Dans l'étude de perception visuelle et sensibilité à la lumière et au contraste Les propriétés physiques de la lumière ne sont pas aussi intéressantes que le fait de pouvoir mesurer sa réponse perceptive.

Le premier l'aspect pertinent est la brillance que, bien qu'il s'agisse d'un terme physique, nous le rendons équivalent à la perception de la quantité de lumière émise par une source ou réfléchie par une surface éclairée.

La deuxième mesure est la luminosité, ou pourcentage de perception de la lumière réfléchie par rapport à la lumière totale qui tombe sur une surface, est la corrélation psychologique de la réflectance (le sujet dit si le pigment de surface est blanc, gris ou rouge).

Perception visuelle et sensibilité à la lumière

La sensation de brillance dépend de la sensibilité actuelle de l'œil, si on entre dans une salle de cinéma, une pièce peu éclairée, tout semble sombre, pas très lumineux, mais au bout d'un moment on s'habitue, ça devient plus clair, on s'adapte. Les bâtonnets sont responsables de l'adaptation dans des conditions scotopiques (faible luminosité), et les cônes dans des conditions photopiques (lumière abondante).

On peut mesurer la courbe d'adaptation à l'obscurité et à la lumière, à la fois en rétine central, cônes, comme dans la rétine périphérique, bâtonnets. On sait que les bâtonnets sont plus sensibles à la lumière, c'est pourquoi une source lumineuse est perçue comme plus brillante lorsqu'elle stimule la périphérie rétinienne par rapport à la fovéa (Drim 1980).

longueur d'onde de la lumière

La longueur d'onde de la lumière est également un facteur qui affecte la luminosité. La lumière jaune à ondes moyennes est perçue comme plus brillante que la lumière bleue à ondes courtes.

En pratique, les lumières rouges servent à éclairer les pièces où l'on veut être dans la pénombre, puisque cette lumière n'est pas perçue par les tiges et donc il n'est pas nécessaire d'attendre qu'elles s'adaptent à la lumière tamisée pour voir quelque chose, le la vision est due à l'action directe des cônes, qui sont sensibles à cette longueur d'onde, sans qu'il soit nécessaire d'attendre aussi longtemps que ceux requis par les bâtonnets.

éclat

La perception de la luminosité est liée au temps d'exposition à la lumière et à la zone de la rétine stimulée.

Les bâtonnets et les cônes ont un certain niveau de sensibilité, si la quantité de lumière qui arrive est faible, ils ont besoin de plus de temps pour atteindre le niveau d'énergie nécessaire pour que les photorécepteurs soient stimulés, de la même manière que lorsque l'on prend une photo de nuit , l'obturateur reste ouvert plus longtemps, c'est ce qu'on appelle la loi de Bunsen-Roscoe. La relation mathématique entre le temps d'exposition et l'intensité lumineuse nécessaire à l'activation des photorécepteurs est connue sous le nom de loi de Bloch.

Intensité et magnitude du stimulus lumineux

Une autre relation importante est entre l'intensité et l'ampleur du stimulus.

Pour de petits stimuli, la loi de Ricco est respectée, en augmentant l'intensité, nous pouvons diminuer l'amplitude du stimulus. Lorsque la magnitude du stimulus est grande, supérieure à 10' d'angle visuel, l'augmentation de la surface a un effet minime, c'est-à-dire que lorsque l'intensité diminue, un stimulus plus important nécessite une plus grande augmentation de la surface pour obtenir la même compensation , c'est ce qu'on appelle la loi de Piper. Au-delà de 24º d'angle visuel, il n'y a aucun avantage à augmenter l'amplitude du stimulus et la perception possible ne dépend que de l'intensité.

Sensibilité rétinienne à la lumière

On sait que la sensibilité maximale de la rétine, dans des conditions idéales d'adaptation à l'obscurité et avec une lumière adéquate, est de 6 quantum de lumière, c'est le seuil minimum pour percevoir une sensation de luminosité, et correspond à la stimulation de 6 bâtonnets, un pour chaque photon.

photométrie oculaire

Trois processus de base sont décrits en photométrie oculaire :

1. Réflexion
2. Absorption
3. dispersion

Réflexion

En général, nous savons que face à un changement soudain de indice de réfraction, en plus de dévier la direction du rayon lumineux, un phénomène de réflexion va se produire.

