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Asignatura: camara y sonido, Profesor: javier javier, Carrera: Comunicación Audiovisual + Administración y Dirección de Empresas, Universidad: URJC
Tipo: Apuntes
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¡No te pierdas las partes importantes!
Edición especial para TMA 2015 © Javier Ruiz Boto
1. La Percepción Visual
Una definición comúnmente aceptada de la percepción visual es que es la capacidad de interpretar la información del entorno a efectos de la luz visible que llega al ojo. La percepción resultante se conoce también como la vista o la visión. Los diversos componentes fisiológicos involucrados en la visión se conocen colectivamente como el sistema visual , y son el centro de muchas investigaciones tanto en psicología, ciencia cognitiva, la neurociencia y la biología molecular.
Según define Cecilia M. Alonso "La percepción visual es la interpretación o discriminación de los estímulos externos visuales relacionados con el conocimiento previo y el estado emocional del individuo".^1 De lo que deducimos que la percepción visual es un hecho altamente subjetivo, siendo claro que en su proceso intervienen tanto valores personales, afectivos, cognitivos y culturales.
Tradicionalmente los cauces de información material del entorno se han catalogado en cinco, a los que se ha llamado sentidos -vista, tacto, gusto, olfato, oído-, canalizando esta función a través de órganos especializados. Los órganos de los sentidos son los encargados de obtener información de conjunto del ambiente que nos rodea. Todos ellos están conectados a los centros nerviosos (cerebro, médula, etc.) mediante nervios o terminaciones nerviosas. Existe un vinculo o conexión entre el conjunto de información que llega al cerebro por estos diversos cauces; de modo que no siempre es preciso poner los cinco sentidos en una acción para desarrollarla satisfactoriamente. Tal es el caso de la conducción rutinaria, o el regreso a casa, el abrir un portal. Todo ello permite un ahorro de energía cerebral en el procesamiento de los datos.
Este aspecto es importante, pues nos lleva a afirmar que el máximo esfuerzo de atención radica en el aprendizaje o conocimiento (primera aprehensión) de una tarea, que una vez repetida, por ejemplo, la forma del barrio, no hace falta conocerla de nuevo. Este principio va a ser muy útil a la hora de determinar -
(^1) Cecilia M Alonso, Apuntes sobre Percepción Visual, pp. 4. Disponible en http://es.calameo.com/read/000710094974b208123ec. Ver también al respecto el trabajo de Maurice Merleau-Ponty, Fenomenología de la percepción , Planeta-Agostini, 1993, ISBN: 9788439522195.
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se permite el paso de la luz, por que se abre un parpado, esta atraviesa las siguientes partes: la córnea, el humor vítreo, la pupila, el cristalino y el humor acuoso. Finalmente llega hasta la retina. La retina es la única parte sensible a la luz.
El interior de la retina esta tapizada por unas células especializadas que son sensibles a la luz. Estas células reciben el nombre de fotorreceptoras, y en ellas cabe distinguir dos tipos singulares : los conos y los bastones. Unas son más sensibles a la intensidad luminosa, y otras más sensibles a los impactos de color. En realidad, todas ellas son extensiones del cerebro, y su misión consiste en traducir los cambios de patrones de luz (cambios de energía luminosa) en señales neuronales o impulsos eléctricos.
La trayectoria de los rayos de luz es rectilínea y al pasar por el cristalino se entrecruzan e invierten y configuran sobre la retina una imagen invertida del objeto que se observa. Después, el cerebro interpreta correctamente la imagen.
A nuestros efectos es de gran relevancia la especialización de las células fotoreceptoras de la retina; el hecho de que ante la luz no se comporten por igual. Este hallazgo científico ha sido uno de los inspiradores de la separación de la información luminosa en valores de Luminancia y Crominancia. Otra cuestión importante es que nuestro ojo, el humano, es sensible solo a una parte muy pequeña del espectro electromagnético , dentro del cual se encuentra la luz visible. Si tuviéramos ojos de ratón, o de abeja, posiblemente detectaríamos otros colores y otras ondas que a nosotros nos resultan imperceptibles. Por último cabe señalar la gran implicación del cerebro en el fenómeno de la reconstrucción de la visión. Podemos decir que el ojo es solo un sensor estimulable; no son los ojos los que ven, sino el cerebro.
