Actualice su navegador.

Su navegador no soporta los estándares web actuales. Por consiguiente, pueden producirse errores y acciones inesperadas en la página web. Para utilizar esta página web sin ningún impedimento, le recomendamos actualizar el navegador.

Actualice su navegador.

Su navegador no soporta los estándares web actuales. Por consiguiente, pueden producirse errores y acciones inesperadas en la página web. Para utilizar esta página web sin ningún impedimento, le recomendamos actualizar el navegador.

Fisiología del ojo

El ojo como sistema óptico

Presentar el ojo sencillamente como un sistema óptico, no basta para describir en qué consiste la percepción visual del ser humano. El resultado en sí de la percepción no se encuentra en la imagen del entorno sobre la retina, sino en la interpretación de esta imagen; en la diferenciación entre objetos con propiedades constantes y la variabilidad de su entorno.

Sistema óptico

Sistema óptico

Aberración esférica. Objetos proyectados quedan deformados por la curvatura de la retina.

Sistema óptico

Aberración cromática. Imagen borrosa por la refracción diferente de los colores espectrales

Ojo y cámara

Un principio para la interpretación del procedimiento de percepción es la comparación del ojo con una cámara: En el caso de la cámara se proyecta, a través de un sistema ajustable de lentes, la imagen invertida de un objeto sobre una película; un diafragma se ocupa de la regulación de la cantidad de luz. Después del revelado y la reversión al efectuar la ampliación, se obtiene finalmente una imagen visible, bidimensional, del objeto. Del mismo modo, en el ojo se proyecta sobre el fondo ocular a través de una lente deformable una imagen invertida, el iris toma la función del diafragma y la retina la del papel de la película. Por la retina se transporta la imagen, a través del nervio óptico, al cerebro, para que allí finalmente pueda recuperar su posición inicial y hacerse consciente en una determinada zona, la corteza visual.
En cuanto al ojo existen diferencias entre la percepción real y la imagen en la retina. Esto tiene que ver con la deformación espacial de la imagen mediante la proyección sobre la superficie deformada de la retina, y con la aberración cromática - la luz de distintas longitudes de onda también se refracta distintamente, de modo que se crean anillos de Newton alrededor de los objetos. Pero todos estos defectos son eliminados durante la transformación de la imagen en el cerebro.

Sistema óptico

Percepción constante de una forma a pesar de la variación de la imagen retiniana por la perspectiva cambiante

Perspectiva

Si se perciben objetos de disposición localizada, se forman sobre la retina en perspectiva imágenes deformadas. Así, por ejemplo, un rectángulo visto en ángulo produce una imagen retiniana trapecial. Pero esta imagen también podría haberse producido por una superficie trapecial, vista frontalmente. Se percibe una única forma, el rectángulo, que realmente ha provocado esta imagen. Incluso cuando el observador u objeto se mueven, perdura esta percepción de forma rectangular constante, aunque la forma de la imagen proyectada de la retina varía ahora constantemente por la cambiante perspectiva.

Receptores

Receptores

Receptores

Hay dos tipos diferentes de receptores: son el cono y el bastoncillo. Tampoco la distribución espacial es uniforme. Sólo en un punto, el llamado "punto ciego", no hay receptores, debido a que allí desemboca el nervio óptico a la retina.

Receptores

Cantidad N de conos y bastoncillos sobre el fondo ocular en función del ángulo visual.

Densidad de receptores

Por otro lado, existe también una zona con una densidad receptora muy elevada, un área denominada fóvea, que se encuentra en el foco de la lente. En esta zona central se encuentra una cantidad extremadamente elevada de conos, mientras que la densidad de conos hacia la periferia disminuye considerablemente. Allí se encuentran los bastoncillos, inexistentes en la fóvea.

Receptores

Sensibilidad relativa a la luz de conos V y bastoncillos V' en función de la longitud de onda.

Bastoncillos

El histórico - evolutivamente más antiguo de estos sistemas - está formado por los bastoncillos. Sus propiedades especiales consisten en una sensibilidad luminosa muy elevada y una gran capacidad perceptiva para los movimientos por todo el campo visual. Por otro lado, mediante los bastoncillos no es posible ver en color; la precisión de la vista es baja, y no se pueden fijar objetos, es decir, observarlos en el centro del campo visual más detenidamente.. Debido a la gran sensibilidad a la luz, el sistema de bastoncillos se activa para ver de noche por debajo de aproximadamente 1 lux; las singularidades de ver de noche - sobre todo la desaparición de colores, la baja precisión visual y la mejor visibilidad de objetos poco luminosos en la periferia del campo visual - se explican por las propiedades del sistema de bastoncillos.

