FOTOGRAMETRİ3D Görüş Yöntemleri ve Ölçüm

Grup Üyeleri

Burak Can KARAHalil İbrahim YILDIZBurak Berat YILDIZ

Enes YAZICI

28.11.2013

İçindekiler1. Giriş................................................................................................................................................2

1.1. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ...............................................................................................................3

1.2. Çalışmanın Amacı....................................................................................................................4

1.3. Çalışmanın Kapsamı................................................................................................................5

2. Görme ve Temel Kuralları..............................................................................................................6

2.1. Görme Nedir?.........................................................................................................................6

2.2. Görme Olayı Nasıl Olur? Nasıl Görürüz?................................................................................6

3. 3B Görüş Yöntemleri......................................................................................................................7

3.1. Doğal (Binoküler ve Monoküler) Görüş Temelleri...................................................................7

3.1.1 Derinlik Algısı..................................................................................................................8

3.1.2. Derinlik Algılamanın Duyarlılığı.....................................................................................10

3.2. Doğal Binoküler Görüş..........................................................................................................10

3.2.1. Binoküler Görmenin Gelişimi........................................................................................11

3.2.2. Binoküler Görmenin Aşamaları.....................................................................................11

3.3. Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş Temelleri...................................................................13

3.4. Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş Yöntemleri................................................................14

3.4.1. Anagilif Yöntem............................................................................................................15

3.4.2. Kırpma Yöntemi............................................................................................................18

3.4.3. Polarizasyon Yöntemi...................................................................................................18

3.4.4. Stereoskopik Görüş.......................................................................................................20

4. Ölçme...........................................................................................................................................21

4.1. Ölçü Markası.........................................................................................................................21

4.2. Paralaks Ölçümü...................................................................................................................21

4.2.1. Yatay Paralaks...............................................................................................................21

4.2.2. Düşey Paralaks..............................................................................................................22

4.2.3. Paralaks Ölçüm İşlemi...................................................................................................22

5. Uygulamalar.................................................................................................................................25

5.1. Kendi 3 Boyutlu Görüntünüzü Oluşturun..............................................................................25

6. Kaynakça......................................................................................................................................26

1

1. GirişEğer iki gözde, ayrı ayrı oluşan görüntüler, beyinde tam olarak birleştirilmeseydi

dünyayı çift ve iki boyutlu görecektik. Bu da şu gerçeği ortaya çıkarmaktadır; dış dünya üç boyutlu değildir. Herşey aynen bir sinema perdesinde olduğu gibi, iki boyutludur. Bu iki boyutlu görüntüden, her bir gözümüz için birer adet mevcuttur. Gözlerimizden bir tanesi aynı nesneyi belli bir açıdan iki boyutlu olarak görürken diğer gözümüz aynı nesneyi farklı bir açıdan iki boyutlu olarak görür. Bu olağanüstü bir durumdur, çünkü; bugüne kadar gördüğümüz herşey yani vücudumuz, evimiz, arabamız, arkadaşlarımız kısaca herşey birbirinin aynısı olan iki boyutlu, iki görüntüden oluşmaktadır.

Bu bilimsel gerçek 1848 yılında İngiliz fizikçi Charles Wheatstone tarafından ortaya çıkarılmıştır. Derinliği algılamanın mantığı üzerine araştırma başlatan Wheatstone, stereoskopik görmenin temel ilkelerini ortaya atmıştır. Stereoskopik görüntü oluşturma, düz bir yüzeyde üst üste (biraz farklı açılardan) çizilmiş iki resmi her iki göz için farklı filtre edip, her göze kendi açısından çekilmiş görüntüyü sunmak ve derinlik algısı oluşturmaktır.

Görüntüler arasındaki fark çok basit bir deneyle ispatlanabilir. Bir ağacın dallarına önce iki gözünüzle sonra tek gözünüzle bir süre bakın. Daha sonra iki gözünüzü tekrar açın, dallar daha derin gözükecektir.

Bir başka deney daha yapabiliriz. Tek gözünüzü kapadıktan sonra bir dikiş iğnesine iplik geçirmeye çalışın. Büyük olasılıkla bunu yapmakta zorlanacaksınız. Çünkü tek gözle derinlik algısı olmayacağından, iğne ile iplik arasındaki küçük mesafe farkını algılayamayacak ve ipliği deliğe geçiremeyeceksiniz. Birbirlerinden bağımsız olarak gören gözlerin görüntülerinin tek bir görüntü haline getirilmesi, bunu yaparken iki boyutlu görüntülere üçüncü bir boyut eklenmesi olağanüstü bir durumdur.

