Sinonim: Hacimli görme.

Stereopsis: Üç Boyutlu Vizyona Girmek

Görme alanı karmaşıktır; derinlik algısı etrafımızdaki dünyayı nasıl algıladığımızda bütünleyici bir rol oynar. Bu fenomenin merkezinde, parçalara ayrıldığında kökenleri ve özü hakkında fikir veren bir terim olan “stereopsis” vardır.

“Stereopsis” teriminin kökleri 20. yüzyılın başlarına kadar uzanır ve “üç boyutlu” anlamına gelen “stereo-” ön ekinden ve “görüntü” anlamına gelen Yunanca “opsis” kelimesinden türetilmiştir. Bu kombinasyon, temsil ettiği kavramı uygun bir şekilde tanımlamaktadır: çevremizin üç boyutlu görünümünü algılama yeteneği. ^[1]

Stereopsisin Arkasındaki Bilim

Stereopsis temel olarak nesneler arasındaki derinlik ve mekansal ilişkilerin algılanmasıdır. Bu algılama, üç boyutlu görüntülerin her gözde farklı perspektiflerle kaydedilmesiyle mümkün oluyor; bu duruma “çapraz ayrılma” adı veriliyor. Esasen, bir noktaya sabitlenir ve bundan uzaydaki diğer noktaların göreceli derinliği veya uzaklığı anlaşılır. Bu ayırt etme, sabit noktanın görüntüsünün retinada nasıl göründüğüne dayanır: nazal veya zamansal olarak sapıp sapmadığı.

Bir nesne yakın mesafede, özellikle de yaklaşık 6 metreden daha yakın olduğunda, temsili her retinada farklı görünür. Tersine, eğer sabitleme noktası uzaktaysa, uyarılar her iki retinadaki karşılık gelen bölgelere düşer. Belirli reseptörleri harekete geçiren, derinlik algısını kolaylaştıran şey, karşılık gelen retina alanlarındaki bu hizalanmadır.

Yapay Derinlik Algısı

Doğa bize derinlik algısı için doğal bir mekanizma sunarken, görsel bilim ve teknolojideki ilerlemeler, iki boyutlu görüntüler kullanarak mekan algısını yapay olarak uyandıracak yöntemleri doğurdu. Böyle bir yöntem, stereoskopik kısmi görüntülerin her göze ayrı ayrı sunulmasını içerir. Bu kurulumda sol göz yalnızca sol görüntüyü görürken, sağ göz sağ görüntüyle sınırlıdır. İlginç bir şekilde, bu iki boyutlu konfigürasyonlarla bile beyin, üç boyutlu bir alanı algılamak üzere kandırılabiliyor. Bu yetenek, 3D filmlerden sanal gerçekliğe kadar pek çok modern görsel teknolojinin temelini oluşturuyor. ^[2]

Temelde stereopsis, gözlerimizin yakaladığı iki boyutlu görüntüler ile deneyimlediğimiz üç boyutlu dünya arasındaki boşluğu dolduran insan görsel sisteminin inanılmaz yeteneklerinin bir kanıtıdır.

Stereopsis ve Kör Noktanın Telafi Edici Büyüsü

Kör noktaların yarattığı boşlukları sorunsuz bir şekilde doldurmayı nasıl başardığı dikkate alındığında, görsel sistemin karmaşıklığı tamamen ortaya çıkıyor. Optik diskte fotoreseptörlerin bulunmaması nedeniyle her gözümüzün kendine ait bir kör noktası olduğu göz önüne alındığında, görme alanımızda neden sürekli bir delik algılamadığımız merak konusu olabilir. Bu kesintisiz algı, stereopsisi (her gözün gördüğü biraz farklı görüntülere dayalı olarak derinliği algılama yeteneği) göz önüne aldığımızda daha da ilgi çekici hale gelir. İşte stereopsisin kör noktayı tespit etme ve doldurmada nasıl bir rol oynadığı.

