DIGITAL PHOTOGRAMMETRY Dijital (Sayısal) Fotogrametri Renk Kavramı, Renk Modelleri, Görüntü, Netlik, Derinlik, Kavramları Genel Bilgi Prof. Dr. Ferruh YILDIZ Selçuk Üniversitesi

RENK İnsan tarafından renklerin algılanması, ışığa, ışığın cisimler tarafından yansıtılışına ve öznenin göz yardımıyla beyne iletilmesi sayesinde gerçekleşir. Işık, aydınlattığı nesnenin algılanmasını sağlayan araç olarak da tanımlanır. Biz bir nesneyi ancak gözlerimiz nesnenin yansıttığı ışık tarafından uyarıldığı zaman görür ve bunu bir renk olarak algılarız.

RENK Beyaz ışığın bir prizmadan geçtiği esnada, ışık kırılır ve gökkuşağının yedi rengine ayrılır. Bu ışık bir cisimle karşılaştığında, bir bölümü cismin üstüne yansır. Bizim nesnenin rengi olarak algıladığımız şey de işte bu yansımadır.

Direkt renk ve yansıyan renk İnsanlar iki çeşit rengi algılayabilirler. Işık yayan bir cismin rengi “direkt renk” ve aydınlatılmış bir cismin rengi “yansıyan renk” olarak adlandırılır. Işık yayan bir cisim, güneş gibi doğal veya bilgisayar ekranı, ampulden oluşturulan yapay olabilir. Yansıyan renk, aydınlatılmış bir cismin rengidir. Bu renk cismin yüzeyinden ve yüzeyinin iç kısmından yansıyan ışığın bir birleşimidir.

RGB renk modeli Doğadaki tüm renkler yalnızca bu üç dalga boyunun farklı yoğunluklarda kullanılmasıyla elde edilebilir. Üçünün %100 oranında karışımından beyaz ışık elde edilir. Her bir eleman %0 oranına indirgendiğinde ise ışıksızlık, karanlık yani siyah elde edilecektir. Üç RGB rengini farklı şekillerde ekleyerek değişik renkler elde etme sanatına birleşme karışımı denir. Bu teknik bilgisayar ekranında renk oluşturmak için kullanılır.

RGB renk modeli Bilgisayarlarda renkli görüntünün tanımlanmasında RGB renk modeli (kırmızı, yeşil, mavi) kullanılır. Üç birincil renk, doğadaki mevcut her rengi elde edebilmek için karıştırılır. Her renk %100 oranında karıştırıldığında beyaz ve %0 oranında karıştırıldığındaysa siyah elde edilir. RGB digital dünyada çok yaygın olarak kullanılmasına rağmen, donanım bağımlıdır. Donanımın değişmesiyle renk de değişir. Tarayıcı, monitör, yazıcı gibi aygıtlarla birlikte kullanıma uygun değildir. Bu nedenle baskı teknolojisinde farklı bir renk modeli (CMYK renk modeli; mavi, magenta, sarı, siyah) kullanılır.

CMYK renk modeli Baskı teknolojisinde kullanılan 4 ana renk vardır. Belli açılara ve değerlere sahip tramların oluşturduğu bu renkler, üst üste basılır. Tüm renkler ide bu renklerin karışımıyla ortaya çıkar. Baskıdaki 4 ana renk, C : Cyan (Mavi), M: Magenta (Kırmızı), Y: Yellow (Sarı) ve K: Black (Siyah) tır. Örnek olarak ; Eğer bir işin içinde yeşil renk varsa, bu, C ve Y ile tanımlanan renklerin üst üste basılmasından oluşur.

Tonalite kontrastı ve komplementer (tamamlayıcı) kontrast Normal koşullarda biz bir rengi tek başına (izole) görmeyiz. Bir renk yakınındaki renklere göre bizim üzerimizde farklı bir etki bırakır. Tonalite kontrastı Aynı renk etrafındaki renklere bağlı olarak, bize farklı görünür. Örneğin, turuncu, kırmızı bir zemin üzerinde daha sarı gözükürken, sarı bir zeminde daha kırmızı görünecektir.

Tonalite kontrastı ve komplementer (tamamlayıcı) kontrast Komplementer kontrast Komplementer (tamamlayıcı) renkler, boyalar belli oranlarda karıştırıldığında nötr bir renk veren, renk çiftleridir. Bir önceki mantığı kullanarak, nötr bir griyi özel bir zemine koyduğumuzda, bu rengin kendi komplementer rengine doğru kaydığını gözlemleriz. Örneğin, aynı gri ölçeğini mavi bir zemine koyduğumuzda, gri turuncuya yakınlaşacak, turuncu bir zemin üzerindeyse maviye yakınlaşacaktır.

