Fovea

Sözlük | canakci | Temmuz 6, 2011 at 7:03 pm

Gözlerimiz Fovea'sı sayesinde etrafımızdaki 360 derece alanın sadece 2 derecesini hassas olarak görebiliyor. Onda da renk tayfı sınırlı. Kırmızıdan berisini, menekşeden ilerisini göremiyor. Saniyede 25 kareden yüksek hızı algılamıyor. Çözünürlüğü ise kağıda ve ekran baskı kalitemizden düşük

Fiziksel dünyanın zihnimize açılan en önemli kapısı. Beş duyumuzdan ilkinin (ki diğerlerinin tümüne bedeldir), görme görüş alanımızın en bi odak noktasının merkezidir Fovea Centralis. . Gözbebeğimizin tam arkasında, retinanın tam ortasında odak noktasındaki sarı noktanın(makulanın) merkezindeki çukur. Kan damarlarının birbirine kavuştuğu optik disk denilen bölgenin yakınında yaklaşık 5mm çapında, iki veya daha fazla ganglion hücresi tabakası bulunan, parafovea ve perifovea bölgelerinden oluşan konik hücrelerin en fazla yoğunlaştığı bir noktadır makula. İşte görüş açımızdaki görmekten elde ettiğimiz bilginin %50′den fazlası Makula denilen bu sarı noktanın tam ortasındaki fovea denilen 1mm çapındaki o küçük bölgeden gelir.

Merkezin etrafında parafovea kuşağı, onun da dışında perifovea bölgesi bulunur. Görme alanımız içinde en küçük ayrıntısına kadar izleyebildiğimiz tek keskin görüş bölgemiz burasıdır. Parafovea’da ganglion hücreleri hem en yoğun, hem de 5 sıradan fazladır. Dışa çıkıldıkça azalır. Perifovea’da 2-4 sıraya kadar düşer. Burada görme aktivitesi iç bölgeye göre oldukça azdır. Konik hücre yoğunluğu da 100 mikrometrekarenin içinde 12×50 gibidir. Parafovea bölgesi merkezden 1.2mm uzağa kadar iken perifovea fovea centralis’den 2.7mm kadar gider.

Gözün iç yapısı bedenimizdeki en sofistike organlardan biri gibi görünür. Ama esas görüntü algılayıcı olan retina tabakasının %99 kadar bir alanı görüntünün %50'den az bir kısmını algılayabilir. O da düşük çözünürlük yüksek kayıplı sıkıştırılmış görüntü olarak


İnsan gözü foveasının toplam çapı 1mm kadar olan merkezinde konik fotoreseptörler yoğundur. 0.2mm çapındaki “foveola” denilen merkezde ise sadece koni reseptörler bulunur, çubuk hücre ise nerede ise hiç yoktur. İnsanların da dahil olduğu primatların foveasında merkez çok kompakt şekilde yerleşen çok ince çubuğumsu koni fotoreseptörlerden oluşur iken dışa çıkıldıkça reseptörlerin yoğunluğu azalır. Ganglion hücrelerinin fotoreseptörlere oranı 2.5 kadar olup, hemen her ganglion hücresi işlediği bilgiyi tek reseptörden alır ve her koni reseptör 1-3 arası ganglion hücresine bilgi besler.

Retina alanının sadece %1 kadarını kapsayan fovea’nın beynimizdeki görme korteksinin %50′den fazlasını meşgul ettiği ve beynimize ulaşan görme bilgisinin en önemli yarısından fazlasını temsil ettiğini biliyoruz. Bu bilgi görüş alanımızın merkezinden 4-8 derece uzakta olup sadece 2 derece kadar bir açıklığı kapsar. Yani arkamızda gözümüz yok ama önümüdeki 180 derece açının da bir bakışta esas olarak sadece 2 derecesini (yani doksanda birini) görebiliyoruz. Kolboyu uzağımızdaki bir cismin iki başparmak tırnağı kalınlığındaki kısmına denk geliyor. Ya da altmış cm uzaktan okuduğumuz bir kitap sayfasının yaklaşık bir kelime boyu kadarıdır. Gözümüzü hareket ettirmeye gerek duymadan bir kelimeden fazlasını okuyamamaktayız.

