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EL SISTEMA VISUAL HUMANOEl proceso visual humano es desarrollado, conjuntamente, por el ojo y el cerebro. Laestimulación de la retina producida por la radiación electromagnética es transformadaen impulsos eléctricos que son transmitidos por el nervio óptico al núcleo genicularlateral del cerebro y, posteriormente, al cortex visual, donde se desarrolla lainterpretación de la imagen.

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EL OJO HUMANOSe trata de una esfera de, aproximadamente, 2,3 cm de diámetro conformada por tresmembranas (esclerótica, coroides y retina). En la retina encontramos dos puntoscaracterísticos; la fóvea y el punto ciego. en la parte anterior se encuentran lasmembranas transparentes llamadas conjuntiva y córnea, así como una lente biconvexaque toma el nombre de cristalino. El iris es un músculo radial que puede modificar elq q pdiámetro de su abertura central, la pupila.

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COMPORTAMIENTO DEL OJO HUMANOEn cierta medida, su comportamiento se puede asemejar al de una cámara fotográfica.

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FUNCIONAMIENTO DEL OJO

MECANISMOS DEL SISTEMA VISUAL

OPTICOS

PROCESO DE ACOMODACION

PROCESO DE ADAPTACION

MECANISMOS PSICO QUIMICOS

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MECANISMOS PSICO‐QUIMICOS

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PROCESO DE ACOMODACION A LA DISTANCIASe trata de acomodar el ojo a la distancia al objeto. Se lleva a cabo mediante unavariación de la curvatura del cristalino para conseguir que la imagen del objetoobservado se sitúe en el plano de la fóvea.

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PROCESO DE ADAPTACION A LA CANTIDAD DE LUZEl iris es un músculo radial que puedo modificar el diámetro de su abertura centralllamada pupila, regulando el paso de más o menos flujo luminoso hacia la retina. Estavariación va acompañada de una modificación de la sensibilidad de la retina.

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PROCESO DE ADAPTACIONLa absorción por el ojo de la energía se realiza gracias a unas sustancias pigmentariascontenidas en las células fotosensibles de la retina que, a causa de su forma, reciben elnombre de conos y bastones.

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CONOS‐ Aproximadamente 8 millones‐ Se concentran en la fóvea(Área circular de 2,5 mm de diámetro)‐Menor sensibilidad a la luz

BASTONES‐ Aproximadamente 130 millones‐Los encontramos al alejarnos de la fóvea(Área circular de 2,5 mm de diámetro)‐Extremadamente sensibles a la luz

(Precisan de niveles de iluminación altos)‐ Triple respuesta al estímulo monocromático(Permiten la discriminación cromática)‐Mayor densidad superficial(Permiten distinguir el detalle fino)

(Permiten la visión con muy poca luz)‐ Respuesta única al estímulo monocromáticoIncapacidad para discriminación cromática‐Menor densidad superficial(Imágenes con peor definición)

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DISTRIBUCIÓN DE CONOS Y BASTONES EN LA RETINA

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EFECTO PURKINJEComo consecuencia de la variación delfuncionamiento del ojo con distintosniveles de iluminación, la curva desensibilidad espectral, la sensibilidad del ti difi f ió d lla retina se modifica en función de lanaturaleza del estímulo.

VISION FOTOPICA‐Alto nivel de iluminación.‐Sensibilidad máxima: 555 nm.

VISION ESCOTOPICA‐Bajo nivel de iluminación.

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Bajo nivel de iluminación.‐Sensibilidad máxima: 515 nm.

VISIONMESOPICA‐ Nivel de iluminación intermedio.

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Curva de sensibilidad del ojo:

– para la luz blanca del día (fotópica), la máxima sensibilidad del ojo corresponde a la longitud de onda de 555 nm. y al color amarillo. La mínima sensibilidad corresponde a los colores rojo y violeta.violeta.

– De esta forma, las fuentes luminosas cuyas longitudes de onda corresponden al amarillo –verde son las que tienen más eficacia, De aquí que en locales con alto nivel de iluminación se realcen los colores naranja y rojo.

– En el caso de la luz nocturna (escotópica), el máximo de sensibilidad se ( p ),desplaza hacia longitudes de onda menores (efecto Purkinje) y, por consiguiente, las radiaciones de menor longitud de onda (azul – violeta) producen mayor intensidad de sensación con baja iluminación.

