Işık alanı, ışığın uzayda taradığı alan miktarıdır. Michael Faraday bu konudan bahseden ilk kişidir. Faraday'a göre ışık da manyetik alan gibi alan ile yorumlanmalıydı. ışık alanı ifadesi Arun Gershun tarafından 3boyutlu uzayda ışığın radyometrik özellikleri adlı makalesinde ortaya çıkmıştır (1936). Bu ifade sonradan araştırmacılar tarafından bilgisayar grafiklerinde tekrar tanımlanmıştır.
5 boyutlu plenoptik fonksiyon
Eğer konsept geometrik optikle sınırlı ise-örneğin, tutarsız ışık ve ışığın dalgaboyundan büyük dalgaboyuna sahip cisimler- ışığın asıl taşıyıcısı ışık demetidir. Bir ışık demetinde yol alan ışık miktarı parlaklıktır, L ile gösterilir ve (sr), watt (W) ve metre kare (m²) ile ölüçülür. Burada steradian katı açının ölçü birimidir ve metre kare yanal alanın ölçü birmidir.
Üç boyutlu düzlemde, değişime uğramamış ışıkların aydınlatmasıyla oluşan ışık demetindeki parlaklık plenoptic fonksiyon olarak adlandırılır. Plenoptic fonksiyon bilgisayar uzgörüşü ve bilgisayar grafiklerinde kullanılmak üzere idealleştirilmiş olup, herhangi bir zamanda herhangi bir yerden herhangi bir noktadaki görüntüyü ifade edebilmek için kullanılır. Aslında pratik bilgisayarlamada hiç kullanılmamıştır, ama konsept olarak görüş ve grafikteki diğer konseptlerin anlaşılmasında çok yardımı olur. Uzaydaki ışık demetlaeri x, y ve z olarak ve and şeklindeki iki açıyla parametrize edilebilir.
Adelson gibi Gershun da ışık alanını uzaydaki 5 boyutlu fonksiyon ile tanımlamıştır. Ancak Gershun bu vektör toplamının, bir noktada çakısan her doğrultuda sonsuz vektör birleşimi gibi davrandığını dile getirmiştir.
Bu vektorlerin ışık toplamı veya tüm kürenin doğrultuları üzerindeki integral toplamı yapılması, o noktada tekil skalar bir toplam ışınma değeri ve bileşke doğrultusu buldurur. Sağdaki figürde, Gershun'un makalesinden yeniden türetilerek, bu hesaplamanın 2 ışık kaynağı kullanıldığı durumu gösterilmektedir. Bilgisayar grafiklerinde, 3 boyutlu düzlemdeki bu vektor-değerli fonksiyona vektor ışınım alanı denir. Işık alanındaki her bir vektör doğrultusu, çoğunluğu parlak bir şekilde aydınlatılmış oryantasyonlu olan düz bir yüzeyde yeniden yorumlanabilir.
Yüksek Boyutluluk
Zaman, dalgaboyu ve polarizasyon dalgaları açısının ek değişkenler olduğu, çökme foksiyonlarıdır.
4 Boyutlu Işık Alanı
Plenoptik fonksiyonlarda, ilgili bölge içbükey poligon maddesi(kubbe yapılmış el gibi düşünülebilir), o zaman ışığın, cisimden ayrıldığı noktadan engelleneceği diğer bir noktaya gidiş mesafesi çok kısa olucaktır. Böyle bir bölgedem bu fonksiyonu ölçebilecek pratik bir alet bulunmamaktadır..
