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Mira la imagen de abajo. Aunque parece un triángulo 3D de pie, sabemos que es una imagen 2D.
Una imagen 2D puede dibujarse de una forma determinada para hacernos creer que es un objeto 3D, pixabay.com
- Empezaremos definiendo las constantes visuales para comprender mejor su significado e importancia.
A continuación, nos centraremos en las constantes visuales para comprender cómo se relacionan con la percepción 3D.
A continuación, exploraremos los tipos de señales visuales, incluidas las señales pictóricas de profundidad.
A lo largo del artículo, utilizaremos ejemplos de claves y constancias visuales para ayudarte a comprender lo que son.
Por último, examinaremos cómo las claves visuales nos engañan para que percibamos ilusiones.
Las señales visuales y la percepción
Cuando miramos a nuestro alrededor, la información que vemos se envía al cerebro. Curiosamente, la información que recibe la retina es bidimensional, pero podemos ver el mundo en tres dimensiones. Entonces, ¿cómo conoce nuestro cerebro la profundidad?
La retina es una estructura situada en la parte posterior del ojo. Su función es traducir la información visual de la luz a señales eléctricas y transmitirla a los nervios que conectan los ojos con el cerebro.
Señales visuales y percepción: Cómo vemos el mundo
La percepción de la profundidad es nuestra capacidad de ver el mundo en 3D. No sólo nos permite ver la longitud y anchura de los objetos, sino también su distancia. Comprender la distancia que nos separa de los distintos objetos es crucial para interactuar con el entorno.
Sin la percepción de la profundidad, no seríamos capaces de juzgar qué objetos, animales o personas están lo bastante cerca como para interactuar con ellos. No podríamos saber si un objeto es diminuto o si tiene un tamaño normal pero está lejos. Además, sería imposible navegar por el mundo y la visión no sería muy útil. Afortunadamente, todos los humanos que pueden ver son capaces de percibir la profundidad.
Hay dos tipos distintos de señales de profundidad: las señales de profundidad monoculares y las señales de profundidad binoculares. Las señales que pueden procesarse con un solo ojo se denominan señales monoculares. Así, si llevaras un parche en el ojo, seguirías siendo capaz de crear una representación tridimensional del entorno. En comparación, las claves binoculares se dan cuando ambos ojos reciben información visual que permite percibir la profundidad.
Algunas personas pueden ser incapaces de percibir las señales binoculares de profundidad debido a condiciones como la ceguera en uno de sus ojos. Sin embargo, siguen siendo capaces de percibir la profundidad hasta cierto punto porque pueden confiar en las señales monoculares de profundidad.
Significado de las constantes visuales
Podemos percibir ciertas características de los objetos físicos como las mismas a pesar de los cambios en su apariencia, lo que se denomina constantes visuales. Vamos a desgranar esta definición.
La forma en que los objetos se presentan en nuestra retina cambia constantemente, aunque no lo veamos. Por ejemplo, los muebles de nuestra habitación cambian continuamente de forma cuando nos movemos y cambia nuestra perspectiva. Del mismo modo, cuando cambia la iluminación, seguimos percibiendo que los objetos tienen el mismo color. No vemos cambios en el color de las naranjas o las manzanas cuando se pone el sol. Esto nos permite ver una imagen estable y constante del mundo.
Distinguimos tres tipos de constancias visuales: constancia de forma, de color y de tamaño.
Quizá las constantes visuales más relevantes para la percepción de la profundidad sean las constantes de forma y tamaño.
Cuando miramos un rectángulo desde distintas perspectivas, su forma se distorsiona ligeramente, pero seguimos percibiéndolo como un rectángulo, no como un trapecio.
Nuestro cerebro interpreta correctamente que las distorsiones de la forma del rectángulo se deben a cambios en nuestra posición o en la del rectángulo, y no a un cambio en la forma del objeto.
La constancia del tamaño también es muy reveladora en términos de distancia y profundidad. Tenemos una idea de lo altos o anchos que son los distintos objetos. Por tanto, podemos utilizar la información sobre los cambios en su tamaño como pistas sobre su distancia a nosotros. Por ejemplo, generalmente sabemos lo alto que es un ser humano. Por tanto, si vemos que un ser humano en nuestro campo visual parece mucho más pequeño, podemos suponer que está muy lejos de nosotros.