– Este efecto es de gran importancia cuando se proyectan locales con bajo nivel de iluminación en los que se ven mejor los colores azul y violeta.

VISION FOTOPICA‐Alto nivel de iluminación.‐Sensibilidad máxima: 555 nm.

VISIONMESOPICA‐ Nivel intermedio.

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VISION ESCOTOPICA‐Bajo nivel de iluminación.‐Sensibilidad máxima: 515 nm.

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CAMPO VISUALComo consecuencia, entre otros factores, de la variación de la distribuciónpigmentaria en la retina, la percepción de las imágenes difiere en función de laformación de las mismas en esta membrana.

De esta forma podemos hablar de diferencias entre los distintos campos visuales:

‐Entorno central o foveal: 1‐2 grados (eje óptico). Detalles y colores.‐Entorno próximo: 30 grados eje óptico. Distinción aceptable.‐Entorno remoto: 60‐70 grados eje óptico. Volúmenes y movimiento.‐Entorno periférico: 90 grados. Visión monocular. Orientación.

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CAPACIDAD VISUAL

La retina es sensible a la densidadsuperficial del flujo luminoso que llegaa ella; estímulo que es proporcional ala magnitud denominada luminancia,cuya correspondiente sensación recibela denominación de “luminosidad” o“brillo”.

Sin embargo, dado que el sistemavisual no es capaz de suministrarinformación útil cuando la retina está

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uniformemente iluminada; seconsidera que la acción fundamentaldel ojo es la percepción del contraste. Kazimir Malevich: Cuadrado blanco sobre fondo blanco (1918)

PERCEPCION DEL CONTRASTEEl ojo no mide ninguna de las magnitudes luminosas, simplemente es capaz decomparar luminancias. Esta posibilidad de distinguir diferencia de brillos, o capacidadde percepción del contraste, es la más importante del sistema visual. Gracias a ella sonposibles las restantes capacidades.

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El contraste se define como la diferencia relativa en intensidad entre un punto de una imagen y sus alrededores.

Un ejemplo simple es el contraste entre un objeto Un ejemplo simple es el contraste entre un objeto de brillo constante sobre un fondo de un brilloconstante. Si ambas superficies tienen el mismo brillo, el contraste será nulo, y el objeto tanto física como perceptiblemente será indistinguible del fondo. Según se incrementa la diferencia en brillo el objeto será perceptiblemente distinguible del fondo una vez alcanzado el umbral dedel fondo una vez alcanzado el umbral de contraste, que se sitúa alrededor del 0,3% de diferencia en brillo.

PERCEPCION DEL DETALLE FINOO agudeza visual; se define como el valor inverso del ángulo crítico; siendo este elmenor ángulo, expresado en minutos, formado por dos puntos muy próximos entre sique el ojo puede distinguir claramente como separados.

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60360

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La agudeza visual es la capacidad del sistema de visiónpara percibir, detectar o identificar bj t i lobjetos espaciales

con unas condiciones de iluminaciónbuenas. Para una distancia al objeto constante, si se ve nítidamente una letranítidamente una letra pequeña, tiene más agudeza visual que otro que no la ve.

REPRESENTACION MENTAL DEL ESPACIOCapacidad visual que hace referencia, tanto a la representación espacial, como a laorientación. Se trata de la percepción visual de los volúmenes que, a su vez, se basa enla percepción del conjunto de contrastes o claroscuros dentro del campo visual, querecibe el nombre de modelado

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CONTRASTE CROMATICOCapacidad para la discriminación cromática que depende, entre otros factores, de laluminancia energética espectral.

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CAPACIDAD DE RESOLUCION TEMPORALFuertemente condicionada por el tiempo de exposición, es decir, la duración delestímulo luminoso.

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FACTORES DEL RENDIMIENTO VISUALEn base a las capacidades del sistema visual, hasta aquí descritas, se estudia cuales sonlos factores que afectan al rendimiento visual. Estos factores se agrupan teniendo encuenta los tres componentes que intervienen en cualquier actividad visual.