L'interface air-cornée est l'endroit où se trouve le plus grand changement d'indices de réfraction, c'est donc sur cette surface que se fera la plus grande réflexion de la lumière, et avec elle, la plus grande perte de lumière atteignant la rétine. Dans une bien moindre mesure, la réflexion se produit à l'arrière du cornée, Dans le cristallin et sur la rétine.

L'angle d'incidence de la lumière sur les surfaces est l'autre facteur qui définit le degré de réflexion, donc plus l'angle d'incidence est grand, plus la réflexion est grande. Ceci explique pourquoi les objets qui se trouvent à la périphérie du campou visuelle, en plus d'être vu pire en stimulant les zones périphériques de la rétine, et les effets aberrométriques de pénétrer dans les zones paracentrales des dioptries oculaires, s'ajouteront l'effet de réflexion sur les surfaces de la cornée et du cristallin, ce qui détermine une perte de lumière qui pénètre à l'intérieur de l'œil, la rétine.

Absorption

La transmission ou l'absorption du rayonnement par les différents milieux oculaires détermine les longueurs d'onde qui atteignent la rétine.

La cornée absorbe tout le rayonnement de longueur d'onde inférieure à 290 nm, dans le domaine ultraviolet, UV-B, transmettant la quasi-totalité du rayonnement visible et agissant à nouveau comme un filtre pour l'infrarouge, absorbant la quasi-totalité du rayonnement à partir de 2 mcm. La humeur aqueuse Il contribue à absorber les ultraviolets que la cornée a laissé passer et laisse passer presque totalement le reste du rayonnement.

Le cristallin est responsable de la plus grande perte de rayonnement visible qui atteint la rétine. Son absorption est plus importante en bleu qu'en jaune, variant avec l'âge. Dans la gamme UV, il absorbe entre 300 et 400 nm, empêchant les UV-A d'atteindre la rétine, il est donc important de considérer ce facteur dans le chirurgie de la cataracte, il est nécessaire d'implanter des lentilles avec un filtre UV ou lorsque l'on réalise traitements de réticulation.

Le vitré a à nouveau un facteur d'absorption presque nul. La entacher il a également un composant filtrant important, il ne laisse pas la lumière qui atteint la rétine atteindre les cônes sans plus tarder, il filtre le rayonnement à ondes courtes, en dessous de 490 nm, contribuant à une meilleure qualité visuelle, réduisant les aberrations chromatiques.

dispersion

La dispersión es otro fenómeno que ocasiona pérdida de luz en el paso de la energía radiante a través del ojo hacia la retina y se debe a las partículas submicroscópicas que se encuentran en las células de los tejidos que constituyen los medios trasparentes por los que debe pasar la lumière. La dispersion est augmentée lorsqu'il y a une certaine opacification dans les médias, comme doré jaune ou cataractes.

Acuité visuelle

Il est décrit comme la capacité de l'œil à définir les détails et est établi comme une relation mathématique entre la taille d'un objet et sa distance par rapport à l'œil. C'est l'inverse de l'angle "u" (voir figure), exprimé en minutes et un angle de 1 minute est considéré comme une valeur normale de référence, c'est pourquoi on parle de vision unitaire comme équivalente à la vision normale.

Calcul de l'acuité visuelle

Pour son calcul on procède comme suit : tangente de l'angle « u » = taille du stimulus / distance à l'œil, donc un stimulus de 2.4 cm situé à 70 cm, 2.4/70 = 0.034, sa tangente est de 2º, angle visuel , et puisque AV est l'inverse de "u", dans ce cas c'est ½ = 0.5, donc AV est 0.5, en utilisant la notation que nous connaissons comme échelle décimale.