Çoğu insan iki gözlü olarak ve kesinlikle inanılmaz bir binoküler görme sistemiyle donatılmıştır. Binoküler görme sistemi bize yaklaşık 6-7 metre mesafedeki nesnelerin ne kadar uzaklıkta olduğunu bilmemizi sağlar. Örneğin, görüş alanımızda birden fazla nesne varsa bu sistem sayesinde otomatik olarak nesnelerin uzaklık veya yakınlıklarını belirleyebiliriz. Binoküler görme sistemi iki göz arası mesafenin 5cm aralıklı olması gerçeğine dayanır. Bu nedenle her göz dünyayı farklı bir bakış acısıyla görür ve beyindeki binoküler görme sistemi farklı mesafeleri hesaplamak için kullanır. Bu durum bizlere binoküler görmenin insan yaşamında ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.

2

1.1. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ“Görme, göz veya benzeri bir organ aracılığıyla varlıkların renklerini ve şekillerini ayırt etmeyi sağlayan fizyolojik süreç.” [1] Olarak tanımlanmıştır. İnsanlar etrafındaki nesnelerin nicelik ve nitelik bakımından özelliklerini ölçerken görme olayından fazlaca yararlanır. Bu da görmenin hem yaşamımızda hemde bu yaşamı kolaylaştıracak amaçlarla yapılan çeşitli çalışmalarda oldukça önemli olduğunu göstermektedir. Bu çalışmaların büyük çoğunluğu mühendislik bilimlerini de etkilemektedir. Mühendis, bir özne olarak insanın dünyayla olan ilişkisine aracılık eden ve bilimsel bilgiyi teknolojik bilgiye dönüştüren kişidir.[2] Bu bilgi dönüşümü esnasında deneyler ve gözlemler önemli bir yer kaplamaktadır. Bu yüzden “3 boyutlu görme” insan hayatına büyük kolaylıklar getiren olmazsa olmazlardan biridir. İnsanlar gördüklerini 3 boyutlu şekilde başkalarına da aktarma konusunda çalışmalar yürütmüşler ve yapay binoküler(stereoskopik) görüşü keşfetmişlerdir. Bu çalışma yapay binoküler görüş yöntemlerini temelden ele alıp inceleyerek, öğrenci arkadaşlarımıza ve çalışmalarında bu konudan faydalanmak isteyenlere ikincil bir kaynak oluşturmuştur.

3

1.2. Çalışmanın AmacıYapılan çalışmanın temel amacı, Geomatik Mühendisliği Bölümü lisans eğitimi

süresince eğitimi verilen Fotogrametri dersinin bir konusu olan Doğal veYapay Binoküler (Stereoskopik) Görüş’ün etraflıca araştırılması ve bu konunun mesleğimiz çerçevesinde kullanımı hakkında bilgilendirilen kişilerin bir öngörü oluşturmasına fayda sağlamasıdır.

4

1.3. Çalışmanın KapsamıÇalışma doğal ve yapay binoküler görüş ve yöntemlerini, bu yöntemlerin kullanımı ile elde edilen ürünleri, nasıl elde edildiğini, yöntemlerin kullanım alanlarını ve amaçlarını içermektedir.

5

2. Görme ve Temel Kuralları

2.1. Görme Nedir?“Görme, göz veya benzeri bir organ aracılığıyla varlıkların renklerini ve şekillerini ayırt etmeyi

sağlayan fizyolojik süreç.” [1]

2.2. Görme Olayı Nasıl Olur? Nasıl Görürüz?Gözümüz de optik bir araç gibidir. Göz merceğinden giren ışınlar sarı benek üzerinde

görüntü oluşturur. Giren ışığın miktarını iris düzenler. Işığa göre göz bebeği küçülür ya da büyür. Göz merceği de incelip kalınlaşarak, yani uyum yaparak cisimlerin görüntülerinin tam sarı benek üzerine düşmesini sağlar. Sarı benekte oluşan görüntü görme hücrelerinde sinir enerjisine çevrilir. Sinirler yoluyla bu enerji beyne gider. Duyu merkezinde görme bilinç ve algısı (görme olayı) meydana gelir. Normal bir gözün merceği 12-15 cm. ile 65 m. arasında uyum yapar.

Normal gözde bütün görüntüler ağtabaka üzerine düşer. Normal gözlere emertrop denir. Görüntü ağtabaka üzerine düşmezse gözde bozukluk var demektir. Bu kusur gözlükle düzeltilir.

