¿Cuántos megapixels tiene nuestro ojo? (4º parte)
Más de un mes después de la tercera parte acabo por fin la serie esta de 4 artículos. Lo he estado retrasando porque he estado buscando imágenes para lo que iba a explicar, pero no las encuentro. La verdad es que apenas tengo tiempo libre, las fotos que he escaneado de los libros se ven fatal y no puedo empezar a navegar por internet para buscarlas. Tendrá que ser casi sin imágenes, entonces.
La verdad es que todo el pastel se descubrió en el último artículo, ya no hay más secretos, sólo aplicar lo que hemos dicho antes.
Recuerdo que nuestra visión nítida la realizamos gracias a la mácula, concretamente el centro de la mácula, una depresión llamada fóvea. En esta fóvea los receptores de luz (conos) están muy juntos, y permiten una gran nitidez
¿Y cómo medimos esa nitidez?. Ya hemos dicho que las medidas de resolución de monitores y cámaras son claramente inexactas: miden el número de pixels, cuando lo importante es la densidad. Así, la nitidez la medimos con un parámetro denominado “agudeza visual”. La agudeza visual queda determinada por el tamaño del detalle mínimo que nuestro ojo es capaz de visualizar. Algo que sea más pequeño que este umbral se nos escapa de nuestra visión.
Ahora bien, hay un parámetro fundamental: la distancia. Todo el mundo sabe que cuanto más alejamos un objeto menos detalles vemos de éste. Dicho de otra forma, cuanto más de cerca vemos algo, más resolución (hasta un límite, cuando el objeto es demasiado cercano no lo podemos enfocar).
Si el ojo fuera un sistema de proyección, la retina sería la pantalla donde proyecta la imagen. 2 puntos al azar de esta imagen entran al ojo y se proyectan en la retina. Aunque estos puntos se encuentren bastante juntos, mientras caigan sobre receptores diferentes, los interpretaremos como detalles diferentes. En la fóvea, la distancia mínima de los receptores es de 4 micras (una micra es la milésima parte de un milímetro). Ese es el umbral; dos puntos que al proyectarse en la retina quedan a 3 micras, por ejemplo, no se pueden ver como separados.
Pero quedémonos con el valor umbral, 2 puntos situados exactamente a 4 micras. Esos puntos de la imagen proyectada llegan a la retina a partir del sistema de enfoque. Este sistema de enfoque produce una imagen más pequeña e invertida (es decir, lo que está arriba se proyecta abajo y lo que está a la izquierda se proyecta a la derecha). Por tanto, si en la vida real el punto A está un poco más alto que B, en la retina B queda un poco más alto que A.
En el dibujo vemos los rayos proyectados. Vienen del exterior, se cruzan dentro del ojo y se proyectan en la retina. 2 rayos cualesquiera forman un ángulo. Cuanto más próximos entre sí están los objetos en el exterior, más pequeño es el ángulo, y más cerca se proyectan en la retina. Por otra parte, un objeto de un mismo tamaño, conforme lo alejamos del ojo, proyecta un ángulo más pequeño y los puntos en la retina están mas cerca (objeto lejano, peor resolución)
Con lo cual, para medir la calidad visual lo que se mantiene constante es el ángulo, no el tamaño del objeto. Como la distancia mínima entre 2 conos es de 4 micras, y conocemos las medidas y la potencia de la lente del ojo, hemos averiguado este ángulo, que es de 1 minuto (la circunferencia tiene 360 grados, y cada grado tiene 60 minutos)
Los rayos que entren con un ángulo menor de 1 minuto no los veremos como diferenciados, con lo que es precisamente este ángulo el que define la agudeza visual.
Es decir: ángulo mínimo = 1 minuto significa agudeza visual del 100%
Este ángulo abarca más distancia cuanto más lejos estemos del ojo. Es decir, el detalle más pequeño que podemos percibir tiene que ser más grande cuanto más lejos se encuentre.
En función de esto se han hecho las escalas de optotipos, esas figuras o letras que se proyectan para tomar la agudeza visual y graduar.
Como todo, la agudeza visual tal como la definimos tiene más factores que no hemos considerado, como el color, el contraste fondo-forma, etc. Por eso, cuando examinamos la agudeza visual procuramos estandarizar las demás variables: optotipos negros sobre fondo blanco, para maximizar el contraste.
Por supuesto, estoy hablando de estadística, no todo el mundo tiene exactamente 4 micras de separación entre los conos de la fóvea y por tanto un ángulo mínimo de exactamente 1 minuto. De hecho, es relativamente frecuente encontrar personas con un 110% o un 120% de visión. Yo soy capaz de ver un 150% con mi ojo bueno, y he conocido a un par de personas que son capaces de ver el 200% (me quedé impresionado, la verdad)
Por tanto, si queremos saber la longitud del detalle mínimo sólo tenemos que hacer lo mismo que hacen los proyectores de optotipos; resolver un simple problema matemático: un triángulo rectángulo que sabemos su cateto mayor (distancia objeto-ojo), su ángulo más pequeño (1 minuto) y tenemos que averiguar su cateto menor.
¿Y si nos acercamos mucho mucho a un objeto, cuál es el tamaño mínimo?. La solución, para los que quieren números concretos, sería 100 micras. Es decir, en el menor de los casos y con todas las condiciones favorables, podemos ver a un objeto de 0.1 milímetros. Que por cierto es el tamaño de la célula más grande del cuerpo humano, el mal llamado óvulo. Este último dato lo explico por un comentario que me hizo en su día un lector, eleremita. Quería saber la resolución máxima que haría falta para una hipotética realidar virtual que engañara al ojo humano. Bien, si los “pixeles” de esa realidad virtual fueran, por ejemplo, de medio milímetro (500 micras) sería insuficiente.
Por supuesto, para hacer una realidad virtual que nos engañara no sólo hace falta la resolución de imagen, eso sea posiblemente lo más fácil. Quedan detalles como profundidad de color. No se trata de cantidad de colores; el ojo humano apenas puede diferenciar 10 mil colores cuando un monitor de 32 bits ofrece muchos más; se trata de utilizar el color de forma “natural”, sin que quede artificiosamente. La iluminación y el juego de luces y sombras, por ejemplo también es difícil.
Más complicado es el movimiento, y la visión tridimensional. Y tampoco se puede hacer demasiado exacto. Lo mismo que en música un ritmo que hace una máquina se puede llegar a diferenciar del que hace un humano porque aquél es demasiado “perfecto”, lo mismo pasa con la imagen. Recibimos un caos de información por los ojos, mucha de ella borrosa y movida por el movimiento involuntario de los ojos y por pequeños cambios de acomodación. Estas imperfeccionas son inconscientes pero nos hacen enfocar y fijar la imagen continuamente. Si la imagen siempre estuviera enfocada y nítida, notaríamos que “algo” no va bien.
Sigue aca :
Parte 1ª :
Parte 2ª :
Parte 3ª :
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