Voyons voir comment ça fonctionne vue et lumière. Nous expliquons, au sein du système visuel, les perception visuelle, comment nous percevons la lumière qui atteint nos yeux et comment elle est interprétée par notre cerveau pour créer des images.
comment fonctionne la vue
Depuis l'Antiquité, la fonction première du système visuel était de fournir des informations pour mener à bien les tâches quotidiennes, des informations sur l'environnement qui nous entoure et qui nous aident à prendre des décisions dans une perspective d'agir.
Si nous avons soif et que nous voulons boire, la première chose à faire est de regarder autour de nous et de trouver un verre et une cruche d'eau. Il faut chercher où se trouvent ces objets pour réaliser l'action motrice de boire. Si nous ne savons pas où se trouvent ces objets, nous effectuerons des mouvements de recherche avec la tête et les yeux, ce qui signifie utiliser notre vision périphérique pour localiser les objets et, immédiatement, nous concentrer sur eux avec nos yeux. entacher.
L'information qui parvient au cerveau sert à identifier les objets et à déclencher le processus moteur, dans ce cas, à aller les ramasser, c'est-à-dire à calculer la distance, le poids, etc., à tendre le bras pour que la main peut les atteindre et exécuter le mouvement de verser de l'eau et d'amener le verre à votre bouche.
Ce processus implique trois mécanismes :
- Le regard: pour localiser des objets
- Le mécanisme moteur: pour le saisir
- le système visuel: pour ajuster le mouvement.
L'ensemble de ces trois systèmes est ce que nous appelons Supervisory Attention System ("Supervisory Attention System" de Normann et Shallice, 1986) ou Central Executive ("Central Executive" de Baddeley, 2007) qui se résume en : Où chercher, quoi faire et ce qu'il faut rechercher.
Connexion oeil et cerveau
Ces systèmes sont fabriqués en le cerveau dans différentes zones, des tâches visuelles se produisent dans la région occipitale et partiellement dans les lobes pariétaux et temporaux; tâches motrices dans la région pariétale et frontale et "contrôle du schéma" dans la région dorsolatérale du cortex préfrontal. Ces domaines sont réciproquement connectés.
L'un des points les plus importants est l'endroit où nous regardons. Dans un premier temps, c'est le cerveau qui dirige le regard vers ce que nous avons décidé de regarder, soit directement sur l'objet que nous voulons, car nous savons où il se trouve, soit en regardant autour de nous car nous ne pouvons pas le localiser et nous le recherchons avec des mouvements des yeux et de la tête.
Dans ce processus de recherche, les informations que nous analysons ne sont pas "en détail" de tous les objets qui entrent dans notre campou visuelle, nous identifions ces objets à travers un petit groupe de données qui, sans les "voir parfaitement", nous savons ce qu'ils sont et nous permettent de décider s'il s'agit ou non de l'objet que nous recherchons, s'il s'agit d'un mécanisme de scanner. Les détails que le cerveau utilise de chaque objet sont les caractéristiques "saillantes" de ces objets : Couleur, formes, contrastes, etc. Ce mécanisme de recherche et de sélection correspond à un mécanisme que nous appelons « Top-down ».
mouvement des yeux
L'un des points les plus importants de l'étude de la perception visuelle est celui du mécanisme du scanner. Qu'est-ce qui nous amène à déplacer nos yeux dans certaines directions, quels sont les détails, les informations, qu'est-ce que le cerveau évalue au cours de ce processus de balayage pour décider de nos actions ultérieures.
Nous avons un exemple clair chez le joueur de tennis de table, la balle va à une vitesse de 80 ms et un mouvement de "suivi" prend 200 ms, ce qui implique que le joueur ne peut pas le suivre, il doit avoir une stratégie visuelle d'essayer de prédire où ira la balle afin d'avoir le temps de placer la raquette au bon endroit, vous devez faire attention au mouvement de la main, à la position de la raquette, à la direction du regard de l'adversaire, etc., a ampun ensemble de « signes » qu'il doit savoir interpréter pour faire avancer son mouvement.
