ángulo visual

Diagrama que muestra el ángulo visual. ${\displaystyle V}$

Si un objeto está cerca del ojo, el ángulo visual es relativamente grande, por lo que el objeto se proyecta grande en la retina. Si el mismo objeto está más lejos, se reduce el área de la retina sobre la que se proyecta.

El ángulo visual es el ángulo que un objeto visto subtiende en el ojo, generalmente expresado en grados de arco . También se le llama tamaño angular del objeto .

El diagrama de la derecha muestra el ojo de un observador mirando una extensión frontal (la flecha vertical) que tiene un tamaño lineal , ubicada en la distancia desde el punto . ${\displaystyle S}$ ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle O}$

Para los propósitos actuales, el punto puede representar los puntos nodales del ojo aproximadamente en el centro de la lente, y también representar el centro de la pupila de entrada del ojo que está sólo unos pocos milímetros delante de la lente. ${\displaystyle O}$

Las tres líneas que van desde el punto final del objeto hacia el ojo indican el haz de rayos de luz que pasan a través de la córnea, la pupila y el cristalino para formar una imagen óptica del punto final en la retina en el punto . La línea central del haz representa el rayo principal . ${\displaystyle A}$ ${\displaystyle A}$ ${\displaystyle a}$

Lo mismo se aplica al punto del objeto y su imagen retiniana en . ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle b}$

El ángulo visual es el ángulo entre los rayos principales de y . ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle A}$ ${\displaystyle B}$

Medición y computación

El ángulo visual se puede medir directamente utilizando un teodolito colocado en el punto . ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle O}$

O se puede calcular (en radianes) usando la fórmula . ^[1] ${\displaystyle V=2\arctan \left({\frac {S}{2D}}\right)}$

Sin embargo, para ángulos visuales menores de aproximadamente 10 grados, esta fórmula más simple proporciona aproximaciones muy cercanas:

${\displaystyle \tan \left(V\right)={\frac {S}{D}}.}$

La imagen retiniana y el ángulo visual.

Como muestra el boceto anterior, se forma una imagen real del objeto en la retina entre los puntos y . (Ver sistema visual ). Para ángulos pequeños, el tamaño de esta imagen de retina es ${\displaystyle a}$ ${\displaystyle b}$ ${\displaystyle R}$

${\displaystyle {\frac {R}{n}}=\tan V,}$

¿Dónde está la distancia desde los puntos nodales hasta la retina, unos 17 mm? ${\displaystyle n}$

Ejemplos

Si uno mira un objeto de un centímetro a una distancia de un metro y un objeto de dos centímetros a una distancia de dos metros, ambos subtienden el mismo ángulo visual de aproximadamente 0,01 rad o 0,57°. Por tanto, tienen el mismo tamaño de imagen retiniana . ${\displaystyle R\approx 0.17{\text{ mm}}}$

Esto es un poco más grande que el tamaño de la imagen retiniana de la Luna, que es aproximadamente , porque, con el diámetro medio de la Luna y la distancia media entre la Tierra y la Luna promediando ( ), . ${\displaystyle 0.15{\text{ mm}}}$ ${\displaystyle S=3474{\text{ kilometers}}}$ ${\displaystyle (2159{\text{ miles}})}$ ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle 383,000{\text{ kilometers}}}$ ${\displaystyle 238,000{\text{ miles}}}$ ${\displaystyle V\approx 0.009{\text{ rad}}}$ ${\displaystyle \approx 0.52{\text{ deg}}}$

Además, para algunas observaciones sencillas, si uno sostiene el dedo índice con el brazo extendido, el ancho de la uña índice subtiende aproximadamente un grado, y el ancho del pulgar en la primera articulación subtiende aproximadamente dos grados. ^[2]

Por tanto, si uno está interesado en el funcionamiento del ojo o en los primeros pasos de procesamiento en la corteza visual , no tiene sentido referirse al tamaño absoluto de un objeto visto (su tamaño lineal ). Lo que importa es el ángulo visual que determina el tamaño de la imagen retiniana. ${\displaystyle S}$ ${\displaystyle V}$

Confusiones terminológicas

En astronomía el término tamaño aparente se refiere al ángulo físico o diámetro angular . ${\displaystyle V}$

Pero en psicofísica y psicología experimental el adjetivo "aparente" se refiere a la experiencia subjetiva de una persona. Entonces, el "tamaño aparente" se refiere a qué tan grande parece un objeto, también llamado a menudo "tamaño percibido".