Ancak, eğer kendimizi cismin dışındaki (öğütücü-parçalayıcı gibi düşünülebilir) ile sınırlandırırsak, dijital kamera ile birçok fotoğraf çekerek plenoptic fonksiyonu hesaplayabiliriz. Bu durumda fonksiyon fazla bilgi içerir, çünkü ışık demeti boyunca gerçekleşen ışınma uzunluğu boyunca sabit kalır. Cisme çarpan ışık demetindeki ışınma, cisimden geleninkiyle eşit değildir ancak cismin diğer tarafı eşittir. Hatta, bu fazla bilgi tam olarak tek boyutludur, 4 boyutlu fonksiyondan ayrıldığımıza göre, cisme gelen,çarpan ve yansıyan ışık demetini dahil etmemize gerek kalmadı. Bu fonksiyona bilgisayar grafiklerinde çalışan araştırmacılar 4boyutlu ışık alanı derken, Parry Moon bu fonksiyonu photic alan olarak dublajlamıştır. Formal olarak 4boyutlu ışık alanı boş uzayda ışık demetlerinin ışınım yapması olarak tanımlanmıştır.
Işık alanındaki ışık demetleri topluluğu birçok şekilde parametrize edilebilir, birkaç tanesi aşağıda gösterilmiştir. Bunlardan en bilindik olanı sağ tarafta gösterilen 2 yüzeyli parametrizasyondur. Bu parametrizasyon tüm ışık demetlerini temseil edemese de, örneğin iki yüzey birbine paralelken bu iki yüzeye paralel olan ışık demeti, perspektif görüntü açısından büyük avantaj sağlar. iki-yüzey ışık alanı st yüzeyinin perspektif görüntüsü, her gözlemci pozisyonundan alınan uv alanıdır. Işık alanı bu şekilde (light slab diye adlandırılır) parametrize edilir.
Light slab 4boyutlu ışık alanı, yakalanan 2boyutlu yüzeydeki bilgilerin dengidir demek değildir.
Ses Analoğu
Sesin 4 boyutlu ışıktaki analoğu ses alanı veya dalga alanı olarak bilinir. Bu analoğun parametrizasyonuna karşılık gelen Kirchoff-Helmholftz integralidir. Bu integral, engellerin varlığında, ses alanının zaman içerisindeki değişimini bölgedeki basınca bağlı olduğunu ifade eder. Bundan dolayı,zamandaki herhangi bir noktadaki 2 boyutlu bir bilgi ve geçen zaman da 3 boyutlu bir alandır.
Bu iki boyutluluk ışığın 4 boyutluluğuyla kıyaslandığında,ışık demetler halınde ilerlediğinden dolayı ve Huygens-Fresnel prensibinden ötürü küresel dalgalar halinde ilerleyen bir ses elde edilir: ses basitce her yönde genişlerken ışık tek yönde ilerler. Ancak bu ayrım gerçek değildir, çünkü ışık aynı zamanda dalgalar halinde de ilerler ve prensipte, boyutlarına indirgenebilir.
Işık Alanlarının Uygulamaları
Bilgasarsal görüntüleme dijital bilgisayarları kapsayan herhangi bir görüntü formatındaki metodlara verilen addır. Bu metodların birçoğu görünür dalgaboylarında çalışır ve birçoğu ışık alanları oluşturur. Işık alanı uygulamalarının tümü aşağıdaki listelenmiştir:
- Aydınlanım Mühendisliği: Gershun'un ışık alanlarında çalışma sebebi, yüzeyde gözlemlenen ışık şekillerinin aydınlanım çizgilerini türevleyebilmekti, Bir örneği sahda gösterilmiştir. Bunun daha modern bir çalışması da vardır. (Ashdown 1993).
- Işık alanı Oluşturumu : Bir görüntüdeki 4 boyutlu ışık alanından uygun şekilde 2 boyutlu dilimler alındığında, bunlardan birisi görüntüde ilginç izlenimler elde edbilir. (Levoy 1996; Gortler 1996) Işık alanı ve dilimlerinin parametre edilmesine bağlı olarak, bu izlenimler perspektif izdüşüm, ortografik izdüşüm, çapraz-yarık, lineer kameralar, multiperspektif veya harhangi bir izdüşüm türü olabilir. Işak alanı oluşturumu görüntü bazlı modellemenin bir formudur.
