10. GÖRÜNTÜ İŞLEME CİHAZLARI

  TARAYICI (scanner)

     Kitap, dergi, gazete, fotoğraf gibi çeşitli basılı dokümanlarda bulunan renkli veya siyah beyaz yazıları, resimleri bilgisayar ortamına aktarmak için tarayıcılar kullanılmaktadır.

      Tarayıcılar, dokümanın ince bir satır hâlinde ışıklandırılıp yansıyan ışığın algılanması prensibi ile çalışır. Algılanan ışık seviyeleri sensör tarafından gerilime dönüştürülerek ADC üzerinden sayısala çevrilip bilgisayara aktarılır. Burada sensörün boyutları ve ADC’nin çözünürlüğü taranan materyalin kalitesi açısından önemlidir. Işık kaynağı doğrusal ve tek boyutlu bir yapıya sahiptir. Tarayıcı içerisinde CCD optik algılayıcı, yansıyan ışığı CCD üzerine toplayan lens, yansıyan ışığı CCD üzerine taşıyan aynalar ve tüm bu sistemi yatay düzlemde ileri geri hareket ettiren step (adım) motor barındırır. 

TARAYICI ÇEŞİTLERİ

   Tarayıcılar değişik türlerde karşımıza çıkabilmektedir. Çok fonksiyonlu yazıcılarda tümleşik olarak bulunan tarayıcılar, sadece tarayıcı özelliği olan ve genellikle A4 boyutundaki kâğıtları tararken kullanılan tarayıcılar (flatbed) ve küçük boyutlardaki belgelerde tarama işlemini gerçekleştirebileceğiniz el tarayıcıları mevcuttur.

TARAYICI BAĞLANTILARI

     Tarayıcıların hangi bağlantı noktası üzerinden bilgisayara bağlandığı, verilerin tarandıktan sonra bilgisayara gönderilmesi aşamasında önemlidir. Bağlantı noktasının bant genişliği ne kadar yüksekse aktarım o kadar hızlı gerçekleşir. Günümüzde paralel port, SCSI, USB ve firewire arayüzüne sahip tarayıcılar bulunmaktadır.

 Tarayıcılarla İlgili Temel Kavramlar;

•   Çözünürlük 

     Birimi dpi (dot per inch=inç başına nokta sayısı) ile belirlenir. Bu değer ışık algılayıcı CCD sensör üzerindeki algılayıcı nokta sayısını belirler. Tarayıcılarda, çözünürlük arttıkça taranan resim büyür. Çözünürlük arttıkça adım motor daha küçük adımlarla dönerek resmin daha ayrıntılı taranması sağlanır. Çözünürlük arttıkça resme ait bilgi de artar. Fotoğraf kalitesinde bir resim için en az 300 dpi, baskı kalitesi için ise 72 dpi değerleri yeterli olmaktadır. Ama günümüzde bu değerlerden çok daha büyük (1200 dpi, 2400 dpi, 4800, 9600 dpi…) çözünürlüğe sahip tarayıcılar bulunmaktadır. Tarayıcılarda yatay ve düşey çözünürlük beraber kullanılarak çözünürlük belirtilir. 1200x2400 dpi, 4800x6400 dpi gibi.

      Tarayıcılarda iki tip çözünürlük vardır. Bunlardan biri, donanım; diğeri, yazılım çözünürlüğüdür. Burada önemli olan donanım çözünürlüğüdür. Çözünürlüğün yazılımla artması; donanımın elde ettiği piksellerin arasına yazılımla piksel eklenmesi (interpolasyon) ile gerçekleştirilir. Tarayıcı seçerken çözünürlüğün donanımın desteklediği çözünürlük olarak dikkate alınması gerekir. Çok küçük nesneler, yüksek çözünürlükte taranırsa elde edilen resimlerde gözle görülür bozulmalar gözlemlenmiştir. 

