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TEMA 3: PERCEPCIÓN VISUAL
El espectro luminoso, también llamado ventana óptica del espectro electromagnético, es el que determina los límites entre los cuales se refleja aquello que sí vemos. Por encima y por debajo de esos límites no vamos a ver. La franja va desde ondas de 780 nanómetros de longitud a 3’8x10 elevado a 14 Hz por segundo, lo que percibimos como luz roja; hasta los 380 nanómetros de longitud y 7’8x10 elevado a 14, que percibimos como luz violeta.
Como introducción a este tema, este proceso, así como el auditivo, tiene componentes fisiológicos y psicológicos. Los fisiológicos explican cómo llega el estímulo (en general por un fotón a la retina) a la zona del cerebro encargada de procesar dicha información. Las psicológicas, por el contrario, dan cuenta de los procesos cognitivos de la percepción como la memoria visual, el reconocimiento, el aprendizaje perceptivo. En el sistema visual está constituido por los ojos y el cerebro, y en el proceso de percepción es realmente un complejo sistema como también compleja es la manera en que se procesa la información. El ojo controla el haz luminoso procedente del exterior, estabiliza su proyección sobre la retina y convierte esta información en impulsos nerviosos que el cerebro comprende. En concreto, la imagen se proyecta sobre una región de la retina, al fondo del ojo, enfrente de la pupila llamada “mácula lútea”. Por otro lado, en la retina, los estímulos fotónicos se transforman en impulsos nerviosos. Esta transformación se denomina fototransducción, impulsos que viajan al cerebro produciéndose así la percepción. Las células foto receptoras primarias se denominan conos y bastones. En los conos descansa la visión fotópica o diurna, son células poco sensibles y de respuesta muy rápida y responsables de la visión cromática, es decir, que son sensibles al rojo, al verde y al azul. Estos tres colores son los básicos de la síntesis aditiva. Los bastones, por el contrario, son mucho más sensibles, son sensibles de reaccionar con una mínima cantidad de luz, aunque su reacción es mucho más lenta (necesitamos más tiempo para ver en la oscuridad). Otra de sus diferencias con los conos es que su respuesta cromática es muy reducida, siendo sensibles únicamente a la gama verde, azul del espectro.
Completando ese sentido de sensibilidad del ojo hay que mencionar otro concepto, el efecto Purkinge. El ojo es sensible en función del grado de luminosidad, es decir, hay diferencias de sensibilidad a las diferentes longitudes de onda situadas en el espectro en función de cuál es la luminosidad. Hay que tener claro el fenómeno fototransducción, que se produce cuando la luz llega a los fotoreceptores de la retina y que definimos como la conversión de los impulsos luminosos en equivalentes eléctricos.
Zweiki dice que la información visual que se procesa es debida a cuatro procesos:
- (^) La percepción del color.
- La percepción del movimiento.
- La percepción de la forma asociada al color
- Percepción de la forma asociada al movimiento
Todas esas sensaciones visuales son las causas de la percepción de la imagen visual. Sin embargo, nosotros vamos a hablar de la percepción de la dirección y la distancia.
Sobre percepción hay muchas definiciones, pero a nosotros nos interesa la de Gibson, que planteaba la percepción como una invitación a la acción por parte del ser vivo en un espacio tridimensional. Esa acción se produce realizando tres operaciones: ubicar los objetos que pueblan el espacio, determinar si esos objetos se mueven o no e identificarlos. Vamos a introducirnos ya en la percepción de la dirección y la distancia, porque para la primera de esas tres operaciones es necesario procesar información de este carácter.
Dirección y distancia se definen en relación a lo que se denominan marcos de referencia. El marco más simple de todos sería el denominado sistema cartesiano en el cual la relación de dos ejes de coordenadas define la ubicación de un punto. Pero los marcos de referencia que nosotros tenemos que tener en cuenta son otros. A la hora de percibir la dirección y la distancia en el análisis de imágenes, Wade y Swanston señalan tres marcos de referencia:
- Retinocéntrico
- (^) Egocéntrico
- Geocéntrico
En concreto, a la hora de estudiar la dirección visual se tiene en cuenta el retinocéntrico y el egocéntrico, hablando así de dos tipos de direcciones. El marco retinocéntrico considera situaciones en las que un objeto es observado por un ojo, el problema es que nuestra visión es binocular. Hay un fisiólogo alemán, Hering, que dijo que un ojo no puede moverse independientemente del otro, son músculos que reaccionan en un único impulso. Hay que tener en cuenta la actividad integrada de los dos ojos, es decir, un marco de referencia egocéntrico. Se trata de señalar la importancia de la visión egocéntrica. La dirección egocéntrica sería la dirección alineada con un hipotético ojo central, es la dirección que estaría a medio camino cuando ambos ojos se fijan en un objeto. El problema es que todos tenemos un ojo dominante, ese egocentro del que hablamos en la definición está desplazado hacia el ojo dominante. En este hecho, la percepción de la dirección visual se encuentra la clave de por qué no vemos doble pese a tener dos ojos. Los objetos se ven como únicos cuando tienen la misma dirección visual y esta dirección visual se produce por la estimulación de puntos correspondientes en una retina y en otra.