VA : 1 / u = 1 min

La notation peut être 6/6 (en anglais), dans laquelle les plus petites lettres sont vues à 6 m, donc 6/9, signifie que cet individu voit à 6 mètres, au plus les lettres qu'un individu normal verrait à 9 m. En notation anglo-saxonne, puisque 1 m est égal à 20 pieds, la vision normale est de 20/20 et 6/9 est égal à 20/30.

mesurer l'acuité visuelle

Il existe plusieurs façons ou optotypes de prendre le acuité visuelle, étant les optotypes de Reconnaissance les plus utilisés (Snellen 1862). Le problème avec ce type d'optotypes est qu'ils sont basés sur des lettres, ce qui suppose un facteur cognitif de reconnaissance qui peut fausser la mesure de VA, pour cette raison Landolt (1889) a modifié le test, en utilisant des anneaux avec des ouvertures qui sont situées dans différents positions, comme un "C" qui varie son orientation.

Autres façons de mesurer l'acuité visuelle

Il existe d'autres façons de mesurer l'acuité visuelle :

• Acuité directionnelle Vernier : Elle oblige l'observateur à distinguer une ligne brisée d'une ligne droite.
• Netteté du réseau ou résolution : Elle oblige l'observateur à distinguer l'orientation des barres du treillis ou l'espacement entre les barres.

En général, les optotypes comme les anneaux de Snellen ou de Landolt utilisent des figures avec les détails qu'il faut distinguer (ouverture de l'anneau), avec une taille 5 fois plus petite que la taille de la figure, ce qui prête à confusion puisque si on est avec une figure taille équivalente à une VA de 1, en réalité, puisque la taille du détail est 1/5 de la taille de la figure, la vision, l'acuité visuelle, devrait être supérieure, supérieure à l'unité.

Sensibilité à la lumière

Pour mesurer la sensibilité à la lumière nous prendrons en compte deux valeurs :

limite absolue: La plus petite quantité de lumière, en termes radiométriques (énergie) ou photométriques (luminance), pour qu'un stimulus soit détecté et constituerait la sensibilité visuelle maximale, qui à son tour dépend du diamètre des photorécepteurs dans la rétine.

minimum séparable: C'est la capacité à distinguer deux points, deux stimuli. La zone de plus grande concentration est la macula et pour que deux stimuli distincts soient perçus, il faut que deux cônes soient stimulés, séparés par un tiers entre eux, inactifs. Cette unité biologique minimale suppose une surface équivalente à une résolution de 30 cycles, alors que l'on sait que l'œil humain est capable de détecter des variations d'inclinaison correspondant à des angles de vision de 5 secondes, 25 fois plus petits que le diamètre d'un cône. C'est ce qu'on appelle l'hyperacuité.

La zone stimulée de la rétine a également des implications pour l'acuité visuelle, la plus grande acuité se produit avec les cônes et ceux-ci sont distribués avec une plus grande densité dans la fovéa et à mesure que nous nous éloignons, leur concentration diminuera, donc l'acuité visuelle à partir du 20º périphérique à la fovéa, il est beaucoup plus bas (courbes de Peichl et Wasle, 1979).

Analyse de la vision avec stimuli visuels

Nous partons de la théorie de Fourier, qui établit la possibilité d'analyser n'importe quel motif de stimuli dans une série d'ondes sinusoïdales, de sorte qu'un motif complexe puisse être décomposé en motifs plus simples, dont chacun serait vu comme un motif à variation lumineuse régulière. et sombre si observé séparément. Selon les règles de Fourier, il est possible de reproduire n'importe quel motif, répété ou non, en combinant les ondes sinusoïdales appropriées.

Interprétation de la lumière dans nos yeux

Les images, les stimuli venant de l'extérieur, comme les zèbres sur la figure, peuvent être décomposées en motifs d'ondes sinusoïdales et la somme d'un ensemble de plusieurs ondes sinusoïdales produira un motif plus complexe, constitue le "raccourci" pour le analyse de la système visuel.

Les treillis peuvent varier dans le nombre de barres, leur fréquence. Plus la fréquence est élevée, plus la résolution du système optique est élevée. C'est-à-dire pouvoir différencier qu'il s'agit de barres et non d'une tache.

Qualité du système optique

Lorsqu'il y a beaucoup de barres et que l'espace entre elles est très petit, le système optique doit avoir une haute résolution pour pouvoir les percevoir comme des barres.