- Fotoğrafcılığı: integral toplamı yapılmasıyla, kameranın yakaladığı izlenimdeki ışık alanlarında bulunan 4 boyutlu uygun alt kümelerin, belirli gedikleri vardır. Böyle bir izlenimin belirli bir alan derinliği vardır. İntergral toplamı yapılmadan önceki ışık alanın kırpılması ve yolundan sapmasıyla, görüntüde birbirinden farklı fronto-pararlel ve eğimli düzleme odaklanabilir. Eğer ışık alanı elde kullanılır kamera ile yakalanmışsa, dijital kameranın çektiği fotoğrafa yeniden odaklanabilmesine olanak sağlar.
- 3 Boyutlu Görüntü: Işık alanlarının gösterilmesinde, fiziksel uzaydaki uygun olan ışık demetlerinin her örneğini saptayan teknoloji kullanılarak, orijinaline yakın görüntülemeler olan görsel otostereskopic efekt elde edilir. Dijital olmayan teknolojiler bu olayı , ve holografi içerenleriyle beraber yapar; dijital teknolojiler ise yüksek çözünürlüklü ekrana iliştirilmiş lensletlel içereni ile yapar. Eğer ikincisi video kamera ile birlikte kombin edilirse, farklı ışık alanlarında görüntü yakalayan ve gösteren bir araç olur.Bu önemli özellik 3boyutlu TV'lerde de kullanılmaktadır.
Holografik stereogramların sentetik imajinerinin görüntü jenerasyonu ve öndistorsiyonu, hesaplanan ilk ışık alanı örneklerindendir,algılaması ve sonrasında güdülenmesi, Levoy ve Hanrahan'ın işlerinde kulllanılmıştır (Halle 1991, 1994).
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Isik alani isigin uzayda taradigi alan miktaridir Michael Faraday bu konudan bahseden ilk kisidir Faraday a gore isik da manyetik alan gibi alan ile yorumlanmaliydi isik alani ifadesi Arun Gershun tarafindan 3boyutlu uzayda isigin radyometrik ozellikleri adli makalesinde ortaya cikmistir 1936 Bu ifade sonradan arastirmacilar tarafindan bilgisayar grafiklerinde tekrar tanimlanmistir 5 boyutlu plenoptik fonksiyonIsin boyunca parlaklik L buyuklugu kati acisi ve kesit alaniyla belirlenen bir tupte olabildigince duz yol alan isik demeti olarak ifade edilebilir Eger konsept geometrik optikle sinirli ise ornegin tutarsiz isik ve isigin dalgaboyundan buyuk dalgaboyuna sahip cisimler isigin asil tasiyicisi isik demetidir Bir isik demetinde yol alan isik miktari parlakliktir L ile gosterilir ve sr watt W ve metre kare m ile oluculur Burada steradian kati acinin olcu birimidir ve metre kare yanal alanin olcu birmidir 3 boyutlu uzaydaki bir isik demetinin x y z pozisyonlari ve 8 displaystyle theta ϕ displaystyle phi yonleri ile parametre edilisi Uc boyutlu duzlemde degisime ugramamis isiklarin aydinlatmasiyla olusan isik demetindeki parlaklik plenoptic fonksiyon olarak adlandirilir Plenoptic fonksiyon bilgisayar uzgorusu ve bilgisayar grafiklerinde kullanilmak uzere ideallestirilmis olup herhangi bir zamanda herhangi bir yerden herhangi bir noktadaki goruntuyu ifade edebilmek icin kullanilir Aslinda pratik bilgisayarlamada hic kullanilmamistir ama konsept olarak gorus ve grafikteki diger konseptlerin anlasilmasinda cok yardimi olur Uzaydaki isik demetlaeri x y ve z olarak ve 8 displaystyle theta and ϕ displaystyle phi seklindeki iki aciyla parametrize edilebilir 2 isik kaynagindan tureyen isininc vektorlerinin D1 displaystyle D 1 ve D2 displaystyle D 2 toplanmasi ile elde edlien sonuc