Percepción de la distancia
Lo que une al concepto de distancia con el de dirección es que esa operación de la ubicación correcta de los objetos en el espacio tridimensional debe ser entendida conjuntamente con el de dirección. Para ubicar correctamente los objetos en el espacio tridimensional es necesaria también información sobre distancia, no solo sobre información. La percepción de la distancia es muy pobre más allá de unos pocos metros. Esto provoca varias más allá: no apreciar la distancia correcta más allá de unos pocos metros nos confunde en cuanto al tamaño, también nos confundimos en la percepción de las formas, colores, luminosidades, y también nos equivocamos a la hora de determinar si algo tiene movilidad o no a determinada distancia.
Hay dos tipos de distancia, pero nos vamos a centrar en la llamada distancia egocéntrica, que se puede definir como la que separa al observador de cualquier figura del campo visual. Esa percepción depende de varios indicadores egocéntricos: el primero es el señalado por Berkeley, el de convergencia ocular, esa convergencia se produce por la conexión de dos tipos de movimientos en el ojo ocular, unos de ellos se denominan movimientos convergentes y divergentes, y los otros direccionales. Hay una diferencia entre estos dos tipos de movimientos,
Percepción del color
La teoría corpuscular explica la luz como un conjunto de partículas de energía a las que el ojo responde dependiendo de su mayor o menor intensidad, esta energía se emite, refleja o absorbe en distintas cantidades físicamente medibles. El fotón es la unidad de medida, y al hablar de medición hay que decir que la característica física de esta intensidad lumínica de los objetos se llama luminancia. Y esa intensidad lumínica se corresponde con una experiencia de percepción que llamamos brillo o luminosidad y claridad.
La luminancia depende de la cantidad de luz incidente y de la reflectancia del objeto. Este modelo, el corpuscular, sirve para interpretar los fenómenos de emisión y absorción de energía lumínica de la materia.
El modelo ondulatorio explica los procesos de propagación de la luz en el tiempo y el espacio y frente a la anterior es más apropiada para el estudio cualitativo de la percepción visual en color. En este caso, la existencia sería de ondas electromagnéticas de distintas longitudes, produciendo algunas en el ser humano la experiencia de percepción de un color. El color también puede ser nombrado con la palabra matiz, es decir, existen ondas de distintas longitudes, algunas de las cuales son percibidas como colores o matices. Es realmente increíble la relación que existe entre los seres vivos, su manera de percibir y el entorno en el que vive. Esta diferencia se manifiesta también en su forma de percibir el color, ya que cada uno tiene una forma de ver con unas características concretas para la satisfacción de unas necesidades, está perfectamente adaptado al hábitat o medio donde viven. Sin embargo, el espectro visible de cada una de estas especies no es el mismo. Ej: las abejas son capaces de ver longitudes de onda demasiado cortas o sustancias que reflejan rayos ultravioleta que no son perceptibles para el ser humano pero que a las abejas en concreto les permite subsistir. Para el caso de las serpientes pueden percibir ondas con longitudes en el otro extremo del espectro visible. AL hablar del otro extremo hablamos de los rayos infrarrojos que tienen que ver con la energía calorífica, lo cual les permite localizar a sus presas en la oscuridad.