Gran parte de la corteza cerebral humana está implicada en la visión. En la siguiente imagen se muestran las dos corrientes principales: Ventral y Dorsal.
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No todos los animales perciben las mismas ondas del espectro electromagnético. El ser humano percibe sólo una limitada franja. En esto muchos insectos nos aventajan.
Figura 3^5 : Diferencias de visión Abeja- Hombre
Figura 4^6 : Rango visual de Hombre frente a la abeja
Hoy en día se entiende la visión como una acción conjunta de dos mecanismos visuales en el seno del ojo: De una parte actúa la visión central , también llamada foveal y que incluye el punto de fijación y el fondo de la retina; y de otra la visión periférica o extra foveal , que afecta a los laterales de la retina. La visión central es donde se ubica el punto de fijación y de máxima atención visual; atiende a los detalles y al color; y la visión periférica atiende al movimiento y a las de la variaciones de la intensidad de luz.
En la retina existen básicamente dos tipos de fotorreceptores : los conos y los bastones. Cada uno de ellos presenta características estructurales y de
la retina no es uniforme, lo que hace que existen entender operaciones combinadas a la hora del procesar la información visual.
(^5) http://www.academiatesto.com.ar/cms/percepcion-de-la-radiacion-electromagnetica (^6) Figura perteneciente al documento http://www.uv.es/afelipe/Temasof/tema3.pdf,
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advierten en que la visión. La visión central, (propia de la zona foveal) difiere de la visión periférica (debida a la zona extrafoveal).
"La visión central (protagonizada por los conos) se caracteriza por una buena Agudeza Visual (visión de pequeños detalles espaciales), baja sensibilidad a la luz, y por tener visión de colores.
"La visión periférica , (protagonizada por bastones) por el contrario presenta una mayor sensibilidad a la luz, una baja agudeza visual y una ausencia de visión de colores; siendo en cambio muy sensible al parpadeo y al movimiento."^11
”Si consideramos el ojo en una posición fija, mirando al frente, el campo visual se extiende 60º en la dirección superior, 75º en la inferior, 60º del lado nasal y 100º del lado temporal. Estos valores son aproximados y varían de unos individuos a otros dependiendo de su anatomía facial (nariz, cejas, etc.)”^12
3. Especialización cromática de los Conos
El Dr. Armando Pérez Torrez, del departamento de Biología celular de la UNAM, nos explica así la especialización que se advierte empíricamente en los conos y bastones de la retina, mostrándose más sensibles y eficaces frente a una ondas electromagnéticas que a otras:
“Existen 3 tipos básicos de conos, los Conos-L con un pico de sensibilidad a 564-580 nm^13 (color rojo), los Conos-M con un pico de sensibilidad a 533nm (color verde) y los Conos-S con un pico de sensibilidad a 437nm (color azul). La fóvea central es la región retiniana con mayor concentración de
(^11) Adelina Felipe Marcet, Op.cit., pp. 6 (^12) Adelina Felipe Marcet , Op.cit, pp. 7 (^13) El nanómetro equivale a una milmillonésima parte de un metro. La abreviatura del nanómetro es “nm”. 1 nm = 1x10-9 m
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conos: 180.000/mm2; hacia la retina periférica la densidad de conos disminuye rápidamente a menos de 5000/mm2.“^14 Esa zona está más poblada de bastones.
A continuación ofrecemos un grafico del pico de sensibilidad de estas células Fotoreceptoras de la retina a diferentes ondas luminosas de color.