Gözün çevresindeki ışık şartlarına alışması için bir zaman geçer, Aydınlık bir yerden çok karanlık bir odaya girdiğimiz zaman, ilk anda hiçbir şey göremeyiz. Göz yavaş yavaş alışır. 30-40 dakika kadar bir süreden sonra en duyarlı durumuna gelir. Bunun tersine kapkaranlık bir yerde uzun zaman kalmış bir göz aydınlığa çıkınca 5-10 dakika içinde en keskin görüş durumuna gelebilir.

Görme olayı ancak ışıkla var olabilir. Bir odayı yavaş yavaş karartsak renklerin ortadan kalkmaya başladığını görürüz. İyice karanlıkta biçimleri, yüzeyleri sezdiğimiz, hatta gördüğümüz halde renk seçemeyiz. Her şey akla karanın tonlarına bürünür.

Ağ tabakada koni ve çomak hücreleri olduğunu biliyoruz. Bunlardan koniler daha çok ışık altında iyi çalışırlar; karanlıkta çomaklar daha iyi seçer. Ayrıca sarı benekte yoğun şekilde koniler bulunur, o noktadan uzaklaştıkça sayıları azalır. Bu yüzden teleskopla bir yıldızı gözlemek isteseniz görmekte zorluk çekebilirsiniz; çünkü uzayın karanlığındaki bu yıldız parıltısı sarıbeneğin üzerinde oluşur; biraz sağına ya da soluna bakarak daha iyi görmek imkânı bulunur.

Uyarıcı kaybolsa bile ağ tabaka uyarmayı bir zaman daha sürdürür. Örneğin elektrik çakımını (arkını) görmemiz bundandır. Aslında kıvılcım göremeyeceğimiz derecede çabuk olup biter, ama görüntü ağ tabakanın üstünde bir zaman kaldığından biz onun bilincine varabiliriz. Sinema aslında gözün bu özelliğinden yararlanır.

Bildiğimiz gibi bir görüntü ağ tabakada ters olarak meydana gelir. Beyin onu tersine çevirerek düzeltir. Bir bilgin bu konuda şu aşağıdaki ilginç denemeyi yaptı. Özel bir gözlük hazırlattı ve bunu birine taktı. Birkaç hafta hiç çıkarmamasını istedi. Gözlüğün özelliği görüntüyü tersine çevirmekti. Denek ilk 3-4 gün çok kötü oldu: baş dönmesi, mide bulanması,

6

anlaşılmaz korkular duymaya başladı; bardağa su koymak gibi çok kolay bir işi yapamaz oldu. Beyin yer çekimi kavramı ve dokunmakla elde ettiği izlenimler ile gördükleri arasındaki çelişmeyi bağdaştıramıyordu. Ama zamanla beyin ağ tabakanın üstündeki görüntüyü tersine çevirmeden görmeye, yani her şeyi normal görmeye kendini ve sinir sistemini alıştırdı. Denek kısa zamanda hiç sıkıntı çekmeden her şeyi yapmaya, örneğin otomobil kullanmaya başladı. Ama gözlük kaldırılınca aynı sıkıntılar kısa bir zaman için tekrar belirdi; beyin ve göz yeni bir düzenleme yapana kadar…

Göz hücreleri sistemli bir şekilde yorulursa karşıt-görüntü vermeye başlarlar. Karanlıkta beyaz bir noktaya bakalım. Bir zaman sonra gözlerimizi kaparsak aynı görüntü kısa bir süre için devam eder ama birden karalar beyaz, beyazlar kara olur; beyazlık üstünde kara nokta görmeye başlarız.

3. 3B Görüş Yöntemleri

3.1. Doğal (Binoküler ve Monoküler) Görüş Temelleriİnsan gözünün üç boyut görüşü uzaklık belirlemesiyle birebir ilgilidir. İki gözümüzün

yerleşimi de buna uygun şekildedir. Yan bilgi olarak, av olacak hayvanların (örneğin kuşlar) gözlerinin genellikle kafalarının yanlarında olduğuna dikkat çekelim. Tavuklar bu yüzden araba kullanamazlar -tabii başka engelleri de var. Öte yandan, çok daha geniş bir görüş açısıyla, neredeyse arkalarından yaklaşan tehlikeleri bile görüp erkenden kaçma olanağı edinirler. Avcı hayvanların gözleri ise kafalarının ön tarafındadır.

Bu iki ekran görüntüsünü sağ ve sol gözlerinize ayrı ayrı gösterirseniz üç boyutlu bir algı yakalayabilirsiniz.