vektorunun D displaystyle D sahip oldugu buyuklugu ve yonu sekilde gosterilmistir Gershun fig 17 Adelson gibi Gershun da isik alanini uzaydaki 5 boyutlu fonksiyon ile tanimlamistir Ancak Gershun bu vektor toplaminin bir noktada cakisan her dogrultuda sonsuz vektor birlesimi gibi davrandigini dile getirmistir Bu vektorlerin isik toplami veya tum kurenin dogrultulari uzerindeki integral toplami yapilmasi o noktada tekil skalar bir toplam isinma degeri ve bileske dogrultusu buldurur Sagdaki figurde Gershun un makalesinden yeniden turetilerek bu hesaplamanin 2 isik kaynagi kullanildigi durumu gosterilmektedir Bilgisayar grafiklerinde 3 boyutlu duzlemdeki bu vektor degerli fonksiyona vektor isinim alani denir Isik alanindaki her bir vektor dogrultusu cogunlugu parlak bir sekilde aydinlatilmis oryantasyonlu olan duz bir yuzeyde yeniden yorumlanabilir Yuksek Boyutluluk Zaman dalgaboyu ve polarizasyon dalgalari acisinin ek degiskenler oldugu cokme foksiyonlaridir 4 Boyutlu Isik AlaniRadiance along a ray remains constant if there are no blockers Plenoptik fonksiyonlarda ilgili bolge icbukey poligon maddesi kubbe yapilmis el gibi dusunulebilir o zaman isigin cisimden ayrildigi noktadan engellenecegi diger bir noktaya gidis mesafesi cok kisa olucaktir Boyle bir bolgedem bu fonksiyonu olcebilecek pratik bir alet bulunmamaktadir Ancak eger kendimizi cismin disindaki ogutucu parcalayici gibi dusunulebilir ile sinirlandirirsak dijital kamera ile bircok fotograf cekerek plenoptic fonksiyonu hesaplayabiliriz Bu durumda fonksiyon fazla bilgi icerir cunku isik demeti boyunca gerceklesen isinma uzunlugu boyunca sabit kalir Cisme carpan isik demetindeki isinma cisimden geleninkiyle esit degildir ancak cismin diger tarafi esittir Hatta bu fazla bilgi tam olarak tek boyutludur 4 boyutlu fonksiyondan ayrildigimiza gore cisme gelen carpan ve yansiyan isik demetini dahil etmemize gerek kalmadi Bu fonksiyona bilgisayar grafiklerinde calisan arastirmacilar 4boyutlu isik alani derken Parry Moon bu fonksiyonu photic alan olarak dublajlamistir Formal olarak 4boyutlu isik alani bos uzayda isik demetlerinin isinim yapmasi olarak tanimlanmistir Isik alanindaki isik demetleri toplulugu bircok sekilde parametrize edilebilir birkac tanesi asagida gosterilmistir Bunlardan en bilindik olani sag tarafta gosterilen 2 yuzeyli parametrizasyondur Bu parametrizasyon tum isik demetlerini temseil edemese de ornegin iki yuzey birbine paralelken bu iki yuzeye paralel olan isik demeti perspektif goruntu acisindan buyuk avantaj saglar iki yuzey isik alani st yuzeyinin perspektif goruntusu her gozlemci pozisyonundan alinan uv alanidir Isik alani bu sekilde light slab diye adlandirilir parametrize edilir Light slab 4boyutlu isik alani yakalanan 2boyutlu yuzeydeki bilgilerin dengidir demek degildir Some alternative parameterizations of the 4D light field which represents the flow of light through an empty region of three dimensional space Left points on a plane or curved surface and directions leaving each point Center pairs of points on the surface of a sphere Right pairs of points on two planes in general meaning any position Ses Analogu Sesin 4 boyutlu isiktaki analogu ses alani veya dalga alani