MMT 106 Teknik Fotoğrafçılık 3 Digital Görüntüleme 2010-2011 Bahar Yarıyılı Ar. Gör. Dr. Ersoy Erişir
1 Konvansiyonel Görüntüleme (Fotografi) 2 Görüntü Tasarımı 3 Digital Görüntüleme 3.1 Renkler 3.2.1 Temel Kavramlar 3.2.2 Dijital Renklerin Oluşturulması ve Basılması 3.2 Dijital Görüntüleme 3.2.1 Temel Kavramlar 3.2.2 Dijital Görüntü Formatları 3.2.3. Görüntü Yakalama (Capture) 3.2.4. Geleneksel Fotoğraflardan Dijital Fotoğraflara Geçiş 3.2.5. Dijital Görüntüleme Prosesi 3.2.6. Baskı Teknolojileri Konu Başlıkları 2
Renk Olgusu 3
ışık yoğunluğunun renkler üzerindeki etkisi Renk Olgusu 4
beyaz ışık karakteristiği Renk Olgusu 5
Işık kaynakları 6
Renk sıcaklığı 7
Nesne-Renk 8
Nesne-Renk 9
Nesne-Renk 10
Nesne-Renk 11
Renk Algılama 12
ton (hue), doygunluk (saturation) ve parlaklık/aydınlık (lightness veya brightness) Renk Özellikleri 13
Renk tonu (Hue) 14
Munsell renk düzenleme sistemi 15
Renk değeri hesaplaması 16
Renk değeri hesaplaması 17
E: Renksiz nokta Renk üçgeni 18
Renk üçgeni 19
Renk üçgeni üzerinde doygunluk eğrileri 20
Boya ve pigmentler Renklerin kökeni 21
Renkli fotografinin gelişimi 22
Renkli baskılar 23
Renk oluşturma: Toplamalı ve çıkarmalı sistem 24
Renk oluşturma: Toplamalı sistem 25
TV ekranında oluşturma: Toplamalı sistem 26
Yeşil, kırmızı ve mavi filtre 27
Toplamalı ve çıkarmalı sistemlerin farkı 28
Renklerin beyaz ışıktan soğurulması 29
Çıkarmalı sistemde birincil renklerden ara renklerin eldesi 30
Üç renk prosesinde boya kalınlığı ile renk tonları eldesi 31
Monitor ile printer renk kapasitelerinin karşılaştırması 32
1 Konvansiyonel Görüntüleme (Fotografi) 2 Görüntü Tasarımı 3 Digital Görüntüleme 3.1 Renkler 3.2.1 Temel Kavramlar 3.2.2 Dijital Renklerin Oluşturulması ve Basılması 3.2 Dijital Görüntüleme 3.2.1 Temel Kavramlar 3.2.2 Dijital Görüntü Formatları 3.2.3. Görüntü Yakalama (Capture) 3.2.4. Geleneksel Fotoğraflardan Dijital Fotoğraflara Geçiş 3.2.5. Dijital Görüntüleme Prosesi 3.2.6. Baskı Teknolojileri Konu Başlıkları 33
Anaolog/ Digital Çevremizde duyularımızın algıladığı herşey analog olarak ses veya ışık biçimindedir. Bunları analog olarak kaydetmek ve saklamak güçtür (Örneğin kasete kaydetmek). Bunun yerine analog sinyaller sayılara dönüştürülerek dijitize edilir. Bu halde saklamak daha kolaydır (Bir flash belleğe kaydetmek gibi). Kayıt sırasında hata oluşmadıkça, dijital bilgiler kayıpsız ve gürültüsüzlerdir. Temel Terminoloji 34
Dijitize etmek (Sayısallaştırmak) Bir şeyi sayılarla ifade edilecek hale dönüştürme işlemine dijitize etmek denir. Dijitize etmek için küçük birimler tanımlamak gerekir. Bir görüntüyü sayısallaştırmak için görüntü basitçe piksel adı verilen küçük birimlere ayrılır. Bu birimler ne kadar küçük ise çözünürlük de o kadar yüksektir. Bir sonraki adımda, piksellerin içeriğinin tanımlandığı örneklendirme (sampling) gelir. Her bir pikselin ne kadar dolu olduğu ölçülür ve buna göre bir değer verilir. Bu işleme ise nicelleştirme (quantizing) denir. Sonuçta ise her bir değer toplu bir halde kaydedilir. Temel Terminoloji 35
Şekilde bize tamamen siyah ve beyaz piksellerden oluşan bir görüntü verilmiştir. Burada siyah için 0 beyaz için 1 değeri nicelendirilmiştir. Ortaya çıkan bu görüntüye 1-bit lik görüntü denir. Temel Terminoloji 36
Bir piksel içerisinde daha fazla bilgi saklanabilir. 0 ve 1 içeren bir pikseller en düşük dinamik aralığa (dynamic range) sahiptir. Daha fazla bilgi ile renk derinliği artırılabilir. Örneğin burada 256 farklı gri ton içreren 8-bitlik bir görüntü görülmektedir (2 8 =256). Renkli görüntüler için ise 24-bitlik görüntü elde edilmelidir. Böylece görüntü 16 milyon farklı renk tanımlanmış piksellerden oluşur. Her 1, 8 ve 24 bitlik görüntüler için farklı dosya boyutlarının oluşma nedeni de budur. Temel Terminoloji 37
Sonuç olarak, dijitize edilmiş bir görüntünün kalitesini belirleyen iki önemli faktör vardır: Çözünürlük (her pikselin ne kadar küçük olduğu ve bunların toplam sayısı) Dinamik aralığı ( her pikselin içinde ne kadar geniş renk seçeneği olduğu). Ancak bunların dışında da (kameranın lens kalitesinden yazılımın sıkıştırma türüne kadar) başka faktörler vardır. Temel Terminoloji 38