Figura 6^15 : Sensibilidad de Conos y bastones
(cono, bastón, cono, cono)
Observamos que en su conjunto -por el número de conos+bastones que responden-, el punto de máxima agudeza visual se sitúa sobre la luz verde-amarillenta ; es decir sobre un espectro de ondas luminosas de entre 550 a 555 nm. El número de Conos–s que responden a esas frecuencias es mínimo, pero parece ser suficiente. La máxima distinción de movimientos se sitúa en torno a la luz azulado-verdosa de 498 nm de longitud de onda; longitud correspondiente a la máxima sensibilidad de los bastones.
Sometiendo el ojo a unas radiaciones que se sitúen entre el Verde amarillento y el Verde azulado, obtenemos -en conjunto-, la zona de mayor rendimiento visual (Zona de confort). El pico teórico de éxito sería un color verde lima o verde fosforito****. Esa luz es la que nos va a facilitar en conjunto tener mayor agudeza visual de detalle, texturas, formas, distancias y colores. Sin embargo, la luz que nos va a facilitar tener una mejor observación de los movimientos es la luz Azul verdosa, ya que es la que activa favorablemente la sensibilidad de los bastones y evita el enmascaramiento de los volúmenes por efecto del color.
(^14) Dr. Armando Pérez Torrez. Departamento de Biología Celular y Tisular. Facultad de Medicina, UNAM. Agudeza Visual, Periódico Mural, Departamento de Salud Pública. Revista de Salud Escolar, Enero 2006. Disponibles en http://www.facmed.unam.mx/deptos/salud/periodico/agudeza/determina.html 15 Sergio Bonafonte, fuente grafica: https://www.youtube.com/watch?v=dqja6jZy2Wk
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su función, efectuando procesos que pueden resumirse y cuantificarse en operaciones matemáticas. Este modelo de aproximación al funcionamiento de la visión humana ha sido ampliamente usado a la hora de replicar, en mecanismos electrónicos y digitales, la captación de imagen.
La teorías de David Marr están hoy comúnmente aceptadas. Según el modelo de Marr, el observador en el acto de la visión realiza tres etapas consecutivas. Estas etapas incluyen:
Un aspecto interesante que nos puede hacer reflexionar sobre este tema es que al ser humano, para establecer una reproducción semejante al efecto de la visión, le basta con tener geometría y volumen (tal es el caso de la Televisión en Blanco y negro). Podemos decir que el color -y la fidelidad del color- es un valor añadido, pero no primordial en la visión.
Los hallazgos de David Marr están recogidos en Vision: A computational investigation into the human representation and processing of visual information, W.H.Freeman & Co Ltd, 1983, ISBN: 0716715678
6. La Visión del Color
Antes de acometer el tema de la visión del color debemos entender, que es visible y no visible dentro de las capacidades de la visión humana. Al conjunto de emisiones luminosas que resultan visibles al ojo humano se le denomina Espectro Visible, y
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resulta ser una parte mínima de todas las emisiones existentes dentro del espectro de ondas electromagnéticas conocidas. 17
“La luz que generalmente se considera visible para el ojo humano es la comprendida entre aproximadamente 400 y 700 nm , pero puede ampliarse desde 380 hasta 780 nm .”^18
La Luz Blanca visible esta compuesta por una mezcla de todas esas radiaciones luminosas, “ La luz blanca se separa en sus colores componentes cuando pasa a traves de un prisma, produciendose el “célebre fenomeno de los colores” , como lo llamaba newton. La luz visible va desde la luz azul violeta (…) a la luz roja.”^19. La luz de cada una de estas longitudes de onda es apreciada por el ojo humano como un color diferente. (Figura 8^20 : Luz Blanca, Prisma y Longitudes de Onda)
La naturaleza de la luz fue un tema ampliamente discutido en el siglo XIX. Desde Newton se aceptaba que la naturaleza de la luz era corpuscular, que estaba compuesta por partículas, llamadas fotones, que se propagaban a través del espacio de modo que cada una de ellas portaba una cierta cantidad de energía.