• Renk derinliği (bit derinliği)

      CCD sensör, algıladığı ışık seviyesini gerilime dönüştürmektedir. Tabiatta renkler, beyaz ve siyah arasında dağılım göstermektedir. Renk derinliği, algılanan ışık seviyesinin beyaz ve siyah arasında kaç farklı renkten biri olacağını belirler. Renk derinliği ne kadar fazla ise taranan resim o kadar gerçekçi olacaktır. Aslında bu değer, tarayıcı içerisindeki ADC (analog dijital çevirici)’nin çözünürlüğüdür. Örneğin bir tarayıcının renk derinliği 2 bit olsun. 22=4 yapar. Yani algılanan ışık seviyesi siyah ile beyaz dâhil 4 farklı renkten birisinin değerini alacaktır. Siyah ve beyaz tarama yapan bir tarayıcının renk derinliği 1 bittir. Taranan resimdeki tüm farklı renkler 21=2 farklı renkle oluşturulur. Bu renkler de siyah ve beyazdır. Günümüzde 24, 32, 48, 64 ve 96 bitlik renk derinliğine sahip tarayıcılar bulunmaktadır. 24 bit değeri bile aslında yüksek bir değerdir. Renk derinliği daha çok renkli fotoğrafların taranmasında önem arz etmektedir. Siyah beyaz doküman veya renk ayrım hassasiyeti o kadar önemli olmayan durumlarda renk derinliği düşük olan tarayıcı tercih edilebilir. Yüksek çözünürlükte taranmış bir resmi aynı kalitede görüntülemek için kullanılan ekranın da en az o kadar çözünürlüğe sahip olması gerekir. Günümüzde henüz 96 bit çözünürlüğe sahip ekranlar bulunmamaktadır.

KAMERALAR

Dijital Kameralar

   Dijital kameralar vasıtası ile fotoğraf çekip bunları bilgisayara aktarabilir ya da fotoğraf yazıcıları yardımı ile baskı yapabilirsiniz.

    Dijital fotoğraf makineleri, elektroniğin temelini oluşturan direnç değişimlerini esas alarak çalışır. Her malzemenin değişik durumlarda farklı dirençleri vardır. Kimisi nem oranıyla değişim gösterir, kimisi sıcaklıklar, kimisi de üzerine düşen ışığın frekansıyla değişim gösterir. Dijital fotoğraf makineleri de tamamen ışığın frekansını algılayan oldukça ufak fakat içerisinde günümüz teknolojisinde 15 milyondan fazla piksel barındırabilen panellerle çalışır. Bu pikseller son teknoloji ile her renge hassasiyet gösterebilir hâle gelmiştir, yine de mükemmel değillerdir.

     Işık panele düştükten sonra fotoğraf makinesinin içerisinde yer alan mikroişlemcilere yine önceden yüklenen ve her ışığın frekansına karşılık gelen direnç değerinin belirtildiği program yardımıyla her pikseldeki renk hızlıca tespit edilir ve işlenip resi

m oluşturulduktan sonra bu seferde LCD ekran üzerine düşürülerek kullanıcıya sunulur. 

       Işın bu panel üzerine gelmeden önce merceklerle odaklanır. Görüntünün fotoğraf makinesinde olduğundan daha parlak görünmesinin sebebi, ışın kırıcı gözlüklerde olduğu gibi bir tabaka ile kaplanarak renklerin bazı tonlarının elekten geçirilmesidir. Bu da daha parlak bir görüntü sağlar. Işın panel üzerine düştüğünde merceklerle görüntü tam sığdırılmış ve oldukça netleştirilmiş olur. Nasıl bir mercekle bir yere bakarken ya da merceğin bir kâğıt üzerine tutulup kâğıt yakılmak istendiğinde uygun odak uzaklığını bulmak için mercek ileri geri hareket ettirilir ya da dürbünle uzaklara bakıldığında görüntüyü netleştirmek için dürbünün mercek ayarlarıyla oynanır, fotoğraf makinesinin merceği de aynen öyledir.