7

Her neyse; iki gözümüzün biraz farklı görüntüler gördüğünü biliyorsunuz. Uzaklık algısı için gözlerimizden beynimize giden görüntü verisi işlenerek üç boyutlu, derinliği olan bir görüntü algılarız. Yani etrafımızdaki o üç boyutlu dünya, beynimizde sihirli şekilde oluşmaz. İki gözden gelen veri üzerinde beynin "hesaplamaları" sonucunda üç boyutlu görüntüyü algılarız. Temelde görme de bir algı unsurudur aslında; insan beyninin karmaşık yapısı ile çözülebilen ama bilgi işleme teknolojilerimizle henüz tam olarak çözemediğimiz pek çok problemi çözebilsek bir insan beyni değil, makinenin de "gördüğünü" söyleyebiliriz. Belki estetik duygusu olmayacaktır ama basit anlamda görme olarak, önünüzdeki kahve bardağının koordinatlarını A = {f(x), f(y), f(z)} gibi tanımlayabiliyorsanız o kahve bardağını bilgisayarınızın üç boyutlu olarak "gördüğünü" düşünebilirsiniz.

3.1.1 Derinlik Algısı

Derinlik bir cismin en ve boy dışındaki üçüncü boyutu[3] olarak tanımlanır. Monoküler ipuçları ve Binoküler farklılık sayesinde mümkündür. İki retina görüntüsünün, beyinde birleşmesi yoluyla derinlik algılamasının açıklanması fotogrametri için temel varsayımdır.

3.1.1.1. Monoküler İp Uçları Bilinen ölçüler: bir objenin boyutunu biliyorsak

uzaklığını tahmin edebiliriz. Oklüzyon (araya girme): Bir obje diğerini kısmen

kapatıyorsa öndekinin daha yakın olduğunu anlayabiliriz.

Lineer perspektif: Büyüklüklerini bildiğimiz nesnelerin, uzakta olanların, yakında bulunan nesnelerden daha küçük algılanmasıdır. Tren yolu gibi paralel çizgiler belli bir uzaklıkta birleşir. Daha uzakta birleşen çizgiler uzaklığın arttığını gösterir.

Ölçü perspektifi: Aynı boyuttaki iki objeden küçük görüneni daha arkadadır. Gölgelerin dağılımı: Işık ve karanlık dağılımı erinlik imajı yaratır; aydınlık taraf daha

yakındır. Havanın açıklığı ya da netliği uzaklıkla değişir. Arkada kalan ağaçların öndeki

ağaçlardan daha gri gözükmesi. Hareket paralaksı: En önemli ipucu, gövdemizi veya başımızı hareket ettiriyorsak

görme alanındaki obje retina üzerinde hareket eder. Fiziksel her hareketimizde uzak nesnelerdeki hareket, yakın nesnelerdekine oranla daha azdır.

3.1.1.2. Binoküler Farklılıkİki gözün birlikte kullanıldığı ipucudur. Aralarındaki mesafe nedeniyle gözlerimiz

nesnelere farklı açılardan bakarlar. Yakınsama Açısı. Bu farklılık imgelerde küçük bir farklılığa neden olur. Bu küçük fark önemli bir ipucudur.

3.1.1.3. Yakınsama AçısıFarklı konumdaki nesnelerin iki gözdeki konumlarının farklı oluşu, derinlik

algılamamızı sağlamaktadır.

8

9

Her iki gözün bakış eksenlerinin bir nesneye yöneltilmesi olayına yakınsama yada konvergens denir. Uyum ve yakınsama otomatik olarak birlikte yapılır. Yakınsama 15 cm den sonsuza dek olabilir. Göz bakış eksenlerinin nesne noktalarında oluşturdukları açı yakınsama açısıdır. Bize yakın nesnelerin yakınsama açıları uzak nesnelere göre daha büyüktür (δp>δf). δp = δf ise x’ = x’’ olur. Bu durumda P noktası O1,O2 ve F noktasından geçen bir çemberin üzerindedir.

3.1.2. Derinlik Algılamanın DuyarlılığıYakınsaklık açısının dδ kadar değişimi ile dD derinlik değişimi arasında türev yoluyla

şu bağıntı yazılabilir.

D (m) = b (m) / δ (radyan)

10

Bağıntıdan “dD” derinlik algılaması duyarlığının (derinlik ayırt etme yeteneği), uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğu görülmektedir. Yakınsama açısı değişiminin farkedilebilir değeri (duyarlığı veya üç boyutlu görme keskinliği ) yaklaşık.

