eksik kısmı tamamlıyor.
Gözün görme kapasitesinin megapiksel olarak ifade edilebilmesi için, gözdeki reseptörleri piksel olarak düşünüp bir sahneyi beynin hangi detay seviyesinde oluşturabildiğini test etmek gerekir. İnsan gözü küçük bir organdır ve üzerine gelen ışığın çok az bir miktarı ile bütün her şeyi yapar. Fakat yüksek megapiksel kameraların mercekleri oldukça büyüktür ve buna bağlı olarak karanlık bir sahnede insan gözüne kıyasla çok daha fazla aydınlanmış alan görürler. Şunu net olarak söylemek mümkündür ki, eğer göz büyüklüğünde bir mercekle en yüksek megapiksel oranını alıp fotoğrafı çekip daha sonra insanın aynı manzaraya bakarak gördüklerini karşılaştırırsak eminim ki insan gözü daha fazla detayı algılayıp tanımlayabilecektir. Dijital makinenin çektiği fotoğraf ise, zoom yapılmadan insanın gördüğüne denk biçimde görüntülenip incelenirse çok daha az detay yakalayabildiği anlaşılacaktır.
Bu nedenle insan gözü yapay merceklerin görüntüsüyle kıyaslanamayacak kadar mükemmel yaratılmış bir organdır. Ama dijital bir veri olan megapiksel olarak ifade edilebilir. Bunun hesaplaması yukarıda bahsettiğim şartlar sağlanırsa, yaklaşık olarak bir değer ortaya koyularak gerçekleştirilebilir. Ama megapiksel teriminin aslında bir sahneden alınan görüntünün kaç piksel ile görüntülendiğini ifade eden bir kavramdan başka bir şey olmadığını aklımızdan çıkarmamamız gerekir. Tabii ki ne kadar fazla piksel olursa o kadar detaylı görünecektir fakat bunun insan gözüne denk gelen oranıyla kıyaslamak için, konuyu başlıca bir araştırma konusu olarak ele alıp laboratuar şartlarında incelenmesi ve deneyler yapılması gerekir.
YORUMLAR