La représentation graphique ou mathématique de la façon dont certaines fréquences spatiales sont distinguées avec précision tandis que d'autres sont perdues parce que le système n'a pas une résolution suffisante est connue sous le nom de fonction de transfert de modulation spatiale (MTF). Cette fonction mesure la capacité du système à transférer avec précision l'image originale de la modulation spatiale du stimulus cible à travers le système jusqu'à son décodage final et est une méthode d'étude de la qualité d'un système optique.

Mesurer la sensibilité au contraste

Les grilles sont utilisées en clinique pour mesurer la sensibilité au contraste, détectant le contraste minimum entre les rayures sombres et claires d'un treillis, de sorte que le treillis est perçu comme tel et non comme une tache grise. De cette façon, nous analysons le système optique de l'œil, de la même manière que nous l'avons fait avec la fonction de transfert de modulation spatiale, ce qui n'est pas possible dans l'œil, car nous ne pouvons pas l'ouvrir et enregistrer ce qui se passe sur la rétine, donc quoi nous enregistrons la conscience de l'observateur, ce qu'il voit.

Des études montrent que la vision chez l'homme est la plus sensible au point de 6 cycles par seconde, diminuant à partir de ce niveau. Cela signifie qu'à ce stade, nous pouvons voir les stimuli même avec un degré de contraste minimum, tandis que les stimuli de fréquence plus élevée ont besoin de plus de contraste pour être perçus.

La même chose se produit également de l'autre côté, avec des stimuli de moins de 6 cycles, la résolution diminue. Ce type d'analyse de la vision est ce qu'on appelle les courbes de sensibilité au contraste ou CSF, Contrast Sensitivity Function, lorsque différents niveaux de fréquence sont évalués (voir ci-dessous).

La figure représente graphiquement la courbe de sensibilité au contraste. La ligne noire est le niveau de vision en fonction des fréquences spatiales et du contraste, maximum au point 6 cycles/sec.

Il a été montré que les courbes de la fonction de transfert de modulation spatiale chez l'homme varient avec l'âge, atteignant un maximum à 20 ans et diminuant progressivement par la suite, avec un déplacement vers la gauche et une diminution de l'apex maximal.

L'hypothèse multicanal est admise, où il y aurait un certain nombre de canaux, environ six, dans lesquels chacun a une réponse maximale à un type de fréquence spécifique, en fonction de la campcellules réceptives des cellules (zone de stimulation et zone d'inhibition), lors du "réglage" entre le campoy la fréquence, c'est-à-dire que la barre lumineuse est ajustée à la zone de stimulation et les sombres à la zone d'inhibition (dans le cas de campou centre + et périphérie -) :

Bien que ce processus de filtrage des canaux commence dans la rétine (cellules centre-périphérie), il devient pertinent dans les cellules cérébrales, où il existerait 6 types d'organisations cellulaires, chacune sensible à un type de bande de fréquence spécifique, ainsi qu'à sa réponse. sera supérieur ou inférieur selon que le stimulus est plus proche ou plus éloigné de la bande de fréquence dans laquelle il est accordé.

Selon l'organisation de la campos réceptif dans le cortex cérébral, une certaine représentation mathématique peut être établie, donc dans le campos centre périphérie, seraient des filtres gaussiens tandis que dans le campos orientation, le filtre est de type Gabor :

sensibilité au contraste

Nous avons vu qu'une mesure de ce que nous voyons était la mesure de l'acuité visuelle, mais ces données sont très partielles sur le concept de voir.

Après avoir analysé les processus qui suivent les mécanismes de perception visuelle, la « fonction de sensibilité au contraste » (CSF) apparaît, comme un test qui complète l'acuité visuelle pour mieux appréhender la vision d'un individu, sa capacité à détecter les détails.

Les premières études de la fonction de sensibilité au contraste sont dues à Schade en 1956, même si elle n'est devenue populaire qu'avec l'apparition de systèmes d'analyse basés sur les techniques de Fourier (décomposition d'un objet en fréquences spatiales).

Qualité du système optique

On sait que pour connaître les caractéristiques d'un système optique il faut comparer l'image générée avec l'image projetée. Si l'image générée après l'avoir projetée à travers le système optique est identique, nous disons que ce système optique est parfait mais, dans la plupart des cas, il y a toujours un type de distorsion ou d'aberration qui détermine les différences entre les deux images, cette différence, son L'étude, généralement appelée « atténuation » de contraste, est ce que l'on appelle la fonction de transfert de modulation spatiale ou fonction de transfert de modulation.