Dijital kameralarla ilgili temel kavramlar: 

•  Çözünürlük

     Her karede kaç piksel olduğunu gösteren bu değer çektiğiniz fotoğrafın kalitesini belirlemektedir. Çözünürlük değerinin yüksekliği kaliteyi artıracaktır ancak fotoğrafın hafızada kapladığı alanı da artıracaktır. Çözünürlük değerleri sensör tipinin çözünürlük değerleridir. Fotoğraf makinelerinde CMOS ve CCD sensör olmak üzere iki tip sensör kullanılmaktadır. CCD daha çok enerji harcar, kolay ısınır, daha temiz ve kaliteli görüntü elde eder. CMOS ise daha az enerji harcar, ucuzdur, kolay üretilir fakat daha az kaliteli görüntüler elde eder.

• Genişleme yuvası

    Dijital kameraların çözünürlükleri yüksek fakat iç hafızaları düşük olduğundan fotoğraf çekme kapasiteleri tamamen hafıza kartlarına bağlıdır. 6 MP’lik bir resim yaklaşık 2,7 MB alan kaplayacaktır. Bu durumda 32 MB iç hafızası olan bir makine ile 11 tane resim çekebilirsiniz. Fakat bu cihaza 1 GB’lik hafıza kartı takarsanız çekebileceğiniz fotoğraf sayısı 380’e çıkacaktır. Hafıza kartları çeşitli türlerde olabilmektedir. Önemli olan cihaz hangi türde kartı kullanabiliyorsa o türde kart takmaktır. Secure digital (SD), compact flash (CF), multi media card (MMC) ve memory stick gibi farklı türlerde hafıza kartları bulunmaktadır.

•  Yakınlaşma (zoom) özelliği 

     Yakınlaşma özelliği optik ve dijital olmak üzere iki çeşittir. Optik yakınlaştırma, mercek ile yapılan gerçek yakınlaştırmadır. Merceğin biri görüntüyü yakınlaştırıp bir noktada odaklarken diğeri gelen görüntünün ilk mercekten geçtikten sonra ters dönmesinden dolayı hem görüntüyü düzeltir hem de gözün görebileceği şekilde odaklar. Tabi ki zoom miktarı arttıkça mercek sayısı ve hareket kabiliyetleri değişim gösterebilir. Ayrıca objektiflerdeki geniş açı da yapılan zoomla değişmektedir. Bu da fotoğrafınıza sığdırmak istediğiniz kare, siz zoom yaptıkça küçülüyor demektir. Optik yakınlaştırma resimde kalite kaybı oluşturmaz. Dijital yakınlaştırma ise yazılımsal yakınlaştırmadır. Kalite kaybına neden olur. Dolayısı ile bir fotoğraf makinesi alırken en önemli husus dijital zoom oranının yüksekliğinden ziyade, optik zoom oranının yüksekliğidir. Dijital yakınlaştırmanın diğer adı “interpolasyon”dur. Yazılım ile görüntüyü oluşturan pikseller arasına, tahminî piksel değerlerini oluşturarak resmi büyütmek anlamına gelir. Yazılım, kullandığı algoritmaya göre 44 ara değerleri tahmin eder. Ara değer tam olarak bilinemediğinden resmin kalitesinde bozulma olur. Mümkün olduğu sürece dijital yakınlaştırmanın kullanılması önerilmez. 

•  Diyafram 

      Diyafram kullanıcının gündüz veya gece, güneşli ya da kapalı havalarda en ideal fotoğrafı çekmesine imkân tanır. Diyaframın özelliği, mercek üzerine düşen ışığın miktarını, kapanıp açılarak ayarlayabilmesidir. Diyafram ışık yoğunluğunun fazla olması durumunda kapanır, az olması durumunda da açılarak genişler. Bu sayede kullanıcı, güneşli ve parlak bir havada da gece karanlıkta da benzer netliği yakalar. 

