El campo de visión ( FOV ) es la extensión angular del mundo observable que se ve en un momento dado. En el caso de instrumentos o sensores ópticos , se trata de un ángulo sólido a través del cual un detector es sensible a la radiación electromagnética . Es aún más relevante en la fotografía .
En el contexto de la visión humana y de los primates, el término "campo de visión" normalmente sólo se utiliza en el sentido de una restricción a lo que es visible mediante aparatos externos, como cuando se usan gafas [2] o gafas de realidad virtual . Tenga en cuenta que los movimientos oculares están permitidos en la definición, pero no cambian el campo de visión cuando se entiende de esta manera.
Si se recurre a la analogía de la retina del ojo funcionando como sensor, el concepto correspondiente en la visión humana (y en gran parte de los animales) es el campo visual . [3] Se define como "el número de grados de ángulo visual durante la fijación estable de los ojos". [4] Tenga en cuenta que los movimientos oculares están excluidos de la definición del campo visual. Los seres humanos tienen un arco horizontal de su campo visual ligeramente superior a 210 grados orientado hacia adelante (es decir, sin movimientos oculares), [5] [6] (con movimientos oculares incluidos, es un poco más grande, como puede probar usted mismo moviendo un dedo en el costado), mientras que algunas aves tienen un campo visual completo o casi completo de 360 grados. El rango vertical del campo visual en los seres humanos es de unos 150 grados. [5]
La gama de capacidades visuales no es uniforme en todo el campo visual y, por implicación, en el FoV, y varía entre especies . Por ejemplo, la visión binocular , que es la base de la estereopsis y es importante para la percepción de profundidad , cubre 114 grados (horizontalmente) del campo visual en humanos; [7] los 40 grados periféricos restantes a cada lado no tienen visión binocular (porque solo un ojo puede ver esas partes del campo visual). Algunas aves tienen una visión binocular escasa de 10 a 20 grados.
De manera similar, la visión del color y la capacidad de percibir formas y movimientos varían según el campo visual; En los seres humanos, la visión del color y la percepción de las formas se concentran en el centro del campo visual, mientras que la percepción del movimiento sólo se reduce ligeramente en la periferia y, por tanto, tiene una ventaja relativa allí. La base fisiológica de esto es la concentración mucho mayor de células cónicas sensibles al color y de células ganglionares parvocelulares sensibles al color en la fóvea (la región central de la retina), junto con una mayor representación en la corteza visual , en comparación con las células más altas. concentración de células bastoncillos insensibles al color y células ganglionares magnocelulares de la retina sensibles al movimiento en la periferia visual, y representación cortical más pequeña. Dado que los bastones requieren considerablemente menos luz para activarse, el resultado de esta distribución es que la visión periférica es mucho más sensible durante la noche en relación con la visión foveal (la sensibilidad es máxima alrededor de 20 grados de excentricidad). [3]
Muchos instrumentos ópticos, en particular binoculares o catalejos, se anuncian con su campo de visión especificado de dos maneras: campo de visión angular y campo de visión lineal. El campo de visión angular normalmente se especifica en grados, mientras que el campo de visión lineal es una relación de longitudes. Por ejemplo, se podría anunciar que los binoculares con un campo de visión (angular) de 5,8 grados tienen un campo de visión (lineal) de 102 mm por metro. Siempre que el campo de visión sea inferior a unos 10 grados aproximadamente, las siguientes fórmulas de aproximación permiten convertir entre el campo de visión lineal y angular. Sea el campo de visión angular en grados. Sea el campo de visión lineal en milímetros por metro. Luego, usando la aproximación de ángulo pequeño :
En visión artificial, la distancia focal de la lente y el tamaño del sensor de imagen establecen la relación fija entre el campo de visión y la distancia de trabajo. El campo de visión es el área de inspección capturada en el generador de imágenes de la cámara. El tamaño del campo de visión y el tamaño del generador de imágenes de la cámara afectan directamente la resolución de la imagen (un factor determinante en la precisión). La distancia de trabajo es la distancia entre la parte posterior de la lente y el objeto objetivo.
En tomografía , el campo de visión es el área de cada tomografía. Por ejemplo, en la tomografía computarizada , se puede crear un volumen de vóxeles a partir de dichos tomogramas fusionando múltiples cortes a lo largo del rango de exploración.
En teledetección , el ángulo sólido a través del cual un elemento detector (un sensor de píxeles) es sensible a la radiación electromagnética en un momento dado, se denomina campo de visión instantáneo o IFOV. Una medida de la resolución espacial de un sistema de imágenes de teledetección, a menudo se expresa como dimensiones del área terrestre visible, para alguna altitud conocida del sensor . [8] [9] IFOV de un solo píxel está estrechamente relacionado con el concepto de tamaño de píxel resuelto , distancia resuelta en el terreno, distancia de muestra del terreno y función de transferencia de modulación .
En astronomía , el campo de visión suele expresarse como un área angular vista por el instrumento, en grados cuadrados , o para instrumentos de mayor aumento, en minutos de arco cuadrados . Como referencia, el canal de campo amplio de la cámara avanzada para estudios del telescopio espacial Hubble tiene un campo de visión de 10 minutos de arco cuadrados, y el canal de alta resolución del mismo instrumento tiene un campo de visión de 0,15 minutos de arco cuadrados. minutos. Los telescopios terrestres de rastreo tienen campos de visión mucho más amplios. Las placas fotográficas utilizadas por el telescopio Schmidt del Reino Unido tenían un campo de visión de 30 grados cuadrados. El telescopio Pan-STARRS de 1,8 m (71 pulgadas) , con la cámara digital más avanzada hasta la fecha, tiene un campo de visión de 7 grados cuadrados. En el infrarrojo cercano, WFCAM en UKIRT tiene un campo de visión de 0,2 grados cuadrados y el telescopio VISTA tiene un campo de visión de 0,6 grados cuadrados. Hasta hace poco las cámaras digitales sólo podían cubrir un pequeño campo de visión en comparación con las placas fotográficas , aunque superan a las placas fotográficas en eficiencia cuántica , linealidad y rango dinámico, además de ser mucho más fáciles de procesar.
En fotografía, el campo de visión es esa parte del mundo que es visible a través de la cámara en una posición y orientación particular en el espacio; Los objetos fuera del campo de visión cuando se toma la fotografía no se registran en la fotografía. Generalmente se expresa como el tamaño angular del cono de visión, como ángulo de visión . Para una lente normal enfocada al infinito, el campo de visión diagonal (u horizontal o vertical) se puede calcular como:
donde está la distancia focal , aquí el tamaño del sensor y están en la misma unidad de longitud, el FOV está en radianes.
En microscopía, el campo de visión en alta potencia (normalmente un aumento de 400 veces cuando se hace referencia en artículos científicos) se denomina campo de alta potencia y se utiliza como punto de referencia para varios esquemas de clasificación.
Para un objetivo con aumento , el FOV está relacionado con el número de campo (FN) por
si se utilizan otras lentes de aumento en el sistema (además del objetivo), se utiliza el total de la proyección.
El campo de visión en los videojuegos se refiere al campo de visión de la cámara que mira el mundo del juego, que depende del método de escala utilizado.
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