olarak bilinir Bu analogun parametrizasyonuna karsilik gelen Kirchoff Helmholftz integralidir Bu integral engellerin varliginda ses alaninin zaman icerisindeki degisimini bolgedeki basinca bagli oldugunu ifade eder Bundan dolayi zamandaki herhangi bir noktadaki 2 boyutlu bir bilgi ve gecen zaman da 3 boyutlu bir alandir Bu iki boyutluluk isigin 4 boyutluluguyla kiyaslandiginda isik demetler halinde ilerlediginden dolayi ve Huygens Fresnel prensibinden oturu kuresel dalgalar halinde ilerleyen bir ses elde edilir ses basitce her yonde genislerken isik tek yonde ilerler Ancak bu ayrim gercek degildir cunku isik ayni zamanda dalgalar halinde de ilerler ve prensipte boyutlarina indirgenebilir Isik Alanlarinin UygulamalariBilgasarsal goruntuleme dijital bilgisayarlari kapsayan herhangi bir goruntu formatindaki metodlara verilen addir Bu metodlarin bircogu gorunur dalgaboylarinda calisir ve bircogu isik alanlari olusturur Isik alani uygulamalarinin tumu asagidaki listelenmistir A downward facing light source F F induces a light field whose irradiance vectors curve outwards Using calculus Gershun could compute the irradiance falling on points P1 P2 displaystyle P 1 P 2 on a surface Gershun fig 24 Aydinlanim Muhendisligi Gershun un isik alanlarinda calisma sebebi yuzeyde gozlemlenen isik sekillerinin aydinlanim cizgilerini turevleyebilmekti Bir ornegi sahda gosterilmistir Bunun daha modern bir calismasi da vardir Ashdown 1993 Isik alani Olusturumu Bir goruntudeki 4 boyutlu isik alanindan uygun sekilde 2 boyutlu dilimler alindiginda bunlardan birisi goruntude ilginc izlenimler elde edbilir Levoy 1996 Gortler 1996 Isik alani ve dilimlerinin parametre edilmesine bagli olarak bu izlenimler perspektif izdusum ortografik izdusum capraz yarik lineer kameralar multiperspektif veya harhangi bir izdusum turu olabilir Isak alani olusturumu goruntu bazli modellemenin bir formudur Fotografciligi integral toplami yapilmasiyla kameranin yakaladigi izlenimdeki isik alanlarinda bulunan 4 boyutlu uygun alt kumelerin belirli gedikleri vardir Boyle bir izlenimin belirli bir alan derinligi vardir Intergral toplami yapilmadan onceki isik alanin kirpilmasi ve yolundan sapmasiyla goruntude birbirinden farkli fronto pararlel ve egimli duzleme odaklanabilir Eger isik alani elde kullanilir kamera ile yakalanmissa dijital kameranin cektigi fotografa yeniden odaklanabilmesine olanak saglar 3 Boyutlu Goruntu Isik alanlarinin gosterilmesinde fiziksel uzaydaki uygun olan isik demetlerinin her ornegini saptayan teknoloji kullanilarak orijinaline yakin goruntulemeler olan gorsel otostereskopic efekt elde edilir Dijital olmayan teknolojiler bu olayi ve holografi icerenleriyle beraber yapar dijital teknolojiler ise yuksek cozunurluklu ekrana ilistirilmis lensletlel icereni ile yapar Eger ikincisi video kamera ile birlikte kombin edilirse farkli isik alanlarinda goruntu yakalayan ve gosteren bir arac olur Bu onemli ozellik 3boyutlu TV lerde de kullanilmaktadir Holografik stereogramlarin sentetik imajinerinin goruntu jenerasyonu ve ondistorsiyonu hesaplanan ilk isik alani orneklerindendir algilamasi ve sonrasinda gudulenmesi Levoy ve Hanrahan in islerinde kulllanilmistir Halle 1991 1994