Se ha producido una confusión adicional porque existen dos experiencias de "tamaño" cualitativamente diferentes para un objeto visto. ^[3] Uno es el ángulo visual percibido (o ángulo visual aparente), que es el correlato subjetivo de , también llamado tamaño angular percibido o aparente del objeto. El ángulo visual percibido se define mejor como la diferencia entre las direcciones percibidas de los puntos finales del objeto respecto de uno mismo. ^[4] ${\displaystyle V'}$ ${\displaystyle V}$

La otra experiencia de "tamaño" es el tamaño lineal percibido del objeto (o tamaño lineal aparente), que es el correlato subjetivo del ancho, alto o diámetro físico del objeto. ${\displaystyle S'}$ ${\displaystyle S}$

El uso generalizado de los términos ambiguos "tamaño aparente" y "tamaño percibido" sin especificar las unidades de medida ha causado confusión.

Representación del ángulo visual en la corteza visual.

La corteza visual primaria del cerebro (área V1 o área 17 de Brodmann) contiene una representación espacialmente isomórfica de la retina (ver retinotopía ). En términos generales, es un "mapa" distorsionado de la retina. En consecuencia, el tamaño de una imagen retiniana determinada determina la extensión del patrón de actividad neuronal generado finalmente en el área V1 por el patrón de actividad retiniana asociado. Murray, Boyaci y Kersten (2006) utilizaron recientemente imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) para mostrar que un aumento en el ángulo visual de un objetivo visto, que aumenta , también aumenta la extensión del patrón de actividad neuronal correspondiente en el área V1. ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle R}$

En el experimento llevado a cabo por Murray y sus colegas, los observadores observaron una imagen plana con dos discos que subtendían el mismo ángulo visual y formaban imágenes retinianas del mismo tamaño , pero el tamaño angular percibido de uno era aproximadamente un 17% mayor que el del otro, debido a diferencias en los patrones de fondo de los discos. Se demostró que las áreas de actividad en V1 relacionadas con los discos eran de tamaño desigual, a pesar de que las imágenes de la retina eran del mismo tamaño. Esta diferencia de tamaño en el área V1 se correlacionaba con la diferencia ilusoria del 17% entre los ángulos visuales percibidos. Este hallazgo tiene implicaciones para las ilusiones espaciales como la ilusión del ángulo visual . ^[5] ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle V'}$

Ver también

• Agudeza visual
• Ilusión de ángulo visual

Notas

1. Kaiser, Peter K. "Cálculo del ángulo visual". El placer de la percepción visual: un libro web . Universidad de York .
2. O'Shea, Robert P. (1991). "Regla del pulgar probada: el ángulo visual del ancho del pulgar es de aproximadamente 2 grados". Percepción . 20 (3): 415–418. doi :10.1068/p200415. PMID  1762884. S2CID  7362335.
3. Joynson, 1949, McCready, 1965, 1985, Baird, 1970
4. Joynson, 1949, McCready, 1965, 1985
5. McCready, Don (5 de febrero de 2007). "Un análisis del experimento de Murray, SO, Boyaci, H. y Kersten, D. (2006). "La representación del tamaño angular percibido en la corteza visual primaria humana. "La ilusión de la luna explicada" . Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2011 . Consultado el 7 de diciembre de 2011 .

Referencias

• Baird, JC (1970). Análisis psicofísico del espacio visual. Oxford, Londres: Pergamon Press.
• Joynson, RB (1949). El problema del tamaño y la distancia. Revista trimestral de psicología experimental, 1 , 119-135.
• McCready, D. (1965). Percepción de tamaño-distancia y micropsia de acomodación-convergencia: una crítica. Investigación de la visión. 5, 189–206.
• McCready, D. (1985). Sobre la percepción del tamaño, la distancia y el ángulo visual. Percepción y psicofísica, 37 , 323–334.
• Murray, SO, Boyaci, H y Kersten, D. (2006) La representación del tamaño angular percibido en la corteza visual primaria humana. Nature Neuroscience, 9, 429–434 (1 de marzo de 2006).
• McCready, D. Explicación de la ilusión de la luna.

Enlaces externos

• Tabla interactiva de agudeza visual de la Universidad de Buffalo para mostrar letras o símbolos para una línea de Snellen específica en el monitor de su computadora exactamente en el tamaño correcto (nota: debe seguir las instrucciones para la calibración).