Mesurer la sensibilité et la qualité du système optique

Avec les techniques de Fourier, nous pouvons décomposer tous les objets en bandes de fréquences comme celle-ci, pour caractériser un système optique, ce que nous faisons, c'est voir comment chacune de ces fréquences spatiales transmet. Ceci s'applique à un dispositif optique mais pas à l'oeil, puisque nous n'avons aucun moyen d'isoler l'image qui est projetée sur la rétine.

Pour résoudre ce problème, au lieu de garder constant le contraste de l'image projetée et de voir l'atténuation dans l'image qui est collectée, on inverse la situation, on fait varier le contraste dans chaque bande de fréquence et on observe la capacité de détection par le sujet.

En pratique, on réduit progressivement le contraste d'un réseau sinusoïdal en gardant constante sa luminance moyenne jusqu'à atteindre un seuil, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'observateur ne perçoive plus l'écartement des barres du réseau. L'inverse de ce niveau de contraste est la sensibilité au contraste. Le test est réalisé en étudiant différentes fréquences spatiales et on obtient ainsi la fonction de sensibilité au contraste ou CSF.

Résultats de sensibilité au contraste

Le résultat montre que notre système visuel agit comme un système de filtre passe-bande, atténuant les hautes et très basses fréquences, atteignant sa sensibilité maximale pour les fréquences comprises entre 3 et 6 cycles/degré.

La fonction de sensibilité au contraste a ses limites puisque la rétine n'est pas un système linéaire homogène. La répartition des photorécepteurs n'est pas la même sur toute sa surface et les mécanismes d'adaptation à la lumière sont également différents selon la région de la rétine que l'on étudie.

On sait que ces points de conflit sont réduits lorsque l'on effectue le test de sensibilité au contraste avec très peu de variation de luminance, qui se produit près du seuil, à ce stade, la réponse rétinienne est assez homogène et la fonction de sensibilité au contraste est plus intéressante. Pour résoudre ce problème, il a également été proposé d'étudier la fonction de sensibilité au contraste optique, comme nous le faisons couramment, et la sensibilité au contraste rétine-cerveau, qui est obtenue en projetant directement les réseaux sinusoïdaux sur la rétine par des méthodes d'interférométrie, évitant ainsi la changements d'atténuation qui dépendent de la structure optique de l'œil. La comparaison des deux fonctions permet de connaître la fonction réelle de sensibilité au contraste de cet individu, la totale, la cérébrale et l'optique, en soustrayant l'une de l'autre.

Comment effectuer le test de sensibilité au contraste

En pratique clinique, nous réalisons généralement le test en projetant 5 fréquences spatiales : 1.5, 3,6, 12 et 18 cycles/degré, qui correspondent, approximativement, à des acuités visuelles : 0.05, 0.1, 0,3, 0,6 et 1. Chaque bande diminuera progressivement son contraste tandis que l'inclinaison des franges varie. Il existe une variante qui est le test de Regan, qui consiste à présenter 3 niveaux de contraste, 97%, 7% et 4%, et à chaque niveau l'AV est prise avec des optotypes Snellen, détectant le niveau d'acuité atteint par le patient dans chaque contraste.

Aspects affectant la sensibilité au contraste

Les valeurs de la fonction de sensibilité au contraste peuvent varier en fonction de divers facteurs.

• excentricité rétinienne est l'un d'entre eux, la sensibilité au contraste diminue à mesure que l'on s'éloigne de la macula.
• L'orientation du réseau Cela influence également, de sorte qu'il y a une plus grande sensibilité lorsque l'orientation est verticale ou horizontale par rapport à lorsqu'elle est oblique.
• La longueur d'onde de la lumière utilisée il est également présenté comme un facteur différentiel, le bleu est beaucoup plus faible, avec des pics maximaux aux fréquences de 2 ou 3 cpd, cependant ces différences s'annulent lorsque l'on utilise des filtres au lieu de la lumière chromatique directe, ce qui jette un doute sur les résultats obtenus. les différences dans les courbes de fonction de sensibilité au contraste pour chaque photopigment.
• le flou a également son rôle, lorsque la fonction de sensibilité au contraste est produite et analysée, on constate que les basses fréquences ne sont pas affectées, tandis que les moyennes et hautes fréquences le sont, enregistrant une diminution des courbes à mesure que l'intensité du flou augmente.