Işıklı kontrast ve kromatik kontrast Işıklı kontrast Doğal bir gri önce parlak gri bir zemin, daha sonra siyah bir zemin üzerinde, ilkinde ikincisinden daha açık duracaktır.

Renk Üretimi Renk üretim serisi (gamması) Görünen ışık içinde birkaç milyon renk barındırır, ancak bu renklerin her biri bilgisayar veya basım mürekkebi tarafından üretilemez. Üç birincil RGB rengini kullanan bilgisayarlar ve tarayıcılar, renkli yazıcılar ve CMYK birincil renklerini kullanan diğer baskı aletlerinin her birinin farklı bir renk serisi vardır. En düşük üretim kapasitesi CMYK’nindir. Bir bilgisayar ekranında mükemmel görünen RGB renkleri, CMYK’ye çevrildiklerinde çok daha karanlık görünürler. Bunun nedeni ekrandaki görüntünün CMYK’de üretilemeyecek renkler kapsamasındandır. Her tertibatın renk serisi (gamması) (CIE krom yapı şeması) A: İnsan gözünün renk alanı B: Renkli filmin renk alanı C: Bilgisayar ekranının renk alanı D: Baskı renk alanı

Baskı renklerinin üretimi Bir fotoğrafın veya bir resmin renklerindeki veya grideki küçük değişimlere sürekli ton denir. Baskıda bu etki, (C) Cyan, (M) magenta ve (Y) sarı) renklerine (S) siyah mürekkep eklenmesiyle taklit edilir.

Kağıt ve renkler Renkli basılımlarda değişik türde yazılım destekleyen malzemeler kullanılabilinir normal beyaz kağıt hariçinde, şeffaf asetatlar, patine edilmiş kağıt veya renkli kağıtlar. Beyaz kağıt üzerine yazılım hariçinde, ayarlar, yoğunluk (delikler), veya kağıt rengi sayesinde değişik efektler elde edilebilinir. Fotoğraf kağıdı üzerine yazılım örneği

Kağıt ve renkler Ayrıca yüksek kaliteli, pürüzsüz veya beyaz kağıtlar sayesinde fotoğraf kalitesinde yazılımlar elde etmek mümkündür. Kalın kağıt aletlere fazla yük binmesine neden olabilir. İnk jet için olan özel kağıtları lazer yazıcıları için kullanılamaz (yada tersi), aksi takdirde takılmalara,sıkışmalara neden olabilir. Yazıcınızın dökümantasyonu ve kağıt paketlerinde kullanım için gerekli olan bilgiler sunulmaktadır. Normal kağıt üzerine yazılım örneği

Bilgisayar yardımıyla düzenlenebilen görüntüler Fotoğraflar ve görüntüler bilgisayar ekranına aktarılmadan önce numaralandırma ve örnekleme adı verilen yöntemlerle dijital olarak kodlanırlar (İkili sayı sisteminde sıfır ve bir rakamlarından oluşan bitler). Bu kodlar vektöryel görüntüyü oluşturur. Dijital bir görüntünün en kücük parçasına piksel ''picture element'' adı verilir. Dijital bir görüntü, piksellerin birleşiminden oluşur.

Bilgisayar yardımıyla düzenlenebilen görüntüler Ekrana gönderilen bir vektöryel görüntü girilen görüntünün boyutuna göre piksellere dönüştürülürler.

Netlik Görüntüyü alan ve gönderen her donanım (yazıcı, tarayıcı, ekran) kendine ait bir netliğe sahiptir. Profesyonel yazıcılar ve tarayıcılar diğerlerine oranla daha yüksek bir netlik kapasitesine sahiptirler. Bu netlik; dpi (dots per inch = inçe göre nokta) veya ppi (pixel per inch = inçe göre piksel) ile ölçülür. 

Netlik Bilgisayarların ekran netliği yaklaşık 72 dpi, Yazıcıların yazım netliği yaklaşık 150-1440 dpi, Tarayıcının tarama netliği 300 veya daha fazla dpi'dir. PostScript yazıcılarda ve diğer baskı aletleri lpi (lines per inch, yani inçe göre satır) isimli bir netlik ayarı kullanırlar. Bu ölçü, her bir inçlik alana çizilmiş satır sayısını temel alır

Netlik 20dpi'lik bir netlik 72 dpi'lik netlik 160 dpi'lik netlik

Piksel Kavramı Piksel; bilgisayar ekranında gözle görünen en küçük nokta olarak adlandırılmaktadır. Günümüz dijital görüntülerinin hemen hemen hepsinin temelinde kare şeklinde, görüntünün parçalanamaz birimi olan piksel yatmaktadır. Bu pikseller yan yana geldikçe ana görüntü oluşmaktadır. Görüntü boyutu bilgisayar için piksel olarak hesaplanır.