Améliorer le mouvement des yeux
Actuellement, grâce aux systèmes « eye tracker », on peut analyser la mouvements oculaires, les points sur lesquels le regard est fixé et ainsi essayer de discerner comment s'effectue ce balayage, les points pertinents, etc, chercher des mécanismes communs à chaque type d'action, sport, etc, afin de mieux le connaître et, à travers des exercices spécifiques, pouvoir travailler dessus et augmenter ses performances (conduite de véhicules, sports...).
El processus visuel Cela commence par la lumière qui atteint l'œil depuis les objets, il est donc essentiel qu'avant de commencer l'étude des mécanismes de perception, nous passons en revue les points de lumière les plus pertinents et la psychophysique de la lumière.
Comment la lumière atteint nos yeux et forme des images
Voyons les étapes que suit la lumière et les types de lumière que nos yeux captent pour que, à travers le système visuel, elle atteigne le cerveau en formant des images.
Spectre électromagnétique
L'œil humain n'est capable de détecter qu'une partie du spectre électromagnétique, la bande de rayonnement comprise entre 380 nm et 720 nm. La lumière atteint les yeux sous forme de rayonnement contenant des paquets d'énergie appelés "quanta" ou "photons". Esta energía la podemos calcular mediante la fórmula que establece una relación directamente proporcional a la velocidad de la luz y la constante de Planck e inversamente proporcional a la longitud de onda de luz o, mediante la fórmula que multiplica la constante de Planck por la frecuencia de la lumière.
Cette relation mathématique montre que les quanta de rayonnement à courte longueur d'onde, comme la bande bleue, ont plus d'énergie que les quanta de bandes plus longues. D'un point de vue clinique, il est important car l'exposition au rayonnement ultraviolet à ondes courtes produit plus de dommages tissulaires que le rayonnement à ondes longues comme l'infrarouge. Rappelez-vous que les UV de type C endommagent le cornée, car ils sont plus absorbés à ce niveau, alors que les UV de type B et A, endommagent surtout le cristallin, c'est pourquoi les premiers produisent kératite (quand on prend un bain de soleil ou qu'on skie sans protection) et les autres accélèrent le processus de La cataracte o dégénérescence maculaire après opération de la cataracte en laissant passer le rayonnement rétine.
Radiométrie et photométrie
radiométrie fait référence à la puissance d'une source de rayonnement électromagnétique, quel que soit son effet sur la vision.
photométrie Il fait référence à la puissance du rayonnement vis-à-vis du système visuel et sa mesure clinique est réalisée en étudiant la courbe de luminosité photopique, qui nous montre comment certaines longueurs d'onde du spectre visible de la lumière sont plus efficaces vis-à-vis de la vision.
Les unités des deux sont différentes, la radiométrie utilise les watts (énergie rayonnante) et la photométrie utilise le lumen.
Si nous avons 2 rayonnements de lumière avec des longueurs d'onde différentes, l'un de 400 nm et l'autre de 600 nm, et tous les deux avec une puissance de rayonnement de 10 W, nous verrons que le 400 nm, avec cette puissance, ne produit pas de stimulation visuelle, tandis que le 600 le fait, avec une efficacité de 0.62. Avec cet exemple, nous voyons comment deux stimuli de puissance radiométrique égale, 10 W, produisent des résultats différents dans la vision, photométriquement parlant.
L'unité de base de la photométrie est le lumen, une mesure de la puissance de luminosité, et par convention on dit que 1 Watt a 680 lumens dans un rayonnement de longueur d'onde égale à 555 nm. De cette manière, nous pouvons exprimer l'efficacité de toutes les longueurs d'onde, de sorte qu'un rayonnement de 650 nm a une énergie de 0.1 x 680, égale à 68 lumens/W, où 0.1 correspond à l'efficacité du rayonnement de 650 nm obtenu dans les courbes photométriques de luminosité spectrale.