3.2. Doğal Binoküler GörüşBinokuler görme, sözcük anlamı olarak "iki gözle görme" anlamına

gelir. Çevremizdeki fiziksel dünyayı gözlerimizle algılarız. İki gözün, birbirinden hafifçe farklı açılarda algıladığı aynı nesneye ait olan iki farklı görüntü beyine gönderilerek burada tek bir algıya dönüştürülür. Böylece o nesneyi tek bir görüntü olarak algılarız, ancak iki gözle elde ettiğimiz bu algının, tek gözle elde edilen bir görüntüden farkları vardır. Bu "binoküler" görüntü, farklı iki açıdan alınan görüntülerin bir tür sentezi olduğundan dolayı bize nesneyi derinlikli, yani 3-boyutlu olarak algılama olanağı da sunar. Halbuki tek bir gözün elde ettiği görüntüde bu derinlik hissi olmaz.

İki gözden beyne gönderilen görüntülerin tek bir görsel algıya sentezlenmesi işlemi beyin korteksinde yer alan özel bir takım hücre gruplarınca gerçekleştirilir. Yani binoküler görme, beyinde gerçekleşen bir işlemin sonucu oluşur. Sonuçta görme duyusu, tek başına gözün değil, iki gözle birlikte beynin üst merkezlerinin bir arada gerçekleştirdiği bir işlemdir.

3.2.1. Binoküler Görmenin Gelişimi

Binoküler görmeyi sağlayan hücre grupları beynin oksipital korteks denen bölgesinde yer alır. Buradaki hücreler görmenin renk görme, şekil algılama, hareket algılama gibi farklı yönleri ile ilgili ihtisaslaşmış özel gruplar oluştururlar ve ihtiyaç duydukları bilgileri her iki gözden

11

birden alırlar. Bu hücrelerin, dolayısı ile binoküler görmenin gelişimi doğumdan sonra başlar ve yaklaşık 10-12 yaşlarına kadar devam eder. Bu bir olgunlaşma sürecidir ve bu süreç içinde görme sistemi dış etkenlere karşı hassas bir konumdadır. Bu hücre gruplarının, yani binoküler görmenin gelişimi doğumdan hemen sonra bebek gözlerini açtığı anda başlar. Bu gelişim süreci içinde bu hücrelerin sağlıklı biçimde gelişebilmelerinin tek bir ana koşulu vardır, o da gözlerden beyne sürekli olarak kaliteli, net ve tek bir görüntü gönderilmesidir. Eğer gözlerden birinde veya her ikisinde, ağtabakaya (retina) görüntünün ulaşmasını engelleyen fiziksel bir engel varsa (örn. doğumsal katarakt), eğer gözlerden biri veya her ikisinde görüntü bulanık ise (yüksek dereceli görme kusurları) veya gözler tek ve aynı nesnenin görüntüsünü gönderemiyorlarsa (şaşılık varsa) bu durumda beyinde gelişimi için ilgili gözden gelen sinyallere muhtaç olan hücre gruplarının gelişmesi yavaşlayacak, hatta duracaktır. Bu durumda da tek bir göz veya her iki gözün görme kapasiteleri düşecek, binoküler görme özellikleri, başta derinlik hissi olmak üzere kaybolacaktır.

Görme sisteminin bu gelişim süreci içinde olumsuz etkenlere karşı hassasiyeti özellikle doğumdan sonraki ilk 3 ayda çok yüksektir. Bu dönemde ortaya çıkan en ufak bir olumsuzluk görme gelişimini ciddi boyutta etkiler. Bu hassasiyet daha sonraki yıllarda giderek azalsa da 10-12 yaşına kadar devam eder. Bu nedenle ambliopinin (göz tembelliğinin) gelişimine neden olan şaşılık, göz bozuklukları ve göz içi kesafetler gibi olumsuz faktörlerin görme üzerindeki zararlı etkisi ne kadar erken başlamışlarsa o kadar fazla olacaktır. Ambliopi'ye yol açan bu olumsuzlukların erken tanısı bu bakımdan çok büyük önem taşır. Erken tanı, tedaviye de erken başlanması anlamına geleceği için tedaviden alınacak yanıtı da arttıracaktır. Görme sisteminin henüz olgunlaşma sürecini tamamlamadığı ilk 10-12 yaş içinde ambliopi tedavisinin başarısı da tedaviye başlama yaşı küçüldükçe artar.

3.2.2. Binoküler Görmenin Aşamaları

1. Eşzamanlı algı (Simultane persepsiyon)

İki gözün ayrı ayrı algıladığı görüntülerin üst üste bindirilerek algılanması halidir. Binoküler görmenin en temel ve ilkel düzeyini oluşturur.