Piksel Kavramı Kesme, yapıştırma, montaj gibi işlemlerde bilgisayar görüntüsünün piksel olarak değeri dikkate alınmaktadır. Eninde 2, boyunda 3 piksel olan bir görüntüde toplam 2*3=6 piksel vardır. En ve boy oranları arttıkça piksel sayısı ve dosya boyutu kenarların çarpanı kadar artmaktadır. Piksellerin kendi başlarına bağımsız enleri ve boyları yoktur. Örneğin; 2*3 piksel boyutundaki bir görüntü 2*3 cm olarak basılabiliyorken, 2*3 metre veya 2*3 mm olarak da basılabilir.

Piksel Kavramı Her durumda uzunluk birimine düşen piksel sayısı değişmektedir. Örneğin; 1 cm başına 2 piksel düşüyorsa görüntü çözünürlüğü 2 piksel/santimetredir. Bu değer, ppc "pixel per centimeter" olarak ifade edilmektedir. 1mm'de 2 piksel varsa (1cm) 10mm'de kaç piksel olacak gibi basit bir hesaplama yapılır ve çözünürlük= 20 ppc veya santimetre başına 20 piksel olarak hesaplanabilir.

Piksel Kavramı Bilgisayar ekranlarında çözünürlüğün hesaplanmasında kullanılan değerler PPC ve PPI 'dir. Örneğin; 14” (inç) bir ekranda 800*600 modunda çalışırken ekranın diyagonalinde en ve boy boyutunun kareleri toplamının karekökü kadar (1000) piksel bulunmaktadır. Bu durumda; ekran çözünürlüğü 1000/14=71 PPI 'dir.

Piksel Kavramı Ekran ile ilgili dikkat edilecek en önemli özellik, görüntünün ekrandaki boyutunu, sadece eninde ve boyunda bulunan piksel sayısı etkilemektedir. Bu nedenle, çözünürlük değeri dosya içerisindeki çözünürlük değerinden değil, ekran çözünürlüğünden alınmalıdır. Örneğin; 300*200 piksel boyutlarında ve sırasıyla 75, 150 ve 300 ppi çözünürlüğe sahip üç görüntü varsa her üçü de ekranda aynı boyutta görünmektedir.

Piksel Kavramı (PPC); Pixel Per Centimeter ve (PPI); Pixel Per Inch kullanabilecek en iyi birimlerdir. Genellikle DPI ile karıştırılır ama DPI ’dan farklıdır. PPC; bir santimetreye düşen piksel sayısıdır. PPI; bir Inch 'e düşen piksel sayısıdır. Bunlar, görüntünün öznitelikleri ile ilgili kavramlardır. Yazıcı veya tarayıcılarda kullanılan DPI ile ilgili değildir. Görüntüde birim olarak piksel\inch veya piksel\cm kullanılması yaygındır.

Piksel Kavramı Örneğin;10 cm uzunluğunda ve 20 cm enindeki bir görüntü, 100 ppc çözünürlüğe sahip ise, boyunda 10cm*100ppc=1000 piksel eninde 20cm*100ppc= 2000 piksel vardır. Görüntüdeki toplam piksel sayısı ise en*boy = 2000piksel*1000piksel dir. Toplam 2.000.000 piksel 'dir.

SPI, SPC Kavramları Samples Per Centimeter (SPC) Örnekleme\Santimetre; bir santimetreden alınan gerçek örneklenen sayısıdır. Simple Per Inch (SPI) Örnekleme\Inch; bir inch ’den alınan gerçek örneklenen sayısıdır. Bu birimler, tarayıcı cihazlarının taranan cisimden örnekleme aralığını gösterir

SPI, SPC Kavramları Maksimum örnekleme aralığı tarayıcı cihazının üretimi sırasında belirlenmiştir. Ancak bazı tarayıcı üreticileri örnekleme değerlerini daha yüksekmiş gibi gösterebilmektedirler. Kullanıcılar onlardan yüksek değerlerde tarama yapmasını istediğinde cihaz tarayabildiği en yüksek değerde görüntüyü tarayıp, görüntü işleme programına taradığından daha yüksek bir değerde sunabilmektedir. Bu nedenle tarayıcı cihazları satın alırken üzerinde yazan çözünürlük değerinin yanı sıra "Optik Çözünürlük" değerinin de dikkate alınması gerekmektedir.

LPI Kavramı LPI Lines Per Inch; çizgi\Inch veya bir inch'e düşen çizgi sayısı olarak tanımlanmaktadır. Baskı teknolojisinde kullanılan tarama dokusu (tram) bir birine açılar ile dizilmiş paralel çizgiler yardımı ile CMYK adı verilen Cyan, Magenta, Sarı ve Siyah renkli mürekkepler kağıda aktarılır. Bu çizgilerin yoğunluğu ve aralığı baskı kalitesini belirler. En çok kullanılan tarama dokusu aralıkları 175, 150, 133, 120, 110, 100, 85 ve 65 çizgi\inch (lpi) dır.