Al explicar estas teorías hemos introducido dos conceptos de la experiencia cromática, asociado a sus fenómenos físicos existentes. Pero además del matiz y el brillo, está la saturación. La saturación es una característica perceptiva debida a la pureza física de la luz. Lo importante es que la saturación será mayor cuanto menor sea la mezcla de longitudes de onda en un flujo luminoso. La luz blanca es la que más pureza tiene y la que menos saturación tiene. Aunque la longitud de onda que prefigura el matiz, la intensidad, el brillo. Las experiencias perceptuales que provocan esos tres fenómenos están interconectadas y se afectan las unas a las otras. La dependencia entre fenómenos físicos tiene tres explicaciones. En el caso del color, el color no depende solo de la longitud de onda, sino que se ve afectado por la longitud de dicha onda y por otros factores como el nivel de adaptador del observador. La explicación del brillo, en segundo lugar, es que el brillo está determinado por la sensibilidad del ojo ante determinadas longitudes de onda. La tercera explicación, la de la saturación, es que se reduce ante intensidades extremas mediante un tiempo prolongado de estimulación y en zonas periféricas de la retina.
Las dos anteriores son las teorías de la luz, y a continuación veremos las teorías del color.
Una de las teorías es la cromática, los colores importantes son el amarillo, azul y rojo y fue desarrollada por dos autores y por eso se denomina teoría de Young-Helmholtz. El punto de partida de esta teoría es que sobre la base de tan solo tres longitudes de onda es posible reconstruir todo el espectro visible. Esta teoría tendrá mucha importancia en la pintura. Young postuló la existencia de tres tipos de receptores que al ser estimulados generan una actividad
cerebral que se traduce en una sensación cromática. Y Helmholtz dice que cada uno de esos receptores puede ser activado de manera máxima por una longitud de onda y en menor medida por longitudes próximas. Una luz produce una respuesta en los tres tipos de receptores pero cada uno de ellos está especializado en responder máximamente a una longitud de onda concreta (corta, media o larga). La luz blanca estimula por igual los tres tipos de receptores, la luz amarilla creará una fuerte respuesta en los receptores de onda media y larga y una pequeña respuesta en los receptores de onda corta, la azul crea una fuerte respuesta en los receptores de onda corta, una respuesta media en los receptores de onda media y débil respuesta en los receptores de onda larga y la luz roja justamente al revés, una débil respuesta en los de onda corta, media respuesta en los de onda media y fuerte en los de onda larga. De manera aclaratoria, la teoría tricromática está avalada por experimentos de ajuste de color y por las denominadas medidas del espectro de absorción de cada cono.
La segunda de las teorías del color es la teoría de los procesos opuestos, esta teoría tiene que ver con el autor Ewal Hering que 20 años después de la anterior le da otra interpretación, consistente en tres mecanismos cada uno de los cuales responde de manera distinta a las diferentes longitudes de onda. Esa diferencia de respuesta va a ser o bien positiva o bien negativa. El mecanismo negro blanco responde positivamente al blanco y negativamente al negro; un segundo mecanismo es el denominado mecanismo rojo-verde, que responde positivamente al rojo y negativamente al verde; el tercero es el azul-amarillo, en este mecanismo se produce una respuesta negativa al azul y positiva al amarillo. Esta teoría se puede concluir indicando que el haber descubierto que cuando la luz incidente es o negra o verde o azul, hay un proceso químico de descomposición en la retina que es inverso cuando la luz es blanca, roja o amarilla.
La explicación de esta teoría se va a completar con lo que descubre Goldstein, que señala cuatro observaciones psicofísicas. Estos cuatro hechos hicieron a Hering concebir de manera opuesta esos colores: los colores verde y rojo como opuestos y el azul y el amarillo como opuestos también. La primera realidad es que ninguno de los dos componentes de cada par puede coexistir con el otro en un color, es imposible imaginar un verde rojizo o un azul amarillento, pero si en un azul verdoso o rojo azulado; el segundo de los hechos es el denominado contraste simultaneo hace que cuando un material gris está rodeado de rojo la zona gris parezca verdosa, este fenómeno también se da cuando se presenta un fondo azul y entonces el material gris parece amarillo; y el tercer fenómenos fue expresado por el autor como que las post imágenes del color azul son amarillas, las del rojo son verdes, las del amarillo son azules y las del verde son rojas. Si se mira una imagen en la que aparecen estos cuatro colores y luego un techo blanco, lo verde y lo rojo cambian al lugar correspondiente según la relación ya comentada. Finalmente, se llega al punto de que las personas ciegas para el rojo también lo son para el verde, y quienes no perciben el amarillo tampoco perciben el azul.
Después de explicar estas dos teorías vemos que ambas son correctas y compatibles, pero cada una de ellas explica mejor una parte del proceso de la percepción. La teoría tricromátcia explica perfectamente el funcionamiento de la retina mientras que la teoría de los procesos opuestos da cuenta del funcionamiento del nervio óptico y del procesamiento final de la información cromática.