    DİJİTAL VİDEO KAMERALAR

     Dijital video kameralar vasıtası ile hareketli görüntüleri kaydedip görüntüler üzerinde çeşitli işlemler yapabilir ve bunları televizyon, projeksiyon gibi cihazlar vasıtası ile direkt olarak izleyebilirsiniz.

     Standart televizyon kamerası üç ana parçadan oluşur. Bunlardan birincisi lenstir. Lensler ve diğer optik elemanlar haricî optik sistem olarak da adlandırılır. İkinci parça ise görüntü aygıtlarıdır. CCD veya pickup tüp şeklinde olabilir. Bunlara dâhilî optik sistem de denir. Üçüncüsü ise LCD ekrandır. Kameranın ürettiği görüntüyü görmemizi sağlar.     

    Tüm dijital video kameralar aynı temel prensiple çalışır. Bu, optik görüntünün elektrik sinyaline, daha sonra televizyon aracılığıyla tekrar görünebilir hâle dönüştürülmesidir.

     Objeden yansıyan ışık lens tarafından toplanıp görüntü aygıtına (CCD veya pickup) toplanan ışığı odaklar. Görüntü aygıtı ışığı video sinyaline dönüştürür. Bu sinyal daha sonra tekrar işlenerek ekran görüntüsü oluşturulur. 

 Dijital video kameralarla ilgili temel kavramlar:
 Kayıt ortamı 

    Video kameralar MiniDV, DVD ve HDD gibi ortamlara kayıt yapabilmektedir. DVD ortamına yapılan kayıtları bilgisayar ve DVD okuyucularda doğrudan kullanabilirsiniz. Fakat DVD ortamına yapılan kayıtlarda, çekilen kayıt üzerinde düzenleme yapmak istediğinizde yapılan kayıt DVD üzerinde yapıldığından düzenleme yapamazsınız. Mini DV (kaset)’lerde 90 dakikaya kadar tek yüzlü DVD’lerde 60 dakikaya kadar kayıt yapılabilir. HDD ortamı kullanan kameralarda ise sabit diskin kapasitesine bağlı olarak bu süre değişecektir. Sabit 45 diskli kameraların fiyatları Mini DV ve DVD ortamına kayıt yapan kameralara göre daha yüksektir.

    Kasetlere (mini DV) yaptığınız kayıtları MPEG kartı denilen görüntü aktarma kartları ile bilgisayar ortamına aktarabilirsiniz. DVD ya da HDD ortamına yaptığınız kayıtları ise avi, mpeg, mov gibi farklı formatlara dönüştürebilirsiniz. 

  Lensler

   Lenslerin temel işlevi görüntü aygıtının önünde küçük ve temiz bir görüntü üretmektir. Genellikle video kameralar değişebilir odak uzaklıklı lenslere sahiptir. Lenslerin temel nitelikleri;

•   1.Odak uzaklığı, 
•   2.Odak noktası, 
•   3.Lens açıklığı, 
•   4.Alan derinliğidir.

     Lenslerde odak uzaklığı, üretilecek görüntünün ne kadar dar veya geniş bir alanın çerçeve içerisine alınacağı konusunda belirleyicidir. Ayrıca odak uzaklığı, nesnenin / nesnelerin ne kadar büyük / küçük görüneceğini de belirler. Lensler,

•   Geniş açılı (narrow angle), 
•  Dar açılı (wide angle), 
•  Normal 
• Değişebilir odak uzaklıklı (zoom) olmak üzere sınıflandırılabilir.

      Geniş açılı bir lens, geniş bir görüş açısı sağlar. Geniş açılı lenslerde, perspektif yığılmalar açısından nesne / nesneler birbirlerine gerçekte olduğundan daha uzak algılanır. Bu sebepten geniş açılı lenslerde kameraya yapılan yatay hareketler gerçekte olduğundan yavaş, kameraya dikey yapılan hareketler ise gerçekte olduğundan hızlı algılanır. 