Limites de la vision spatiale

Le but de la vision est d'extraire des informations de l'environnement physique à travers la lumière émise, réfléchie ou transmise, par des objets ou des surfaces. Pour obtenir des informations utiles, le système visuel doit classer et coder les changements qui se produisent dans l'image visuelle. Les images naturelles ont un contenu en fréquences spatiales auxquelles le système visuel semble s'être adapté dans sa propre évolution.

Le système visuel a des limites imposées par le système optique oculaire et par le processus de transduction de l'impulsion lumineuse en impulsion électrique dans la rétine, ainsi que le traitement de ce signal au niveau central.

Qualité optique de l'image rétinienne

La lumière qui atteint la rétine doit traverser les différents dioptries oculaires en subissant leurs imperfections, aberrations et diffraction.

Le fait que l'axe visuel ne coïncide pas avec l'axe optique ressort (il est généralement déplacé de 5º par voie nasale) et que les surfaces optiques n'ont pas de symétrie de révolution, elles sont décentrées et inclinées l'une par rapport à l'autre.

D'autre part, le rayon de courbure de la rétine fait de l'œil un système approximativement homocentrique, de sorte que les aberrations de courbure de campo Elles sont très bien compensées et on peut s'attendre à un bon comportement des aberrations en périphérie du c.ampou visuel

aberrations optiques

Les aberrations les plus fréquentes sont le flou :

• flou positif: Lorsque les foyers sont derrière la rétine.
• flou négatif: Quand ils sont devant.

Les aberrations chromatiques

Actuellement très discuté, dans lequel certains auteurs insistent sur la réduction pour améliorer la qualité optique, notamment avec les nouvelles conceptions de lentilles intraoculaires. La réalité est que cela n'a pas beaucoup de sens puisque ces aberrations sont fondamentalement dues à la bande bleue et que le nombre de cônes sensibles à cette longueur d'onde est bien inférieur à ceux du vert et du rouge, notamment dans la macula, ce type d'aberrations à le niveau maculaire est minime, ce qui rend inutile l'utilisation de lentilles spéciales. On estime que l'aberration chromatique dans la macula ne dépasse pas 0.5 dioptrie.

aberrations sphériques

Elles sont dues au flou des rayons lumineux qui passent à différentes distances du centre du cristallin ou, si l'on préfère généraliser, du centre du élève, compris comme le diaphragme qui détermine le diamètre "fonctionnel" des lentilles qui permettent à la lumière de passer vers la rétine, essentiellement la cornée. Il est admis que ce type d'aberration augmente quadratiquement avec le rayon de la pupille, atteignant jusqu'à 2 D pour des rayons marginaux dans des pupilles de 8 mm de diamètre (rayon de 4 mm). Dans ce cas, le calcul serait :

Aberration sphérique = 1/8 x r2

On voit ainsi que les aberrations sphériques sont importantes en vision scotopique, la nuit, alors que le jour, avec des pupilles comprises entre 2 et 3 mm, elles sont quasiment négligeables.

Les autres types d'aberrations d'ordre élevé prennent de l'importance en fonction des caractéristiques de l'œil et, tout particulièrement, du diamètre pupillaire, comme dans le cas de l'aberration sphérique.

mesurer la qualité optique

La façon de mesurer la qualité optique d'un système est à travers la fonction de transfert de modulation spatiale, 1 étant sa valeur maximale, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'atténuation lors de la projection d'un réseau sinusoïdal à travers ce système optique.

En clinique, on utilise des systèmes qui essaient d'imiter ce type d'étude, ce sont les aberromètres basés sur des fronts d'onde, à la fois de type Hartman-Sharck et Sherning, établissant des courbes basées sur l'atténuation dans différentes bandes de fréquences, généralement : 0,10,20,30 et 40 cpd. Le problème est qu'ils offrent des données indirectes qui se rapprochent simplement de la réalité.