Finalmente se llego a la conclusión de que naturaleza de la Luz no era corpuscular, sino que viajaba a lo largo del espacio en forma de ondas
(^17) Alfonso Martin Marcos, Op.cit., pp. 2- (^18) Eugene D. Olsen, Métodos ópticos de análisis , Reverte, 1990, ISBN: 9788429143249, pp. 112. (^19) Helena Curtis, Sue Barnes, Adriana Schnek, Curtis. Biologia, Editorial médica Panamericana, 2008, ISBN: 9789500603348, pp. 112. 20 http://histoptica.org/apuntes-de-optica/la-luz/espectro-de-la-luz/
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(azulados) son los que más energía transportan, y la de los denominados “cálidos” (rojizos), las que menos carga energética transportan.
Color
Rango de longitud de onda(nm)
Longitud de onda representativa
Frecuencia (ciclos/S) o hertzios Hz
Energía (KJ/mol)
Ultravioleta < 400 254 11.8 x 10^14 Violeta 400 - 425 410 7.31x 10^14 Azul 425 - 490 460 6.52x 10^14 Verde 490 - 560 520 5.77x 10^14 Amarillo 560 - 585 570 5.26x 10^14 Anaranjado 585 - 640 620 4.84x 10^14 Rojo 640 - 740 680 4.41x 10^14 Infrarrojo >740 1400 2.14x 10^14
En cuanto a la velocidad de propagación de las ondas luminosas, estas se comportan conforme al resto de sus congéneres electromagnéticos. La velocidad de propagación de las ondas en el vacio es de 299.792.458 m/s (C) ,^23 siendo esta una contante para todas sus frecuencias. En cuanto que las ondas viajen o salten de un medio a otro, como por ejemplo el aire o el agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad. Es decir la onda se aplana, va perdiendo su energía en el trasvase, hasta llegar a un diagrama plano.
(^22) http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/ (^23) Que suele tomarse por 3x10 (^8) m/s
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Figura 13^24 : Espectro Visible por el Hombre frente a todo el Espectro Electromagnético
Según habíamos visto, la consideración actual de la visión como órgano computacional está hoy en día más que reconocida. Denis Coon afirma: “La visión se basa en un análisis activo y computacional de los patrones luminosos.”^25
La percepción del color tampoco escapa a este proceso algebraico y matemático. El hecho cierto y científicamente demostrado es que “La visión del color” es la capacidad de un organismo -o de un dispositivo- para distinguir, en objetos o superficies, distintas longitudes de onda -o de frecuencias de la luz- que esos reflejan o emiten. Esto le permite asociar esos objetos con un color determinado y decir: esto es de color Verde, Naranja, o Amarillo.
Tener poca sensibilidad para percibir unos colores, o incluso carecer de la capacidad de apreciar determinadas frecuencias es un problema relativamente común, y no tiene por qué darse conjuntamente con una pérdida de agudeza visual. De hecho los daltónicos no advierten bien los colores verde y rojo, pero no por ello dejan de ver el brillo, los contornos, los volúmenes, etc. Observar mejor o peor los colores, no impide que tengamos agudeza visual. Además con el tiempo esa capacidad varía.
Fig. 14^26 : Efectos de la visión daltónica.
(^24) http://histoptica.org/apuntes-de-optica/la-luz/espectro-de-la-luz/ (^25) Denis Coon, Fundamentos de Psicología, Cengage Learning, 2005, ISBN: 9789706864130, pp. 91, (^26) https://aplatanaos.files.wordpress.com/2011/09/dalton-6.jpg; https://ainstem.files.wordpress.com/2010/09/daltonico.jpg?w=300&h=
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Durante el siglo XIX surgieron dos teorías aparentemente opuestas, pero finalmente complementarias sobre la visión del color. Una es la Teoría Tricromática y desarrollada por Thomas Young y Herman Helmholtz. Y la otra es la Teoría del Proceso Oponente , propuesta por Ewald Hering.