DPC, DPI Kavramları DPC, Dots Per Centimeter (DPC), DPI, Dots Per Inch (DPI). Bu birimler, yazıcı gibi donanımların birimi olarak tanımlanmaktadır. Yazıcıların çoğu baskılarını nokta vuruşları yardımı ile yapılmaktadır. Yan yana konan CMYK adı verilen mürekkep noktacıkları bildiğimiz renkleri oluşturur. Yazıcıların kullanabileceği en yüksek nokta yoğunluğu üretim sırasında belirlenmiştir. Genellikler yazıcılar, 300DPI (120DPC), 600DPI (240DPC) ve 1200DPI (470 DPC) gibi üretilirler.

DPC, DPI Kavramları İyi bir görüntü için, görüntü çözünürlüğü baskı cihazının sahip olduğu çözünürlüğün 1\4 kadarı olmalıdır. Bu değer 1\8'e kadar düşürülebilir. Örneğin; bir çalışma 300 dpi çözünürlüğe sahip bir printer ile basılacaksa inch başına 75 piksel (300\4) görüntü çözünürlüğü kullanılmalıdır. Daha düşük çözünürlüklerde kalite kaybı, daha yüksek çözünürlüklerde ise gereksiz ve ilave sorunlar yaratacak dosya boyutu artışları izlenmektedir. Özetle; LPI, DPI ve PPI değerleri eşit değildir.

EŞDEĞER TABLOSU LPI PPI PPC DPI DPC 150 300 120 2400 950 85 150 60 1200 480 40 80 30 600 240 20 40 15 300 120

Bilgisayar Ekranları Günümüz bilgisayarlarında değişik monitörler kullanılmaktadır. CRT (Cathod Ray Tube), LCD (Liquid Cyristal Display) Plasma Hangi tip monitör kullanılırsa kullanılsın bilgisayar ekranında görüntü oluşturmak için bir grafik kartından yararlanılır. Grafik kartları üzerinde, mevcut görüntüyü saklamak üzere kendilerine ait video hafızalar (VRAM) bulunmaktadır veya bazı bilgisayarlarda olduğu gibi grafik kartı sistem hafızasının belirli bir bölümünü de kullanabilir.

Bilgisayar Ekranları Hangi şekilde olursa olsun ekranda gördüğümüz görüntüler, ekran çözünürlüğüne (resolution) ve renk derinliğine (color depth) bağlı olarak byte biriminden bilgisayarlarda belirli bir yer kaplarlar. Ekran çözünürlüğü; bilgisayar ekranındaki görüntülerin ekranda sütün ve satır adedi olarak kaç adet pixel ile oluşturulduğunun bir ölçüsüdür. Örneğin; 600x480 (Genişlik x Yükseklik) çözünürlüğe sahip bir ekranda mevcut görüntüler toplam 288000 adet pixel ile oluşturulmaktadır. Bilgisayar ekranının yanı sıra ekran kartları içinde aynı çözünürlük kavramları geçerlidir ve bir bilgisayarda elde edilebilecek en büyük ekran çözünürlükleri ekran ve ekran kartı tarafından birlikte belirlenir.

Ekran Çözünürlükleri Genişlik*Yükseklik Video Görüntü Sınıfı (piksel) -------------------------- ------------------------------ 640*480 Standart VGA 800*600 SVGA 1024*768 Max. SVGA 1280*1024 XGA 1400*1050 XGA 1600*1200 XGA

Ekranlardaki Renk Derinliği Bilgisayar ekranlarında elde edilen görüntülerde görüntü kalitesini belirleyen temel özelliklerden birisi de renk derinliği kavramıdır. Renk derinliği kavramı tek bir piksel deki görüntüyü oluşturur iken kullanılan renk adedi sayısıdır. Renk adedine bağlı olarak ihtiyaç duyulan bit adeti değişiklik gösterir.

Renk Derinlikleri Renk Derinliği Renk Sayısı -------------------------------------------------------------------- 1 Bit 2 S/B Bit 4 CGA Bit 16 EGA Bit 256 VGA 16 Bit 65 536 High Color, XGA Bit 16 777 216 True Color, SVGA 32 Bit 16 777 216 True Color, Alpha Channel

Kapasite Hesabı 1600x1200 çözünürlüğe ve 24 bit true color SVGA (Süper VGA, 16777216) renk seçeneğine sahip bir ekran görüntüsü elde edebilmek için ekran kartı hafızasının en az kaç Mbyte olması gereklidir. 1600x1200x24= 46.080.000 Bit 46.080.000/8= 5.760.000 Byte 5.760.000/1024= 5625 Kbyte 5625/1024= 5.493 Mbyte olur.

TEŞEKKÜRLER SORULAR