Stereopsis Bağlamında Kör Noktayı Anlamak

Binoküler Örtüşme: Stereopsis temel olarak iki gözün bir nesneyi biraz farklı açılardan gördüğü ve beyne farklı görüntüler gönderdiği binoküler görüş ilkesine dayanır. Bu varyasyonlar derinlik ipuçları sağlar. Daha da önemlisi, iki gözümüzün kör noktaları, her iki gözde biraz farklı konumlarda yer aldığından, genellikle görüş alanımızda örtüşmez. Dolayısıyla bir gözde belirli bir noktada kör nokta olabilirken diğer göz genellikle eksik bilgiyi sağlayarak eksikliği telafi eder. Bu binoküler örtüşme, normal görüş koşullarında kör noktanın neredeyse tespit edilemez hale getirilmesine yardımcı olur ^[3].

Beynin Yorumlayıcı Doldurması: Binoküler örtüşme, kör noktayı maskelemede önemli bir rol oynasa da, beynin doğuştan gelen enterpolasyon yeteneğinin de bu süreçte rolü vardır. Görsel korteks, kör noktayı çevreleyen bağlamı işler ve onu, bitişikteki görsel bilgilere dayanarak orada olması gerektiğini “tahmin ettiği” şeylerle doldurur. Bu tahmin, stereopsisin sağladığı ek derinlik bilgisi ile daha da doğru hale getirilmektedir ^[4].

Adaptasyon ve Öğrenme: Zamanla beynimiz kör noktanın varlığını öğrenir ve ona uyum sağlar. Yaşamımız boyunca çeşitli görsel senaryolara sürekli olarak maruz kaldığımızda beynimiz, kör noktadan kaynaklanan “eksik” görsel verileri telafi etmek için çevredeki retinadan ve diğer gözden gelen bilgileri kullanma konusunda verimli hale gelir.

Temelde stereopsis ile beynin görsel verileri yorumlama ve tahmin etme yeteneğinin kesişmesi, günlük yaşamda kör noktalarımızın farkedilmez kalmasını sağlayarak sürekli ve bütünsel bir görsel deneyime olanak tanır.

Tarih

Stereopsis Yolculuğu: Derinlik Algısının Evriminin İzini Sürmek

Derinliği ve mekansal ilişkileri anlamak hayatta kalma, yön bulma ve çevreyle etkileşim için çok önemlidir. Stereopsis olarak bilinen insanın binoküler görme yoluyla derinliği algılama yeteneğinin hem evrimsel kökenleri hem de bilimsel keşfi açısından zengin bir geçmişi vardır.

Erken Başlangıçlar: Evrimsel Kökenler

Stereopsisin evrimsel kökleri, erken türlere sunduğu avantajlara kadar izlenebilmektedir. Binoküler görüş geliştiren hayvanlar, avlanma, yiyecek arama ve yırtıcı hayvanlardan kaçınma gibi görevlerde rekabet avantajına sahipti. Gözleri başın ön tarafında (yanların aksine) bulunan bu türler, nesnelerin, özellikle de yakındakilerin mesafesini daha iyi ölçebilirler. Zamanla binoküler görmenin sağladığı avantajlar, bunun primatlar ve insanlar da dahil olmak üzere birçok türde yaygın bir özellik haline gelmesini sağladı.

Stereopsisin veya binoküler derinlik algısının tarihi eski Yunanlılara kadar uzanabilir. MÖ 4. yüzyılda Aristoteles, nesneleri iki gözle üç boyutlu görme olgusunu yazmıştı. Ancak stereopsisin bilimsel temeli ilk kez 19. yüzyıla kadar anlaşılmadı.

17.-18. Yüzyıl: İlk Anlayışlar

Stereopsisi anlamanın temelleri, 17. yüzyılda aralarında René Descartes ve John Locke’un da bulunduğu bilim insanları ve filozofların, sol ve sağ gözlerle görülen görüntüler arasındaki farklılıkları fark etmesiyle başladı. Kesin mekanizmalar henüz keşfedilmemiş olsa da, bu eşitsizliklerin derinlik algısında rol oynadığına inanılıyordu.

19. Yüzyıl: Atılımlar ve Stereoskoplar

19. Yüzyılda stereopsisin anlaşılmasında önemli ilerlemeler kaydedildi. İngiliz bilim adamı Sir Charles Wheatstone, bu alandaki öncü araştırmalarla tanınır. 1838’de “stereopsis” terimini tanıttı ve her göze bir tane olmak üzere biraz farklı iki görüntü sunarak 3 boyutlu görmenin ilkelerini gösteren bir cihaz olan ilk stereoskop’u sundu ^[5].