Loi d'Abney
La plupart des objets émettent de la lumière réfléchie par une source distante. Cette lumière réfléchie a généralement un mélange de différentes longueurs d'onde afin que nous puissions calculer sa luminosité en additionnant chacune des énergies qui correspondent à chacune de ces longueurs d'onde, les lumens sont additionnés et nous obtenons le total, c'est la loi additive d'Abney.
Comment nous voyons différents types de lumière
Puissance légère: est la mesure générale, totale et non directionnelle de la lumière émise par une source, telle que celle produite par une ampoule, 1000 lumens dans toutes les directions. Les sources lumineuses peuvent être incandescentes, lorsque la lumière est générée par la chaleur, ou luminescentes, lorsque la lumière est produite par l'excitation d'atomes individuels.
Intensité lumineuse: est la puissance lumineuse contenue dans une direction donnée, dans un cône d'angle donné et se mesure en candelas. Une candela est une lumière par stéradian et un stéradian est un cône d'une sphère qui se calcule avec la formule :
w=A/r2
où "r" est le rayon de la sphère et A est l'aire de la surface sous-tendue par la sphère.
Luminance: quantifie la quantité de lumière provenant d'une surface, telle qu'une feuille de papier, dans une certaine direction. La luminance est un terme perceptif et nous pouvons le rendre équivalent à un attribut physique, et ce serait la luminosité. La luminance est exprimée en candelas par surface projetée : candelas/mètre carré (cd/m2).
Il est intéressant de savoir que la luminance ou luminosité d'une surface, que l'on perçoit invariante quelle que soit la distance à laquelle on se trouve, reste constante même si on s'en rapproche ou s'en éloigne et c'est parce que l'augmentation ou la diminution des bougies est proportionnelle au changement de taille de cette surface au niveau de la rétine. Si nous nous éloignons, la taille de cet objet devient plus petite, proportionnellement à la perte de lumière réfléchie, de sorte que sa luminosité (luminance) ne varie pas.
Éclairement: L'éclairement est la quantité de lumière qui tombe sur une surface et est exprimé en Lux ou lumens par mètre carré. Il est important de se rappeler que l'éclairement ne dépend pas de la surface sur laquelle il est projeté, ce sera important quand on parlera de luminance, la lumière réfléchie par la surface.
Il est intéressant pour faire des recommandations sur les conditions d'éclairage d'une pièce ou d'une zone plus vaste, comme un centre commercial, etc. Un éclairement très fort peut provoquer des reflets gênants et entraîner une fatigue visuelle déconseillée.
Éclairement rétinien: La vision commence avec l'arrivée de la lumière sur la rétine et d'après ce qui a été dit jusqu'à présent, nous pourrions appliquer le concept d'éclairement et calculer la quantité de lumière qui atteint la rétine en fonction des moyens dioptriques et, surtout, de la taille de la rétine. élève, diaphragme qui régule le passage de la lumière vers la rétine. L'éclairement rétinien est exprimé en un troland (td) en tant qu'unité et est obtenu à partir du produit de la luminance de la surface observée par l'aire pupillaire.
Loi du carré inverse
Il fait référence à l'éclairement et nous dit que la quantité de lumière, en lumens, qui tombe sur une surface est l'inverse du carré de la distance qui la sépare de la source lumineuse :
E = je / d2
Où E est l'éclairement, I l'intensité de la source lumineuse et d sa distance à la surface où la lumière est projetée. Cette formule suppose que la surface est perpendiculaire à la source lumineuse, si elle était inclinée, la quantité de lumière qui l'atteindrait serait différente et la formule change en introduisant le cosinus de l'angle formé par la lumière, le plan perpendiculaire à sa ligne de diffusion et la surface sur laquelle il est projeté :
E = (I/d2) cos θ