Receptores

Sensibilidad espectral a los colores de los conos en función de la longitud de onda

Conos

Los conos forman un sistema con diferentes propiedades que determina la visión con mayores intensidades luminosas, es decir, durante el día o con iluminación artificial. El sistema de conos dispone de una sensibilidad luminosa baja, y está sobre todo concentrado en el área central alrededor de la fóvea. Pero posibilita ver colores, teniendo también una gran precisión visual al observar objetos, que son fijados, es decir, su imagen cae en la fóvea. Contrariamente a como se ve con bastoncillos, no se percibe todo el campo visual de modo uniforme; el punto esencial de la percepción se encuentra en su centro. No obstante, la periferia del campo visual no está totalmente exenta de influencia; si allí se perciben fenómenos interesantes, la mirada se dirige automáticamente hacia ese punto, que luego se retrata y percibe con más exactitud en la fóvea. Un motivo esencial para este desplazamiento de la dirección visual es, además de movimientos que se presentan y colores o motivos llamativos, la existencia de elevadas luminancias, es decir, la mirada y la atención del hombre se dejan dirigir por la luz.

Adaptación

Adaptación

Iluminancias E y luminancias L típicas bajo luz natural y luz artificial

Adaptación

Día y noche

Una de las facultades más notables del ojo es su capacidad de adaptarse a diferentes situaciones de iluminación; percibimos nuestro entorno tanto bajo la luz de la luna como bajo la del sol, con diferencias de iluminancia del orden de 100000. Esta facultad del ojo se extiende incluso sobre un campo aún mayor: una estrella en el cielo nocturno, muy poco luminosa, se puede percibir, aunque en el ojo sólo alcanza una iluminancia de 10-12 lux.

Adaptación

Márgenes de la luminancia L de la visión escotópica (1), visión mesópica (2) y de la visión fotópica (3). Luminancias (4) y luminancias preferentes (5) en espacios interiores. Umbral de visión absoluto (6) y umbral del deslumbramiento absoluto (7)

Luminancia

Esta capacidad de adaptación se origina sólo por una parte muy pequeña mediante la pupila, que regula la incidencia; la mayor parte de la capacidad de adaptación la aporta la retina. Aquí se cubren por el sistema de bastoncillos y conos campos de distinta intensidad luminosa; el sistema de bastoncillos es efectivo en el campo de la visión nocturna (visión escotópica), los conos posibilitan la visión diurna (visión fotópica), mientras que en el período de transición de la visión crepuscular (visión mesópica) ambos sistemas receptores están activados.
Aunque la visión es posible sobre un campo muy grande de luminancias, existen, para la percepción de contrastes en cada una de las distintas situaciones de iluminación, claramente unas limitaciones más estrechas. La razón estriba en que el ojo no puede cubrir de una vez todo el campo de luminancias visibles, sino que en cada caso se tiene que adaptar a una determinada parte parcial más estrecha, donde entonces se hace posible una percepción diferenciada. Objetos que, para un estado determinado de adaptación, disponen de una luminancia demasiado elevada, deslumbran, o sea que tienen un efecto indiferenciadamente claro; objetos con luminancias demasiado bajas, en cambio, tienen un efecto indiferenciadamente oscuro.

Adaptación

Tiempo de adaptación

La nueva adaptación a situaciones más luminosas se desarrolla relativamente rápido, mientras que la adaptación a la oscuridad puede necesitar más tiempo. Ejemplos evidentes son las sensaciones de deslumbramiento que se producen con el cambio al salir de una sala oscura (por ejemplo, de un cine) a la luz del día o la ceguera transitoria al entrar en un espacio con una mínima iluminación, respectivamente. Tanto el hecho de que los contrastes de luminancia sólo pueden ser conformados por el ojo en un cierto volumen, como el hecho de que la adaptación a un nuevo nivel luminoso necesita tiempo, tienen consecuencias sobre la planificación de iluminación; así, por ejemplo, en la planificación consciente de la escala de luminancias en un espacio o en la adaptación de niveles luminosos en áreas vecinas.