2. Birleştirme (Füzyon)

İki gözün ayrı ayrı algıladığı ve aynı nesnenin birbirinini tamamlar nitelikteki iki görüntüsünün birleştirilerek o nesnenin eksiksiz ve tam bir görüntüsünün elde edilmesidir. Bu aşamanın iki boyutu vardır. Duyusal füzyon, iki gözden gelen görüntülerin birbirini tamamlar nitelikte olduğunun alglanmasına dayanır. Motor füzyon ise, bu görüntüleri üst üste getirmek amacıyla göz kaslarına gönderilen komutlar yardımıyla gözlerin bakış eksenlerinin ayarlamasını sağlar. Nesnenin konumu ve uzaklığına göre gözler içe veya dışa doğru belli bir

12

açı oluşturarak iki görüntünün üst üste kalması sağlanır. Motor füzyon, yani göz kaslarını nesnelerin görüntülerini birleştirebilecek şekilde kullanabilme kapasitesi kişiden kişiye, hatta aynı kişide zaman içinde değişkenlik gösterebilen bir kas performansıdır. Dolayısı ile başkaca bir binoküler eksikliği olmayıp sadece füzyon yetersizliğine bağlı sorunları olan kişilerde egzersizler ile bu kapasitenin arttırılması ve güçlendirilmesi sorunun çözümü ve tedavi açısından yarar sağlar.

3. Derinlik algısı (Stereopsis)

Binoküler görmenin en üst ve gelişmiş aşamasıdır. Burada iki göz tarafından algılanan ve birbirini tamamlar nitelikte olduğundan birleştirilebilen (füzyon) görüntüler, hafifçe farklı açılardan görüldüğü için birleştirildiğinde derinlik hissi doğar ve nesnenin 3-boyutlu algılanması sağlanır.

3.3. Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş TemelleriNesnelerin kendileri yerine bunların fotoğrafları veya çeşitli görüntüleri sunulursa

yapay bir binoküler görüş sağlanır. Bunun için binoküler görüşte var olan koşulların fotoğraflar için de sağlanması gerekir. Başka bir değişle fotoğraflar yardımı ile stereoskopik görüş elde edilmek isteniyorsa çekilecek fotoğraflarda olması gerekli koşullar aşağıdaki gibi ifade edilebilir;

En basit gereksinim 2 fotoğrafın çekilmesi– yaklaşık aynı yükseklik değerine sahip 2 ayrı noktadan– %50-60 bindirilmiş

13

– objeye paralel– kamera eksenleri objeye dik– iyi derinlik algılaması için gerekli B/y oranının sağlanması

İki çekim noktası arası (baz:B) Obje-kamera arası mesafe (y veya d veya h)

– 1/4 ..... 1/15 arası yersel fotogrametri– 1/3 ..... 2/3 arası hava fotogrametrisi

Fotoğrafların ilgili gözlere sunulması Bir yöntem kullanılması y’ – y’’ koordinatları arasındaki fark “0” yada çok yakın olmalıdır

Bu koşulları sağlayan fotoğraflarla 3 boyutlu görüş sağlanabilir. Bunun için fotoğrafların ilgili gözlere sunulması gerekir. Ayrıca bu gözlere sunma sırasında y koordinat farklarının Dy = y' - y'' = 0, veya çok küçük olması gerekir.

14

(A) (B)

Gözlemci kendi gözleri önünde topu görür. Gözlerden gelen doğrultuda top çift olarak ekrana düşer.

(C) (D)

Gözlemci ekranda iki adet topu görür fakat henüz stereoskopik bir etki ortada yoktur. Bunun için toptan dik olarak gelen kesik çizgiler ile ifade edilen yolun kapatılması gerekir. Bunu ellerimizle yaparak deneyebiliriz.

Daha basit bir yöntem ise polerize cam kullanmaktır. Bu sayede bu yollar engellenmiş olur.

Yukarıki örnekte stereoskopik görüşün temel prensibi açıklanmıştır.

3.4. Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş YöntemleriYukarıda sayılan koşullar sağlayacak şekilde çekilmiş fotoğraflardan 3 boyutlu görüş sağlamak için çeşitli yöntemler kullanılır. Bu yöntemlerden fotogrametride uygulananlar aşağıda ifade edilmiştir.

Anagilif Yöntem Polarizasyon Yöntemi Kırpma Yöntemi Stereoskop Yöntemi

15

3.4.1. Anagilif YöntemFiltre camları, spektrumun belirli bölgesindeki ışığı geçirir, geri kalan bölgedeki ışığı

yutar. Siyah beyaz fotoğraflar kırmızı ve mavi süzgeçlerden geçirilerek bir ek-rana izdüşürülür ve kırmızı-mavi süzgeçli bir gözlükle bakılırsa, bir fotoğrafın görüntüsü bir göze, diğer fotoğrafta diğer göze sunulmuşl olur. Böylece her görüntü, karışmadan , ilgili gözlere sunulmuş olur.