L'autre façon d'étudier le système optique de l'œil consiste à utiliser les fonctions de sensibilité au contraste (CSF), décrites ci-dessus.

Échantillonnage spatial de la rétine

On sait que les photorécepteurs ont la forme approximative d'un long cylindre de petit diamètre et d'indice de réfraction plus élevé que le liquide qui les entoure, agissant comme des fibres optiques qui captent la lumière incidente pour la transmettre par le phénomène de réflexion totale.

Ce fait est directement lié à l'effet Stiles-Crawford, selon lequel, dans des conditions photopiques, la lumière entrant par le centre de la pupille est plus efficace dans la stimulation rétinienne que la lumière entrant par le bord de la pupille. L'explication est que la lumière axiale est piégée et guidée dans les cônes plus efficacement que la lumière entrant dans le bord pupillaire, formant un plus grand angle d'incidence dans les cônes.

Qualité de vision maximale

La limite de résolution maximale sera donnée par les cônes maculaires, qui sont ceux qui ont la plus grande capacité à capter la lumière, comme nous venons de le voir, et aussi parce que la macula est là où il y en a une plus grande densité, tout dépendra de les distances entre eux.

La résolution maximale, ou la fréquence spatiale limite, sera l'inverse de deux fois la séparation entre les éléments d'échantillonnage, selon l'expression :

R (résolution) = 1 / 2 A

Où R est la fréquence spatiale maximale pouvant être échantillonnée et A, l'interdistance entre les éléments d'échantillonnage, les cônes maculaires, qui est d'environ 2.5 microns, équivalent à 0.5 minute d'arc.

La fréquence de coupure sera, 1 / 2 x 0.5 = 1 cycles/minute d'arc = 60 cycles/degré (Seuil absolu de vision). Si des images avec des détails qui dépassent ce niveau de fréquence sont projetées sur la rétine, elles ne seront pas vues, il y a des informations qui passeront inaperçues à l'oeil, c'est ce qu'on appelle le sous-échantillonnage ou aliasing en anglais.

Cette notion de résolution maximale est différente de la notion de « minimum separabile », c'est-à-dire la capacité maximale à différencier deux éléments séparés l'un de l'autre. Si l'expérience est réalisée avec des points lumineux sur les cônes, pour qu'ils apparaissent séparés, il faut qu'il y ait un troisième cône au milieu des deux, donc, si on applique la formule R, maintenant la distance entre les cônes n'est pas plus long 2.5 , mais double, 5 microns, donc la résolution devient la moitié, 30 cycles/degré.

Le niveau de résolution diminue rapidement lorsque nous nous éloignons de la macula, de la fovéa, il y a une augmentation de 0.5 minutes à 2 minutes à seulement 5º d'excentricité.

Effets environnementaux sur la vision

La perception de la luminosité d'un certain objet dépend plus de la luminance des objets adjacents que de la luminance réelle de l'objet lui-même.

Lorsque nous percevons un objet sur un fond sombre, nous le voyons plus lumineux et, au contraire, sur un fond plus clair nous le percevons comme plus sombre, moins lumineux, tel qu'il apparaît sur la figure, c'est le "contraste de luminosité simultané» qui s'explique par le fait de « l'inhibition latérale des cellules » (l'activité d'une cellule dépend de l'activité des voisines, si elles ne sont pas actives, la cellule centrale a une décharge maximale mais, si les périphériques sont activé, il y a inhibition du contigu, du central). Ceci explique le phénomène connu sous le nom de bandes de Mach.

Ce phénomène ne se réalise pas toujours comme nous l'avons décrit, nous savons qu'il existe des situations où se produit une perception totalement contraire à celle attendue selon l'inhibition latérale, ceci a été étudié par des chercheurs en Gestalt (figure du bas), où des facteurs de cognitif et de haut -type vers le bas.

Effets temporaires sur la vision

Il ne s'agit pas de processus d'adaptation à la lumière ou à l'obscurité, c'est ce qu'on appelle adaptation sélective ou satiété ou fatigue neurale.