La síntesis cromática, de la cual existen dos tipos: la sustractiva y la aditiva. Para introducir la síntesis sustractiva debemos de recordar que el color es un juego de luz absorbida y reflejada, si vemos los objetos es porque reflejan luz, y porque reflejan color. Los objetos que percibimos negros absorben todas las longitudes de onda, los que vemos blancos, reflejan todas las
Vamos a diferenciar los movimientos reales, cuando se da un desplazamiento real de los objetos y sujetos; y aparente cuando se da un error perceptivo y se experimenta un movimiento.
Hay dos formas de percibir movimiento real: cuando la imagen de un objeto se desplaza por la retina sin movimiento ocular; cuando un estímulo en movimiento es seguido por el ojo, de modo que esa imagen permanece estática en la retina. En el primero de los casos hablamos de un marco de referencia retinocéntrico y en el segundo de tipo retinocéntrico.
3.4. Percepción del movimiento
3.4.1 El Movimiento:
Para percibir eficazmente nuestro entorno es necesario localizar los objetos en el espacio y en el tiempo. Un estímulo nunca es permanente y de hecho, nuestros ojos están casi en constante movimiento. Podemos distinguir tres tipos de movimientos oculares, en base al movimiento físico:
o De seguimiento: Se producen cuando nuestros ojos persiguen la trayectoria de un objeto que se desplaza en el espacio, de modo que necesitan de la presencia física de ese objeto. Este movimiento de seguimiento que hace el ojo provoca que el estímulo se desplace en el mismo lugar de la retina. Lo curioso es que el fondo que está más allá del objeto, físicamente no se mueve, pero en nuestra retina se desplaza en la dirección opuesta a la del objeto en movimiento.
o Sacádicos: Son movimientos rápidos y abruptos que nos permiten cambiar el punto en el que nos estamos fijando.
- Voluntarios: Cuando se realiza una búsqueda en el campo visual
- Reflejos: Cuando un estímulo irrumpe en la periferia de la retina y es inmediatamente colocado en la zona central de la misma. Estos movimientos son en realidad muy importantes, se producen una y tres veces cada segundo y aun así solo ocupan el 10% de nuestro tiempo de visión
o De compensación o vestíbulo-oculares: Estos son los movimientos reflejos que se producen para mantener al estímulo en un punto estable de la retina cuando movemos la cabeza.
La percepción visual implica percibir el movimiento de los objetos y también nuestros propios movimientos (oculares y corporales). El punto de partida del procesamiento visual, según Gibson, es la disposición total del haz luminoso que llega hasta el observador. Tenemos que tener en cuenta que existen dos tipos de movimientos, en base a la sensación lumínica:
3.4.2 El Movimiento real:
El movimiento real es aquel en el que existe un desplazamiento del objeto respecto al sujeto receptor. Hay tres formas de percibir movimiento real:
F 0 D 8 Retinocéntricos: Cuando la imagen de un objeto se desplaza por la retina sin movimiento ocular. Hablamos de un marco de referencia retinocéntrica.
F 0 D 8 Egocéntricos: Cuando un estímulo en movimiento es seguido por el ojo de forma que el objeto permanece inmóvil en la retina. Hablamos de un marco de referencia egocéntrico.
F 0 D 8 Geocéntricos: Podríamos hablar de un tercer caso, cuyo marco de referencia es geocéntrico, en el cual, el individuo y los objetos se mueven.
Gibson plantea entonces la Aproximación Ecológica, con la que describe las posibles relaciones entre el flujo óptico y el movimiento del observador. Concretamente son cuatro los hechos a tener en cuenta:
- Los cambios en el flujo óptico indican movimiento; la ausencia de cambios, indica estatismo.
- Si el flujo se mueve hacia afuera, se está produciendo un acercamiento; si es hacia dentro, se produce un alejamiento.
- El punto central del flujo hacia afuera coincide con el punto hacia el que se dirige nuestro movimiento
- Un cambio en la situación del punto central del flujo hacia afuera indica que ha habido un giro en la dirección de nuestro movimiento.
Si el objeto cambia su distancia respecto al observador se producirá un aumento o una disminución de los elementos texturales de su superficie, según el movimiento sea de acercamiento o alejamiento. Por ello, Gibson plantea el Principio de ocultación reversible: Es el principio que sigue o que se produce por el movimiento, ya sea de un objeto o del observador, según el cual, los elementos del fondo cubiertos por un movimiento en determinada dirección quedarán al descubierto si se invierte el movimiento.