Şekilde görüleceği gibi soldaki fotoğraf kırmızı renkte, sağdaki fotoğrafta mavi renkte ekrana izdüşürülürse, gözlük yardımı ile sol göze sol fotoğraf, sağ göze de sağ fotoğraf sunulur.

Renk olarak kırmızı-mavi, yada kırmız-yeşil kullanılır. Bu yöntemin diğer bir sakıncası, çok güçlü olan renk farkının gözler arasında bir yarışmaya neden olmasıdır. Bir süre kırmızı, bir süre mavi baskın çıkar. Bu da bir miktar yorgunluğa neden olur. Bu yönteme göre fotoğraflar basılabilir, yapay üç boyutlu görüntüler de bu şekilde oluşturulabilir.

Burada prensip kırmızı filtreli göz kırmızıyı beyaz, maviyi siyah görür. Diğer göz ise bunun tam tersini görür ve bu renk farklılıkları derinlik olarak karşımıza çıkar.

16

17

18

3.4.2. Kırpma YöntemiSağ ve sol görüntüler ekrana 1saniyede 50-200 arası bir ardışıklıkla gönderilir.

Görüntüleme ile senkronize çalışan likit kristal gözlüklerin sol camı, sol fotoğraf ekranda iken, sağ camı da sağ fotoğraf ekranda iken görüntüyü görür, diğeri kapalıdır.

3.4.3. Polarizasyon Yöntemi

19

Işınlar birbirine dik iki yönde yayılacak biçimde iki ışın demetine ayrılır. ve ayrı ekranlardan göze sunulur. Dik açılı iki ekran vardır birinin ön tarafında yatay polarizasyon plakası, diğerinin düşey polarizasyon plakası vardır. ki ekranın arasına yarı saydam bir ayna 45 derece açı ile yerleştirimiştir. Ayna bir görüntünün diğeri üzerine izdüşmesini sağlar. Basit bir poarize gözlük ile stereo görüş sağlanır.

20

3.4.4. Stereoskopik GörüşFotoğraflar iki ayrı optik yolla ilgili gözlere sunulur. Optik yol, mercekler, prizmalar veya

aynalar ile oluşturulur. Bir çift okülerle 2 fotoğrafa bakılır, göz bakış eksenleri paralel olmalıdır. Gözün uyum ve yakınsama olayı diğer yöntemlerde aynı anda olmakta, bu yöntemde ise paralel bakmaya göz zorlandığından ve sonsuza değil 25 cm uyum yapmaya zorlandığından hemen 3B görüş sağlanamamaktadır.

21

4. ÖlçmeStereoskopik görmeyi kolaylaştırmak veya ölçüm yapmak için çeşitli yöntemler vardır.

4.1. Ölçü MarkasıStereoskopik incelemeyi kolaylaştırmak ve ölçü yapabilmek için Ölçü Markası adı

verilen hedefleme işaretleri kullanılır.

Hedeflenen nesnenin stereoskopik görüşü tam olarak sağlanınca iki ölçü markası, tek bir işaret olarak algılanır ve hedeflenen nesnenin üzerindeymiş gibi görünür.

Ölçü markalarından biri, göz bazına paralel doğrultuda biraz farklı konumda ise, üç boyutlu görüşte iki farklı durum söz konusu olabilir.

Ölçü markası yine tek bir marka olarak görünür ancak bir miktar ilgili nesnenin önünde –yükseğindedir. Ölçü markaları iki tane görünür. Buda ölçü markasının nesnenin bir miktar arkasında -altında olduğunu gösterir.

4.2. Paralaks Ölçümü

4.2.1. Yatay ParalaksGöz bazına paralel yöndeki farklılığa denir. Yatay paralaksın oluşumu yükseklik

değişimi ile ilgilidir. Doğru yükseklik ayarı ile paralaks giderilir.

22

4.2.2. Düşey ParalaksGöz bazına dik yöndeki farklılığa denir. Görüntüler arasındaki farklılaşma olarak da

düşünülebilir. Epipolar düzlem koşulu sağlanmamaktadır. Yani ilgili nokta ve fotoğraf çekilen noktalar arasındaki baz doğrusu aynı düzlemde olmaz.

