E7 Fotometría y Óptica de la Visión

Tópico

La radiometría mide la energía física que transporta la luz en cada longitud de onda, sin distinguir si el ojo humano llega a percibir esa energía o no, y pondera por igual a todas las longitudes de onda. Pero el ojo no responde igual a todas las longitudes de onda: tal como describe el modelo de fotorrecepción, los fotorreceptores de la retina absorben la luz de manera distinta según su longitud de onda, de modo que dos luces con exactamente la misma energía radiométrica, pero de longitudes de onda distintas, pueden producir una sensación de brillo muy distinta en el ojo. Este modelo fotométrico corrige esa diferencia ponderando la energía radiométrica de cada longitud de onda por la sensibilidad espectral propia del ojo a esa longitud de onda, dándole más peso a las longitudes de onda a las que el ojo es más sensible y menos peso a las que percibe más débilmente, para obtener así una magnitud fotométrica que sí representa cuánto brillo percibe realmente el ojo, y no solamente cuánta energía física transporta la luz.

Esa sensibilidad espectral que pondera la radiometría no es fija, sino que depende de qué fotorreceptores dominan la visión en cada momento: cuando el ojo está adaptado a niveles de luz altos, tal como describe el modelo de fotorrecepción, son los conos los que dominan la visión, y este modelo pondera la radiometría según la sensibilidad espectral combinada de los conos; cuando en cambio el ojo está adaptado a niveles de luz muy bajos, son los bastones los que dominan la visión, y este modelo pasa a ponderar la radiometría según la sensibilidad espectral propia de los bastones, desplazada hacia longitudes de onda distintas de las que predominan cuando dominan los conos. Por eso una misma luz física puede ponderarse de manera distinta, y terminar percibiéndose con un brillo distinto, según cuál sea el nivel de adaptación del ojo en el momento en que la recibe.

La cantidad de luz, ya ponderada por esa sensibilidad espectral, que atraviesa la pupila y llega a cada punto de la retina es la iluminancia en la retina, y es esa iluminancia en la retina —no la energía radiométrica bruta que sale de la fuente de luz— la que realmente determina cuánto deben ajustar su propia sensibilidad los fotorreceptores mediante la adaptación a la luz o la adaptación a la oscuridad que describe el modelo de fotorrecepción. Cuanto mayor es la iluminancia en la retina, más reduce el fotorreceptor su propia sensibilidad para no saturarse; cuanto menor es esa iluminancia en la retina, más la aumenta para seguir produciendo una respuesta detectable.

Esa misma iluminancia en la retina determina, además, cuánto contraste de luminancia hace falta entre un objeto y su fondo para que ese objeto siga siendo detectable: cuanto más baja es la iluminancia en la retina, mayor es el contraste que hace falta entre el objeto y su fondo para producir una diferencia de potencial receptor lo bastante grande como para distinguirlos, y cuanto más alta es la iluminancia en la retina, menor es el contraste que hace falta para lograr esa misma distinción. Ese contraste mínimo necesario para la detección es, entonces, un umbral que se vuelve más exigente a medida que baja la iluminancia en la retina.

Por eso este modelo fotométrico, que pondera la radiometría con la sensibilidad espectral del ojo para calcular la iluminancia en la retina y el contraste mínimo necesario para la detección, es la base con la que se diseña cualquier iluminación destinada a que un ojo humano vea con comodidad: cuánta luz debe emitir una pantalla para que sus contrastes sigan siendo detectables, o cuánta iluminancia hace falta mantener en la sala donde se evalúa la agudeza visual con el proyector de optotipos o donde se mide el campo visual con la perimetría, para que el resultado de esa evaluación clínica dependa de la visión del paciente y no de una iluminación insuficiente.

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