3D Görüş Yöntemleri ve Ölçüm(Sunum)

3D Görüş Yöntemleri ve Ölçüm

Burak Can KARABurak Berat YILDIZ

Halil İbrahim YILDIZEnes YAZICI

52 Slayt Arasından 2

Konu Başlıkları

• Görme ve Temel Kuralları.• 3B Görüş Yöntemleri.• Ölçme.• 3D Görüntü Oluşturma.


Görme Nedir?


“Görme, göz veya benzeri bir organ aracılığıyla

varlıkların renklerini ve şekillerini ayırt etmeyi

sağlayan fizyolojik süreç.” TDK

http://tr.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6z

http://tr.wikipedia.org/wiki/Organ

http://tr.wikipedia.org/wiki/Renk

http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=%C5%9Eekil&action=edit&redlink=1

http://tr.wikipedia.org/wiki/Fizyoloji

http://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCre%C3%A7


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.


Doğal Binoküler Görüşün Temelleri

Doğal Binoküler Görüşün 3 Temeli Vardır.


• Eşzamanlı algı (Simultane persepsiyon)1

• Birleştirme (Füzyon)2

• Derinlik algısı (Stereopsis)3

Doğal Binoküler Görüşün Temelleri


İki gözün ayrı ayrı algıladığı

görüntülerin üst üste bindirilerek

algılanması halidir. Binoküler görmenin

en temel ve ilkel düzeyini oluşturur.

• Eşzamanlı algı (Simultane persepsiyon)1


İki gözün ayrı ayrı algıladığı ve aynı

nesnenin birbirinini tamamlar nitelikteki

iki görüntüsünün birleştirilerek o

nesnenin eksiksiz ve tam bir görüntüsünün

elde edilmesidir.

• Birleştirme (Füzyon)2


• 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.

• Derinlik algısı (Stereopsis)3


Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş Temelleri


Nesnelerin 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– 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)b/h– 1/4 ..... 1/15 arası yersel fotogrametri– 1/3 ..... 2/3 arası hava fotogrametrisi

h

b


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


Gözlemci kendi gözleri önünde topu görür.

Gözlerden gelen doğrultuda top çift olarak ekrana düşer.

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.


• Anaglif Yöntem1

• Polarizasyon Yöntemi2

• Kırpma3

• Streoskop Yöntemi4

Yapay Binoküler(Stereoskopik) Görüş Yöntemleri


• Filtre 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.

• Anagilif Yöntem1





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.








• Sağ 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.

• Kırpma Yöntemi2


• Kırpma Yöntemi2


• 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. İki 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.








• Fotoğraflar 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.

• Stereoskopik Görüş3


• Stereoskopik Görüş3


ÖlçmeStereoskopik görmeyi kolaylaştırmak veya ölçüm

yapmak için çeşitli yöntemler vardır


• Ölçü Makarası1

• Paralaks Ölçümü• Yatay Paralaks• Düşey Paralaks

2

Ölçme Yöntemleri


• Stereoskopik 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.

• Ölçü Markası1


• Ölçü Markası1


• Paralaks >>• YATAY PARALAKS2

Göz bazına paralel yöndeki farklılığa denir. Yatay paralaksın oluşumu yükseklik değişimi ile ilgilidir. Doğru yükseklik ayarı ile paralaks giderilir.


• Paralaks >>• DİKEY PARALAKS2

Göz 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.


UYGULAMALARKENDİ 3 BOYUTLU GÖRÜNTÜMÜZÜ YAPIYORUZ.


İşlem Adımları ve Araçlar

İşlem Adımlar• Öncelikle konu belirlenir.• Fotoğraf çekimine geçilir.• Sol ve Sağ fotoğraflar çekilir.• Fotoğrafların bandlarıyla

ilgili işlem yapmamız gereken bir fotoğraf düzenleyici yazılımla düzenleme yapılır.

• Böylece 3 boyutlu görüntü oluşturulmuş olur.

Araçlar• 1 Adet Fotoğraf Makinası.• 1 Adet Photoshop veya

Benzeri Yazılım.• 1 Adet Anaglif Gözlük.


FOTOĞRAF ÇEKME İŞLEMİ

• 3 Boyut oluşması için sağ ve sol fotoğrafın bindirmeli olarak çekilmesi gerekir.

• Fotoğrafların y eksenleri arasındaki fark 0 veya 0’a yakın olmalıdır.

Normalde bu tarz işlemler için artık yanda gördüğünüz tarzda makineler kullanılmaktadır. Fakat biz bildiğimiz normal bir fotoğraf makinası kullanarak bu işlemi nasıl yapacağınızı anlatacağız.