4.2.3. Paralaks Ölçüm İşlemiYatay paralaks ve yakınsama açısı ilişkisi.

E1 ve E2; P1 ve P2 noktaları arasındaki yatay paralaksın bir fonksiyonudur. Aynı zamanda δ açıları ve h1, h2 uzaklıkları ile de ilişkilidirler.

E1 = f1 (δ1, h1) , E2 = f2 (δ2, h2)

23

E uzaklıkları (nesnelerin iki fotoğraftaki yerleri arasındaki uzunluklar) ölçülürse; noktaların izdüşüm merkezine uzaklıkları, h1 ve h2 hesaplanabilir. Stereoskoplarda stereometre (paralaks çubuğu) ile bu sağlanabilmektedir.

Uzay noktalarının izdüşüm merkezlerine yani fotoğraf bazına uzaklıkları, bu noktaların resim koordinatlarından da bulunabilir.

x'-x''biçimindeki x koordinatları farkına YATAY PARALAKS denir. Ölçülerin stereoskopik yapılmasından dolayı bu paralaksa STEREOSKOPİK PARALAKS da denir. Px= x'-x'‘.

Stereoskop altında yapılan basit ölçmelerle iki nokta arasındaki yükseklik farkı, bina ve ağaç yükseklikleri, eğimler elde edilebilir.

24

25

5. Uygulamalar

5.1. Kendi 3 Boyutlu Görüntünüzü Oluşturun.Normal bir fotoğraf makinesi ile çektiğimiz görüntüleri bazı fotoğraf işleme

yazılımları kullanarak kırmızı/mavi görüntüler şekline getirebiliriz. Biz burada Adobe Photoshop isimli yazılımda bunu nasıl yapacağımızı anlattık.

Aynı adımlar farklı yazılımlarla da yapılabilir.

Bilgisayar ekranında veya baskıda bir görüntünün 3 boyutlu gözükmesi için çeşitli yöntemler ile işlenmesi gerekir. Bizim burada uygulayacağımız görüntü 3d gözlükleri ile bakıldığında 3 boyutlu halde gözükecektir.

ARAÇLAR

1. Bir adet fotoğraf makinesi.2. Adobe Photoshop veya benzeri bir fotoğraf makinesi.3. Kırmızı mavi gözlük.( http://stereo.gsfc.nasa.gov/classroom/glasses.shtml adresinden

kendiniz yapabilirsiniz.)

UYGULAMA ADIMLARI1. Bir konu seçerek işe başlayalım. Mümkün olduğunca aynı fotoğrafı seçmemiz gerekir.

Bir fotoğraf çekince 3inç bir kaydırma ile ikinci fotoğrafı alın. Burada bize kolaylık sağlaması açısından sağ gözümüz kapalı iken sağ, sol gözümüz kapalı iken aynı yerin sol fotoğrafını çekebiliriz.

2. Kırmızı mavi renk kanalları ile oynamamıza izin verilen bir program edinmeliyiz.3. Her iki resmi de açtıktan sonra [Image>Mode>Grayscale] işlemine girerek resimleri

gri moda dönüştürünüz.4. Menüden [Image>Mode>RGB] modunu seçerek renk kanallarını açmamız gereklidir.

Resmimiz hala gri gözükecek fakat renk kanalları mevcut olacaktır. Daha sonra yalnızca kırmızı kanalı görünür yapın.

5. Daha sonra çektiğiniz sol fotoğrafa gidin ve bu kanallarını ayarladığımız sol fotoğrafın üzerine yapıştırın. 4 ve 5. Adımları tekrar mavi olarak uygulayın.

6. İki resimde aynı işlemleri uyguladıktan sonra resimlerin ikisini 4 kanalda birleştirin. 7. Daha sonra hareleri ne çok fazla ne çok az olacak şekilde bunları düzenleyin ve

işlemimiz tamamdır.

26

6. Kaynakça

1. http://tr.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6rme 2. TMMOB, 20043. TDK4. Prof. Dr. Fatmagül KILIÇ, Fotogrametri Ders Notları.5. Prof. Dr. Acun Gezer, http://www.sasiliktedavisi.com/binokulergorme.htm6. Fotogrametri, Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Yayınları, 20117. http://www.pclabs.com.tr/2009/11/17/nvidianin-stereoskopik-3-boyut-yorumu-

geforce-3d-vision/8. http://www.geodetic.com/v-stars/what-is-photogrammetry.aspx 9. http://individual.utoronto.ca/iizuka/research/cellophane.htm 10. http://gizmodo.com/5472332/how-3d-works-a-simple-picture-guide 11. http://stereo.gsfc.nasa.gov/classroom/3d.shtml

27