Fue un descubrimiento escalonado entre 1802 y 1850. Young y Helmholtz postulaban la existencia de tres tipos de células fotorereceotores especializadas (hoy sabemos que son los conos), y preferentemente sensibles al rojo, azul y verde. No fue hasta 1956 cuando el fisiólogo finlandés Gunnar Svaetichin, dio prueba de su existencia fotografiándolas a través del microscopio. (Figura 16^29 : Teoría Tricrómica de Young Helmholtz )
La teoría tricromática de la visión es fundamental para entender el funcionamiento de muchos procesos de reproducción del color para su apreciación visual, tales como la televisión, la fotografía o la impresión.^30
Propuesta en 1872, afirma que el sistema visual interpreta el color de una manera antagónica: Rojo vs Verde, Azul vs Amarillo, Negro contra Blanco. Hering, creía que el sistema visual funciona a partir de un proceso de oposición de colores. Hoy sabemos no es posible ya que blanco y negro no son colores fundamentales, sino resultado y ausencia de color. Tras los desarrollos introducidos por Edwin Land, en la teoría de Hering, hoy en día se entiende que ambas teorías son compatibles y que describen las diferentes etapas de la fisiología visual.
(^29) Diagrama recogido por Adelina Felipe Marcet, en Op.cit, pp. 4 (^30) Ver más en Stephen Westland, Computational Colour Science Using MATLAB, John Wiley & Sons, 2012; ISBN: 9780470710906, pp. 27 y ss.
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7. La Apreciación del Color
Por así decirlo, la materia no tiene color.
Cuando observamos un objeto de color azul , no es que en verdad sea azul, sino que el objeto en su superficie absorbe todas las radiaciones del espectro electromagnético visible menos las azules, (las ondas luminosas de frecuencias del azul). Estas son rebotadas y como tal percibidas por nuestro ojo receptor. Nosotros vemos como color del objeto lo que el propio objeto rechaza en su superficie.
Cuando apreciamos una cosa como negra, es que ese objeto absorbe en su superficie todos los rayos/ondas luminosas del espectro y no rechaza ninguna, por eso vemos no-color = negro. Del mismo modo, un objeto blanco rebota en su superficie todos los componentes de la luz, no absorbiendo ninguno, por eso lo vemos blanco.
Científicamente se ha demostrado que los conos son más sensibles a determinadas porciones del espectro visible (Cfr. Especialización Cromática) y que resultan tener una respuesta especialmente sensible a las emisiones de onda en Azul, Verde y Rojo.
La luz contiene tres fuentes básicas y principales ( Color-Luz fundamentales) y el ojo receptor humano s e encuentra capacitado y especializado para ofrecer una aceptación óptima de esas tres Longitudes de Onda Fundamentales. Es decir, también cuenta con un sistema tricromático básico a partir del cual se elaboraran las distintas emisiones, combinaciones y apreciaciones.
Hay una correlación entre la física electromagnética y la configuración interna del ojo. Este aspecto ha sido fundamental para el desarrollo de la tecnología de la imagen electrónica (ya fuera analógica o digital) ; pues se fabricarán para la visión humana emisores y dispositivos que hablen exactamente el idioma que el ojo necesita , y a partir de los elementos naturales de la naturaleza.
Un objeto puede ser visto en diversas condiciones de luz. Por ejemplo, puede ser iluminado por la luz del sol, la luz de un fuego o una luz eléctrica dura. En todas estas situaciones, la visión humana percibe que el objeto tiene el mismo color : una
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(^33) Antonio Valero Muñoz, Principios de Color y Holopintura , Editorial Club Universitario, 2011, ISBN: 9788499483481, pp. 103 34 35 Antonio Valero Op.cit, pp. 122 Para más información ver también Alfonso Martín Marcos, Op.cit, pp. 57-
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