Çözünürlük / Ayırma gücü Şekil 2.2. Bir görüntünün zoom lanmasıyla görüntüyü oluşturan pikseller görülebilir. Temel Terminoloji 39
Piksel cinsinden boyutlar Piksel cinsinden ifade edilen bir görüntüdeki yatay ve dikey ölçüm sonuçlarıdır. Bu boyutlar, yükseklik ve genişliğin, dpi (yani çözünürlük değeri) ile çarpılmasından belirlenebilir. Bir dijital fotoğraf makinesi yatay ve düşey olarak piksel sayısı olarak ifade edilen boyutlara sahiptir (örneğin 2048 e 3072 gibi). 300 dpi çözünürlükte taranmış, 8 10 lik bir döküman, 2400 piksele (8 300 dpi) 3000 piksel (10 300 dpi) boyutlarındadır. Temel Terminoloji 40
Renk Derinliği Renk derinliği herbir pikseli tanımlamak için kullanılan rakamların sayısı ile belirlenir. Daha büyük renk derinliği, daha fazla gri veya renk tonu sayısı sağlar. Dijital görüntüler, siyah/beyaz (çift tonlu), gri veya renkli olabilir. Şekil 2.3. Soldan sağa, 1 bitlik çift tonlu, 8 bitlik gri, 24 bitlik renkli görüntüler. Temel Terminoloji 41
Renk Derinliği Çift tonlu bir görüntü, iki tonu gösterebilen (tipik olarak siyah ve beyaz), tek rakamlı piksellerle oluşturulur. Bu durumda beyaz bir piksel için 1 ve siyah bir piksel için 0 (veya tam tersi) kullanılır. Gri bir görüntü, tipik olarak 2 den 8 veya daha fazlasına kadar olan bir aralıktaki çok rakamlı (0 ve 1 lerden oluşan 8 haneli bir rakam dizisi gibi) bir bilgi yığını ile ifade edilen piksellerden oluşturulur. Renkli bir görüntüde, tipik olarak 8 den 24 veya daha fazlasına kadar olan bir aralıktaki bir renk derinliği oluşturulur. 24 bitlik bir görüntüde bitler üç gruba bölünür: kırmızı için 8, yeşil için 8 ve mavi için 8. Bu rakamların kombinasyonları diğer ara renklerin oluşturulmasında kullanılır. Temel Terminoloji 42
Renk Derinliği Temel Terminoloji 43
Dinamik Aralık Bir görüntüdeki en açık ve en koyu pikseller arasındaki ton farkı aralığıdır. Dinamik aralık otomatik olarak, ton sayısı ile ilişkili olmasa da, daha yüksek dinamik aralık ile potansiyel olarak daha fazla renk tonu oluşturulabilir. Şekil 2.4. Üstteki görüntü daha geniş bir dinamik aralığa, fakat sınırlı sayıda renk tonu sayına sahiptir. Alttaki görüntü ise daha dar bir dinamik aralığa, fakat çok daha fazla sayıda renk tonuna sahiptir: üstteki görüntünün açık ve gölgeli kısımlarındaki detay kaybına dikkat ediniz. Temel Terminoloji 44
Dosya Boyutu Taranacak dökümanın yüzey alanının (yükseklik genişlik) renk derinliği ve çözünürlüğün karesi ile çarpımından hesaplanır. Görüntü dosyası boyutu byte (1 byte = 8 bit) cinsinden olduğu için bu rakamı sekize bölmek gerekecektir. Bu durumda dosya boyutu için birinci formül şöyledir: Dosya Boyutu = (yükseklik genişlik renk derinliği dpi 2 ) / 8 Temel Terminoloji 45
Dosya Boyutu Eğer piksel cinsinden görüntü boyutları verilmişse, bu durumda yatay ve düşey olarak piksel boyutlarını birbiri ile ve renk derinliği ile çarparak da görüntü boyutu hesaplanabilir. Dolayısıyla dosya boyutu için ikinci formül şöyle özetlenebilir: Dosya Boyutu = (piksel cinsinden boyutlar renk derinliği) / 8 Dosya boyutunun ifade edilme düzeni: Dijital görüntüler çok büyük dosya boyutlarında olduklarından genellikle 210 (1024) ve katları cinsinden kısaltılırlar: Temel Terminoloji 46
Sıkıştırma Depolama, işlemleme ve aktarım için dosya boyutlarının azaltılmasıdır. Dijital görüntülerin dosya boyutları, pekçok sistemin işlem ve iletişim performansını tüketecek şekilde çok büyük olabilmektedir. Tüm sıkıştırma teknikleri, sıkıştırılmamış durumdaki bir görüntünün ikili kod ifadesini, karmaşık algoritmalar yardımıyla matematiksel olarak kısaltmaktadır. Temel Terminoloji 47
Sıkıştırma Şekil 2.5. Kayıplı sıkıştırma: soldaki büyütülmüş görüntülerde JPEG sıkıştırma tekniğinin etkisine dikkat ediniz. Alttaki görüntüde kayıp enformasyon, 8 8 piksellik kareler şeklinde görülebilmektedir: kirpikler gibi ince detaylar kaybolmuştur. Temel Terminoloji 48