    Dar açılı lenslerde ise durum geniş açılı lenslerdekinin tam tersidir. Dar açılı bir lens dar bir görüş açısı sağlarken perspektif yığılmalar açısından nesneler birbirlerine olduğundan daha yakın görünür. Bundan dolayı kameraya yapılan yatay hareketlerde nesne gerçekte olduğundan hızlı, dikey hareketlerde ise gerçekte olduğundan yavaş algılanacaktır. Normal lensler ise perspektif yığılmaları insan gözünün gördüğüne yakın veren lenslerdir. Bir lensin geniş, dar veya normal açılı olmasını belirleyen filmin köşebentleri ve odak uzaklığıyla ilgilidir.

     Zoom lens, değişebilir odak uzaklığı sayesinde dar ve geniş açılı lensin özelliklerine sahiptir. 

Bilgisayar Kamerası (Webcam)

     Bilgisayara resim ve görüntüyü aktarmak için kullanılan donanım birimidir. WebCam ile evde video ve resimler çekmek, ayrıca internet alt yapısını kullanarak görüntülü konuşmak mümkündür. Bunun için birçok üretici WebCam üzerine tümleşik olarak 

    WebCamler’de görüntüyü yakalamak için optik sensörler kullanılır. Sensörlerin üzerinde binlerce küçük optik (ışık) algılayıcı vardır. Bu algılayıcılar dışarıdan gelen ışığı elektriksel işarete dönüştürdükten sonra sayısala çevirip bilgisayara gönderir, böylece görüntü elde edilir. Bir sensör üzerinde ne kadar çok algılayıcı varsa görüntüye ait o kadar çok ayrıntı algılanabilir.

   WebCam’ler kullanılan sensör tipine göre CMOS ve CCD olmak üzere ikiye ayrılır. CCD daha çok enerji harcar, kolay ısınır, daha temiz ve kaliteli görüntü elde eder. CMOS ise daha az enerji harcar, ucuzdur, kolay üretilir fakat daha gürültülü (görüntü üzerinde istenmeyen noktacıklar) ve daha az kaliteli görüntüler elde eder.

 WebCam’lerle ilgili temel kavramlar:
  Çözünürlük 

    Sensör üzerindeki algılayıcı miktarını gösterir. Mega piksel (MP) olarak değerlendirilir. Ne kadar çok olursa o kadar iyi ve ayrıntıların yer aldığı görüntüler elde edilir. Günümüzde gerçek sensör çözünürlüğü maksimum 1.3MP civarı çeşitli WebCam’ler bulunmaktadır. Resim ve videoların ayrı ayrı çözünürlüğü vardır. Genelde resimlerin çözünürlüğü videolara göre daha yüksektir fakat bazen aynı olabilmektedir. Videolarda çözünürlüğün az olmasının nedeni saniyede alınan görüntü sayısını artırmaktır. Pahalı kameralarda video çözünürlüğü ve saniyedeki görüntü sayısı çok daha iyi olmaktadır.

     Gece aydınlatmalı LED ışıklar

       Gece görüntü almaya yardımcı çeşitli sayıda LED lambalara sahip WebCam’ler, aydınlığı düşük ortamlarda daha iyi görüntüler elde etmek için kullanılabilir.

  Zoom (Büyütme) 

    Görüntüyü daha da büyütmek için gerekli bir özelliktir. 4x, 10x gibi değerler alır. Örneğin 4x değeri, görüntüyü 4 kat büyütebilir demektir.

 FPS (Frame per second) 

   Webcam’in saniyede yakaladığı görüntü sayısını gösterir. Ne kadar çok olursa görüntü ve video kaydı o kadar mükemmel olur. Günümüzde 15, 30, 60 gibi fps oranlarına sahip WebCam’ler vardır.

KAYNAKÇA

• MEGEP
• CHİP ONLİNE
• TURKMMO FOTUM
• ARAS FOTO
• LETS GO DİJİTAL