‐Observador: Cansancio adaptación tiempo de exposición rendimiento fatigaObservador: Cansancio, adaptación, tiempo de exposición, rendimiento, fatiga…‐Objeto:  Tamaño del objeto,  contraste de detalle, reflectancias,….‐Alumbrado:  Curvas fotométricas, Iluminancias, contenido espectral,…

1. Radiación que ilumina el objeto

4. Reconstrucción del objeto en la corteza visual

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2. Radiación que refleja el objeto. 3. Radiación que 

llega al ojo

EL OBJETO: TAMAÑO DEL OBJETO OBSERVADOEs el parámetro más conocido y el primero enser cuantificado. El tamaño del objetoobservado, en relación con su distancia al ojo, es un valor que matemáticamenteequivale al ángulo de observación. Se cuantifica, por tanto, conforme a la agudeza visual,anteriormente definida.

Generalmente, para valores determinados de luminosidad ambiental, de contraste debrillos del objeto y del fondo, y de tiempo de exposición, el rendimiento visual esproporcional al tamaño físico del objeto observado.

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CONTRASTE :Lo que el ojo realmente percibe es diferencia de iluminancias.Como la sensibilidad de la retina se adapta a la luminanciamedia ambiental, lo que realmente se detecta, es un valorrelativo de diferencias de luminancias y, por esta razón, elcontraste se define como diferencia de luminancias en relacióncon la luminancia mayor.

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CONTRASTE DE CONTORNO E ILUMINANCIA:

LEY DE LAMBERT:La luminancia de las superficies difusoras perfectas es constante en todas direccionese igual al producto de la iluminancia por la reflectancia dividida por π.

Existen superficies emisoras o difusas que al observarlas desde distintos ángulos se tiene la misma sensación de claridad.

A estas superficies se las denomina emisores o difusores perfectos

En la mayoría de casos se verifican los siguientes aspectos:‐ Las iluminancias de fondo y de detalle son similares.‐ Las superficies de la tarea son perfectamente difusoras

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Las superficies de la tarea son perfectamente difusoras

Y, por tanto:

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df CE

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CONTRASTE DE DETALLES E ILUMINANCIA:Si una tarea requiere un análisis detallado de su textura superficial, la falta de un buencontraste se puede compensar en parte aumentando el nivel de iluminancia.

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CONTRASTE Y LUMINANCIA DE FONDO:La retina del ojo ajusta su sensibilidad a la luminancia de fondo, si esta es elevada, sereduce la sensibilidad y la capacidad de apreciar contrastes débiles.

Cuando se trata de diferencias detalles de una superficie poco contrastada, lail i ió i t t i b i i di i i ió diluminación es muy importante, sin embargo, si se precisa una discriminación debordes, la diferencia de reflectancias es el factor determinante.

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TIEMPO DE EXPOSICION:Para completar el proceso visual se precisa una cierta cantidad de luz, entendidacomo producto del flujo luminoso incidente por el tiempo.

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RENDIMIENTO VISUAL:Es el resultado de la acción visual basada en la capacidad de percepción del ojo.

FATIGA VISUAL:Di i ió l di i t d l i t i l d t i d lDisminución en el rendimiento del sistema visual causada por un uso extensivo delmismo.

CONFORT VISUAL:Tiempo atrás quedaba definido de forma opuesta a la fatiga visual, sin embargo, a díade hoy el concepto se ha ampliado, para abarcar conceptos subjetivos más allá de laausencia de cansancio físico ocular.

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DESLUMBRAMIENTOExistencia de luminancias excesivas y/o relaciones de luminancia desproporcionadasdentro del campo de visión.

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DESLUMBRAMIENTO DIRECTO:Es el producido por la presencia de luminarias de elevada luminancia dentro delcampo visual. Pueden ser:

‐Molesto: Causado, fundamentalmente por las luminarias ubicadasdentro del campo visual. Se trata de un problema derelaciones de luminanciasrelaciones de luminancias.

‐ Incapacitivo: Su intensidad impide la visión del resto del campo visual.

‐ Irreversible: Implica daños fisiológicos no recuperables.

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DESLUMBRAMIENTO INDIRECTO:Debido a la reflexión de una fuente luminosa sobre la superficie observada.Las fuentes con mayor riesgo de producir deslumbramiento indirecto son lasluminarias próximas al observador. El ángulo más importante (para tareas en el planohorizontal) es el comprendido entre los 20º y 40º desde la vertical y el más crítico 25º,esto cuando la tarea se realiza sobre una mesa. Pueden ser:

‐Reflejado:Cuando se produce en superficies reflectantes especulares.

‐ De velo:Cuando se produce en superficies reflectantes difusoras

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