Après avoir présenté un stimulus, par exemple un réseau à 6 cycles, si nous effectuons une analyse de la fonction de transfert de modulation spatiale, nous voyons comment il y a une baisse de sensibilité à cette fréquence, une fatigue à ce stimulus s'est produite.

Perception de la luminosité et de l'obscurité

Il semble raisonnable d'admettre que la perception de la luminosité et de l'obscurité sont les extrémités d'un continuum unique.

Cependant, nous savons que les mécanismes responsables des deux perceptions sont différents. Les cellules dont le centre est allumé et la périphérie éteinte sont responsables de la luminosité, et les cellules dont le centre est éteint et la périphérie allumée sont responsables de la perception de l'obscurité.

Sensibilité et adaptation lumière-obscurité

Nous avons déjà souligné au début de cet article l'expérience de la façon dont la sensibilité à la lumière augmente après avoir été dans l'obscurité pendant un certain temps.

Cette sensibilité accrue se produit en deux étapes :

• Première étape : Rapide grâce aux cônes
• Deuxième étape : Plus lente, à cause des tiges.

mesurer l'adaptation à l'obscurité

Expérimentalement, nous pouvons définir une courbe d'adaptation à l'obscurité, reliant sensibilité et temps dans l'obscurité. Un point est utilisé fixation et une lumière périphérique que l'observateur doit détecter en gardant le regard sur le point de fixation. Pour mesurer la courbe de sensibilité à l'obscurité, l'observateur s'adapte à une lumière intense et est alors invité à regarder un stimulus. Pour mesurer la sensibilité adaptée à la lumière, l'observateur est invité à ajuster l'intensité de la lumière jusqu'à ce qu'il puisse à peine la voir, puis la lumière est éteinte pour démarrer le processus d'adaptation à l'obscurité, et de temps en temps, l'observateur est invité à observer réglez l'intensité de la lumière de test de sorte que vous puissiez à peine la voir.

La figure montre la courbe après 28 minutes d'adaptation à l'obscurité, où l'on peut voir qu'au fil du temps, la détection de la lumière périphérique s'effectue avec moins d'intensité, indiquant une augmentation de la sensibilité.

Cette sensibilité augmente en deux phases, la première, rapide, pendant les 3 ou 4 minutes qui suivent l'extinction de la lumière, puis elle stagne entre 7 et 10 minutes puis augmente à nouveau pendant les 20 ou 30 minutes suivantes.

Sensibilité à la lumière après la tombée de la nuit

Dans des conditions normales, la sensibilité à la lumière à la fin de la période d'obscurité est 100.000 XNUMX fois supérieure à la sensibilité affichée au début du test, avant l'extinction de la lumière. La première phase de la courbe correspond à l'adaptation des cônes et, une fois leur adaptation terminée, la courbe se stabilise jusqu'à ce qu'elle soit atteinte par l'augmentation de sensibilité des crayons, moment auquel la sensibilité augmente à nouveau. Ce point est connu sous le nom de "point d'arrêt entre les bâtonnets et les cônes".

Adaptation sombre de la vision

La différence de temps d'adaptation des bâtonnets et des cônes est due au temps nécessaire aux pigments des deux photorécepteurs pour se régénérer. Rappelons que ce processus se produit dans l'obscurité, après la décoloration du pigment par l'action de la lumière.

Les différences d'adaptation à l'obscurité expliquent que lorsque nous entrons dans un environnement sombre, il nous faut quelques minutes, 10 à 15, pour commencer à voir des objets que nous ne percevions pas auparavant, c'est le temps qu'il faut aux tiges pour s'adapter à la sombre, avec un pigment à régénération plus lente.

Pourquoi voit-on des couleurs dans le noir ?

Une autre différence importante dans les pigments est ce qu'on appelle une courbe spectrale, qui est mesurée en examinant la sensibilité aux lumières monochromatiques.

Il a été observé que lorsque nous nous adaptons à l'obscurité, les cônes sont plus sensibles aux fréquences de 580 nm, proches du jaune, tandis que les bâtonnets sont plus sensibles aux fréquences de 500 nm, proches du vert et du bleu, donc quand il fait noir, nous mieux voir les feuilles vertes des arbres par rapport à d'autres objets avec d'autres colores (Effet Purkinje).