Este principio se plantea para explicar el mundo visual constante: Lo que en un momento puede estar oculto, puede llegar a ser percibido. Vamos a distinguir los movimientos del observador y los del entorno como diferentes, lo cual, va a implicar un cambio diferente en la disposición del haz óptico.
F 0 A 7 Movimientos del observador:
o Movimientos Oculares: No cambian la estructura de la disposición del haz óptico.
o Movimientos de la cabeza: Si cambian la estructura de la disposición del haz óptico.
F 0 A 7 Movimientos del entorno: Se compone únicamente del movimiento de los objetos dentro del campo visual, los cuales, producen interferencias locales en la estructura de haz óptico.
Gibson, sin embargo, no explica la percepción de los hechos no distinguibles de un fondo, lo cual, le ha causado muchas críticas.
3.4.3 El Movimiento Aparente:
Cuando se da un error perceptivo y se experimenta un movimiento donde no lo hay. Los estudiaremos directamente por todos sus tipos:
F 0 A 7 Movimientos Inducidos: Se define como el movimiento percibido cuando ni los objetos, ni nosotros, nos desplazamos en el espacio. Por ejemplo, la sensación de movimiento de un tren que tenemos delante, cuando en realidad está parado y el que se mueve, es el tren del otro andén. Otro ejemplo es el de que la luna se mueve, cuando en realidad son las nubes las que se mueven.
F 0 A 7 Constancias de Tamaño: Villafañe ejemplifica este tipo en que, si observamos una persona a 5 metros y después a 10, lo percibimos al mismo tamaño, cuando en realidad en nuestra retina sería el doble de grande. Ante esa cuestión que plantea Villafañe, que la experiencia y familiaridad con los objetos desempeña un papel importante en la percepción. La percepción del tamaño está ligada al ángulo visual que se forma cuando extendemos una línea desde el ojo del observador a cada uno de los extremos del objeto percibido. Ese ángulo visual depende de la distancia objeto-observador y del tamaño del objeto.
Para un objeto de tamaño constante, el producto del ángulo visual por la distancia de percepción es una constante. Esta información se llama Invariable tamaño-distancia: El tamaño no se modifica. Gracias a esto, el cerebro interpreta que cuando se ha producido un cambio de tamaño, se ha producido en realidad un alejamiento o acercamiento del objeto respecto al observador.
Esta constancia ha sido muy bien aprovechada por el cine a la hora de ficcionar creando efectos especiales de tamaño y distancia. Por ejemplo, la denominada Habitación de Ames, que tiene deformada sus proporciones. El efecto se produce por la perspectiva desde la que observamos la habitación y la visión monocular del objetivo de la cámara. Percibimos el techo y el suelo como paralelos cuando en realidad no es así.
F 0 A 7 Constancia de la Forma: La forma de un objeto se percibe como constante aunque el punto de vista de observación cambie. Hay tres conceptos ligados a ella:
o Orientación
o Distancia
o Desplazamientos
Esta constancia de la forma está vinculada a la rigidez de la forma, es decir, que no están vinculados a cambios en su estructura. Wade y Swanston dicen que los mismos principios que rigen la constancia de tamaño, se pueden extender a la constancia de la forma en referencia a la variable tamaño-distancia.
Desde un punto de vista pragmático, la constancia de la forma nos permite identificar cualquier objeto sea cual fuere su proyección en el espacio. Por ejemplo, la forma de una puerta, visualmente, cambia cuando está abierta y cerrada, pero físicamente no.
F 0 A 7 Constancia del brillo: El fenómeno de percepción del brillo, que no varía a pesar de las condiciones lumínicas del entorno. En la diferenciación de los elementos implicados en el brillo debemos identificar y distanciarlos de la concepción de que el brillo es una concepción
o Luminancia: Es una cualidad física y medible de la superficie de los objetos. Depende directamente de la reflectancia
o Reflectancia: Es el porcentaje de luz reflejada por un objeto, pero no la cantidad de luz reflejada de manera absoluta. La constancia del brillo nos permite distinguir, por ejemplo, la nieve en la noche o una piedra de carbón a plena luz. Los objetos de apariencia negra reflejan un
5% de la luz y los de blanca, un 90%. De este modo, observamos que nuestro sistema visual está influido tanto por la luz reflejada, como por las condiciones del entorno.
La clave de la constancia del brillo se encuentra en la luminancia relativa entre objeto y contexto o entre figura-fondo. Esto significa que nuestro sistema visual procesa intensidades lumínicas relativas, no absolutas.
