Ángulo visual

El ángulo visual es el ángulo que forma un objeto visto a la altura de los ojos, generalmente expresado en grados de arco . También se le conoce como el 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.${\displaystyle S}$, ubicado en la distancia${\displaystyle D}$desde el punto${\displaystyle O}$.

Para los propósitos presentes, punto${\displaystyle O}$puede representar los puntos nodales del ojo , situados aproximadamente en el centro del cristalino, y también el centro de la pupila de entrada del ojo , que se encuentra a tan solo unos milímetros delante del cristalino.

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

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

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

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

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

Sin embargo, para ángulos visuales menores a unos 10 grados, esta fórmula más sencilla proporciona aproximaciones muy cercanas:

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

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

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

dónde${\displaystyle n}$es la distancia desde los puntos nodales hasta la retina, aproximadamente 17  mm.

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 lo tanto, tienen el mismo tamaño de imagen retiniana.${\displaystyle R\approx 0,17{\text{ mm}}}$.

Eso es un poco más grande que el tamaño de la imagen retiniana de la luna, que es aproximadamente${\displaystyle 0,15{\text{ mm}}}$, porque, con el diámetro medio de la luna${\displaystyle S=3474{\text{ kilómetros}}}$${\displaystyle (2159{\text{ millas}})}$y la distancia media de la Tierra a la Luna${\displaystyle D}$promediando ${\displaystyle 383.000{\text{ kilómetros}}}$(${\displaystyle 238,000{\text{ millas}}}$),${\displaystyle V\approx 0.009{\text{ rad}}}$${\displaystyle \approx 0,52{\text{ grados}}}$.

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

Por lo tanto, si uno está interesado en el rendimiento 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).${\displaystyle S}$). Lo que importa es el ángulo visual${\displaystyle V}$lo cual determina el tamaño de la imagen retiniana.

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

En psicofísica y psicología experimental, el adjetivo "aparente" se refiere a la experiencia subjetiva de una persona. Así, "tamaño aparente" se refiere a la apariencia de un objeto, también conocido como "tamaño percibido".

Se ha producido confusión adicional debido a que existen dos experiencias cualitativamente diferentes de "tamaño" para un objeto observado. ^{[ 3 ]} Una es el ángulo visual percibido.${\displaystyle V'}$(o ángulo visual aparente) que es el correlato subjetivo de${\displaystyle V}$, 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 extremos del objeto con respecto a uno mismo. ^{[ 4 ]}

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

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

La corteza visual primaria del cerebro (área V1 o área de Brodmann 17) contiene una representación espacialmente isomórfica de la retina (véase retinotopía ). En términos generales, es un "mapa" distorsionado de la retina. En consecuencia, el tamaño${\displaystyle R}$de una imagen retiniana dada 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 de resonancia magnética funcional (fMRI) para demostrar que un aumento en el ángulo visual de un objetivo visto, que aumenta${\displaystyle R}$, también aumenta la extensión del patrón de actividad neuronal correspondiente en el área V1.

Los observadores en el experimento realizado por Murray y sus colegas vieron una imagen plana con dos discos que abarcaban el mismo ángulo visual.${\displaystyle V}$y formaron imágenes retinianas del mismo tamaño.${\displaystyle R}$pero el tamaño angular percibido${\displaystyle V'}$El área de actividad en V1 era aproximadamente un 17 % mayor que en V1, 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 retinianas eran del mismo tamaño. Esta diferencia de tamaño en el área de V1 se correlacionó 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 ]}

• agudeza visual
• ilusión de ángulo visual

• Baird, JC (1970). Análisis psicofísico del espacio visual. Oxford, Londres: Pergamon Press.
• Joynson, RB (1949). El problema del tamaño y la distancia. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 1 , 119–135.
• McCready, D. (1965). Percepción de tamaño-distancia y micropsia de acomodación-convergencia: una crítica. Vision Research. 5, 189–206.
• McCready, D. (1985). Sobre el tamaño, la distancia y la percepción del ángulo visual. Perception & Psychophysics, 37 , 323–334.
• Murray, SO, Boyaci, H, & 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. La ilusión lunar explicada .

• La tabla interactiva de agudeza visual de la Universidad de Buffalo permite visualizar letras o símbolos de una línea Snellen específica en el monitor de su ordenador con el tamaño exacto (nota: debe seguir las instrucciones de calibración).