Fovea’nın çözünürlüğü çok yüksek midir?

Kedilerin gözleri pek çok bakımdan bizimkilere göre daha yetenekli. Ama biz de yarım yüzyıldan bu yana onunkilerden çok daha yetenekli kameralar üretebiliyoruz.

Hayır, bunu söylemek kesinlikle mümkün değil.
Elektronik cihazlarımızla bir karşılaştırma yapmak gerekirse şu anda UHDTV kameralarda ulaşılan yüksek renk derinliğinde 7680×4320 pixel yoğunluğu ve saniyede 120 defa tazelenme hızı fovea’mızın kapasite ve hızıyla karşılaştırıldığında çok yüksek kalmaktadır. Yani eğer görüntü aktarım işini doğrudan insanların gözlerindeki gangliyon hücrelerine bağlanarak yapabiliyor olsa idik şimdi gerek duyulanın çok çok altında bir bant genişliği ve bilgi işlem kapasitesi yeterli olabilecekti. Hücrelerimizin bilgi algılama ve aktarma hızı silikon devrelere göre çok çok yavaş kalmaktadır. Toplam kapasitesi de çok sınırlıdır. Ama silikon devrelere doğrudan bağlanabilmemizi sağlayan arayüzler olmadığından şimdilik insanlara görsel bilgi aktarımını bire bin verimsizliklere katlanarak yapmak zorundayız.

Halen kağıda baskıda 600-1000 DPI (milimetreye 25- 40 nokta) en yaygın olarak kullanılıyor. Ekrana baskıda da ise buna oldukça yaklaşılmış bir durumda (Halen en yüksek 326 PPI ile iPhone4 – milimetreye 13 nokta). Göz için bu kadar yüksek miktarda nokta renk ışıklılık bilgisini sürekli toplayıp aktarıyoruz, ama gözler bu aktarılan bilginin çok az bir kısmını görüp algılayabilir bir durumda.

Eğer insan gözünü bir PTZ (Pan/Tilt/Zoom) kamera gibi düşünecek olursak görüntü çözünürlüğünün bir megapikselin çok altında olacağını ve karşısındaki objenin anlamlı bir tanımını yapabilmek için sürekli pan (soldan sağa tarama), tilt(yukarı aşağı tarama), ve zum (merkeze odaklanma) gerektireceği ve enerjisinin çoğunu motorlara (kaslara) harcaması gerekeceği, ve bu yüzden çok da gecikeceğini hesaba katmalıyız.

Gözlerimiz biyolojik evrimleşme sonucu ulaşılabilen en ileri noktayı temsil eder. Ama teknolojik olarak kusursuz olduğu söylenemez.


Eğer ileride bir gün insan gözündeki fovea’da bulunan konik fotoreseptör hücrelerine doğrudan bağlanmamız ve etrafı kamera yerine doğrudan bir insanın organik gözünden gelen bilgilerle algılamamız gerekirse bunun inorganik silikon hücreli elektronik kamerası olan robotlara göre çok ciddi dezavantaj olacağı kesindir.

Belki de gelecekteki torunlarımızın kendi fiziksel yeteneklerini robotlara yakın bir boyuta geliştirebilmek üzere mecburen inorganik silikon hücrelere ve cihazlara gerek duyacağı, ve bu yüzden gerek kendi genetikleriyle oynayarak, gerekse de nanoteknoloji ürünü protezler kullanarak yarı organik mutant yaratıklar haline geleceği düşünülebilir.

Yorum gönder

Yorum göndermek için giriş yapmalısınız.