Kısa bir süre sonra, 1840’larda ve 1850’lerde stereoskop, insanların üç boyutlu görünen fotoğrafları izlemesiyle popüler bir eğlence biçimi haline geldi. Bu popülerleştirme, fenomenle ilgili daha fazla araştırma yapılmasının teşvik edilmesinde rol oynadı.

20. Yüzyıl: Sinir Temelleri

Wheatstone’un keşfi stereopsise olan ilginin artmasına neden oldu ve birçok araştırmacı bunun nasıl çalıştığını araştırmaya başladı. 20. yüzyılın başlarında Alman psikolog Ewald Hering, bugün hala geniş çapta kabul gören bir stereopsis teorisi önerdi. Hering’in teorisi, stereopsisin iki mekanizmaya dayandığını belirtir: binoküler eşitsizlik ve retinal yazışma.

Binoküler eşitsizlik, iki gözün bir nesneyi gördüğü açılardaki farktır. Bu fark gözlerin birbirinden birkaç santimetre uzakta olmasından kaynaklanmaktadır. Retina yazışması, beynin iki gözden gelen görüntüleri eşleştirme sürecidir. Bu eşleştirme işlemi stereopsis için çok önemlidir çünkü beynin bir nesnenin derinliğini belirlemesine olanak tanır.

Hering’in teorisinin öne sürülmesinden bu yana geçen yıllarda stereopsis anlayışımız gelişmeye devam etti. Araştırmacılar, göz yakınsaması ve akomodasyon gibi stereopsise katkıda bulunan başka faktörlerin de olduğunu keşfettiler. Ayrıca stereopsisi incelemek için rastgele nokta stereogramları gibi yeni teknikler de geliştirdiler.

20. yüzyılda stereopsisin altında yatan sinir mekanizmalarının keşfedildiği görüldü. Araştırmacılar, beynin iki gözden alınan görüntüler arasındaki farklılıkları nasıl işlediğini anlamaya çalıştı. Hubel ve Wiesel’in 1960’larda yaptığı öncü çalışma, görsel kortekste (“stereoskopik derinlik hücreleri” veya “binoküler eşitsizlik hücreleri” olarak bilinir) bu eşitsizliklere özel olarak yanıt veren özel hücrelerin ortaya çıktığını ortaya çıkardı ^[6]. Keşifleri, stereopsisin sinirsel işleyişine ilişkin anlayışı temelden yeniden şekillendirdi ve onlara 1981’de Nobel Ödülü’nü kazandırdı.

20. Yüzyıl Sonu ve 21. Yüzyıl Başı: Modern Uygulamalar

Stereopsisin ilkeleri çeşitli modern teknolojilerde uygulama alanı buldu. 3D filmlerin, sanal gerçekliğin ve artırılmış gerçeklik sistemlerinin yeniden dirilişi, derinlik, sürükleyicilik ve mekansal farkındalık hissi yaratmak için stereoskopik görüş ilkelerine dayanıyor.

• MÖ 4. yüzyıl: Aristoteles, nesneleri her iki gözle üç boyutlu görme olgusundan bahseder.
• 1838: Charles Wheatstone stereoskobu icat etti.
• 1905: Ewald Hering stereopsis teorisini önerdi.
• 1960’lar: Bela Julesz rastgele noktalı stereogramları icat etti.
• 1990’lar: Dijital stereoskopik ekranların geliştirilmesi.
• Günümüz: Stereopsis, 3D filmler ve video oyunları, tıbbi araştırmalar ve robotik gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.

Kaynak

1. “Stereopsis.” Etymology Dictionary.
2. Howard, I. P., & Rogers, B. J. (2012). Perceiving in Depth, Volume 2: Stereoscopic Vision. Oxford University Press.
3. Howard, I. P., & Rogers, B. J. (2012). Perceiving in Depth, Volume 2: Stereoscopic Vision. Oxford University Press.
4. Ramachandran, V. S., & Gregory, R. L. (1991). Perceptual filling in of artificially induced scotomas in human vision. Nature, 350(6320), 699-702.
5. Wade, N. J. (2007). Stereoscopic vision: The origins of stereopsis. Clin Exp Optom, 90(3), 207-217.
6. Hubel, D. H., & Wiesel, T. N. (1968). Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. The Journal of physiology, 195(1), 215-243.