Fotoğraf Çekimi

Yanda gördüğünüz gibi önce sol fotoğrafı çekiyoruz ve «a» farkının oluşabilmesi için kameramızın düzlemini değiştirmeden maksimum 10-12 cm kaydırıyoruz. Bunun için bir kısa yol önce sol gözünüzü kapatıp bir noktaya hedef alıp çekip daha sonra sağ gözümüzü kapatıp o aynı noktaya hedef alıp çekebiliriz. Böylece bu kaydırma işlemini otomatik olarak yapmış sayılırız.

a


Fotoğraflarımızı Programımıza Ekledik

File menüsünden open seçeneğini seçerek veya programımıza fotoğrafları sürükleyip bırakarak fotoğraflarımızı açabiliriz.


SAĞ FOTOĞRAFIMIZ İÇİN DÜZENLEMELER YAPIYORUZ

Photoshopda «layers» bölümünün hemen yanında bulunan «channels» yani kanallar RGB bandlarının içerisinde bulunduğu bölmede hepsinin

açık olduğundan emin oluyoruz. Daha sonra «ctrlA+ctrlC» kombinasyonunu kullanarak resmimizin tüm kanallarını kopyalıyoruz.


SOL FOTOĞRAFIMIZI AÇIYORUZ

Sol fotoğrafı açıyoruz ve tüm kanalları kapatıyoruz. Daha sonra «Shift» tuşuna basılı tutarak «Green ve Blue» kanallarına tıklıyoruz. Böylece bu

iki kanalı seçmiş oluyoruz.


SOL FOTOĞRAFIMIZI AÇIYORUZ

Green ve Blue kanalları seçili iken «ctrl+V» tuş kombinasyonu ile daha önce kopyalamış olduğumuz sağ resmi yapıştırıyoruz.


YAPIŞTIRMA İŞLEMİ SONUCU

Yapıştırma işlemi tamamlandıktan sonra tüm kanalları aktif(görünür) hale getiriyoruz ve gördüğünüz gibi bu şekilde bir görüntü elde ediyoruz. Burada amaç sağ fotoğrafın «Yeşil ve Mavi» bantlarıyla sol fotoğrafın

«Yeşil ve Mavi» bantlarını değiştirmektir.


SON OLARAK

• Son olarak hareler ne fazla ne de az olacak şekilde resmimizi kaydırıyoruz. Bunu yaparken bir anaglif gözlük kullanabiliriz. Bu sayede daha iyi bir ayarlama yapmış oluruz.

• Anaglif gözlük yapmak isterseniz eğer;• «make your own anaglyph glasses» tarzında

bir arama ile bu konuda ki dökümanları rahatlıkla bulabilirsiniz.




DENEMEAcaba tek bir fotoğraf üzerinden böyle bir görüş sağlayabilir miyiz diye düşündük ve tek bir fotoğrafı çoğaltarak hafif kaydırdık. Sonrasında aynı işlemleri gerçekleştirdik. Bunun sonucunda 3 boyut sağlama konusunda çok başarısız olunduğu söylenemez. Fakat fotoğrafı ayarlayan kişinin göz mesafesi vb bu tarz bir durumda çok önem taşıyor. Bizler bazılarımız 3d görürken bazılarımız bunu göremediğimizi tespit ettik. Fakat bu 3 boyutlu görenler arasında fotoğrafı ayarlayan arkadaşımız tabiki 3 boyutlu görmekteydi.



KAYNAKLARKaynakça http://tr.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6rmeTMMOB, 2004TDKProf. Dr. Fatmagül KILIÇ, Fotogrametri Ders Notları.Prof. Dr. Acun Gezer, http://www.sasiliktedavisi.com/binokulergorme.htmFotogrametri, Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Yayınları, 2011http://www.pclabs.com.tr/2009/11/17/nvidianin-stereoskopik-3-boyut-yorumu-geforce-3d-vision/http://www.geodetic.com/v-stars/what-is-photogrammetry.aspxhttp://individual.utoronto.ca/iizuka/research/cellophane.htmhttp://gizmodo.com/5472332/how-3d-works-a-simple-picture-guidehttp://stereo.gsfc.nasa.gov/classroom/3d.shtml

Not: İnternet odaklı kaynaklar kullanılırken «nasa, wikipedia» gibi geçerlilik görmüş akademik kaynaklar kullanılması daha ön planda tutulmuştur.

http://tr.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6rme

http://www.sasiliktedavisi.com/binokulergorme.htm

http://www.pclabs.com.tr/2009/11/17/nvidianin-stereoskopik-3-boyut-yorumu-geforce-3d-vision/

http://www.pclabs.com.tr/2009/11/17/nvidianin-stereoskopik-3-boyut-yorumu-geforce-3d-vision/

http://www.geodetic.com/v-stars/what-is-photogrammetry.aspx

http://individual.utoronto.ca/iizuka/research/cellophane.htm

http://gizmodo.com/5472332/how-3d-works-a-simple-picture-guide

http://stereo.gsfc.nasa.gov/classroom/3d.shtml

Engineering

3D Görüş Yöntemleri ve Ölçüm(Sunum)