Haber y Levin (2001) pidieron a nueve estudiantes universitarios que estimaran la distancia entre ellos y distintos objetos. Los objetos eran de tamaños conocidos, objetos que podían variar de tamaño o recortes de cartón de formas geométricas.
Los investigadores descubrieron que los participantes estimaban mucho mejor el tamaño de los objetos con los que estaban familiarizados y que tenían un tamaño constante. Los resultados sugieren que la constancia del tamaño y el tamaño relativo son claves importantes para la percepción de la profundidad.
Tipos de señales visuales y ejemplos
Veamos ahora los distintos tipos de señales visuales y cómo las experimentamos en la vida real.
Señales de profundidad pictóricas
Las señales de profundidad pictóricas se consideran monoculares. Pueden representarse en imágenes 2D y no requieren ningún movimiento.
La primera señal que describiremos es la altura en el plano. Los elementos de la escena visual que están más elevados se interpretan como los más alejados de nosotros. Por el contrario, los objetos que están más bajos se interpretan como si estuvieran más cerca de nosotros. Fíjate en la imagen de abajo: el árbol que parece más lejano es también el más elevado.
Eltamaño relativo es otra pista importante de la profundidad pictórica. El tamaño aparente de un objeto está relacionado con la distancia a la que se encuentra de nosotros. Sabemos lo grande que suele ser un árbol comparando lo que sabemos sobre su tamaño con el tamaño aparente del árbol. A partir de ahí, podemos estimar a qué distancia está de nosotros; este indicio también se aprecia en la imagen siguiente. El árbol más grande parece el más cercano, mientras que el más pequeño parece el más lejano.
Árboles junto a un camino, Alicja Blaszkiewicz, StudySmarter Originals
Veamos ahora la foto del campo de girasoles. Un indicio que podemos utilizar para evaluar la profundidad en esta foto es la oclusión. El girasol que está más cerca se solapa parcialmente con el que está detrás. Normalmente, la visión de los objetos más alejados estará obstruida en su mayor parte o en su totalidad por los objetos más cercanos.
Otro aspecto de la imagen que varía en función de la distancia es el gradiente de textura. Podemos ver la fina textura en los centros de los girasoles más cercanos a nosotros; esta textura se hace más pequeña y menos visible al mirar los girasoles más lejanos.
Campo de girasoles, freepik.com
Pasemos a la foto de la carretera, donde podemos ver claramente la perspectiva lineal. Como estamos acostumbrados a ver cómo se ven las líneas paralelas desde lejos, podemos interpretar rápidamente que las líneas que convergen en esta foto son un signo de distancia y no de que la carretera se esté estrechando.
Perspectiva lineal en el ejemplo de una carretera, freepik.com
Señales binoculares de profundidad
Las señales binoculares de profundidad utilizan la comparación de la información recibida de cada ojo. Las imágenes diferentes nos permiten extraer más información sobre la distancia del objeto. Aunque nuestros ojos estén cerca, cada uno mira el mundo desde una perspectiva ligeramente distinta.
Tú mismo puedes experimentar la disparidad entre lo que ven tus ojos. Coloca un objeto, como tu mano o tu teléfono, cerca de tu cara. Ahora, míralo con el ojo derecho y luego sólo con el izquierdo. Puede que notes ligeras diferencias.
Esta disparidad retiniana, es decir, la diferencia de información que llega a la retina de cada ojo, nos ayuda a percibir la distancia relativa de los objetos. Esto da lugar a la estereopsis, que es la percepción de la profundidad debida a la visión binocular.
Hagamos otro experimento. Intenta mirar un objeto que esté muy cerca de tu cara. Puedes utilizar el dedo o intentar mirar la punta de tu nariz. Luego mira algo que esté muy lejos.
Puedes sentir que los músculos de tus ojos se mueven cuando miras cosas a diferentes distancias; esto se llama convergencia. Cuando tus ojos convergen para enfocar el objeto que tienes delante, los músculos que controlan el movimiento ocular se estiran. Esta respuesta muscular es también una señal binocular que nos ayuda a estimar la distancia del objeto.
Ejemplos de pistas y constantes visuales en las ilusiones visuales
Todas estas pistas tienen mucho sentido y parecen ser precisas. Entonces, ¿por qué a veces nos engañan? De vez en cuando, las pistas pueden ser ambiguas o entrar en conflicto entre sí, dando lugar a ilusiones visuales. Aunque las señales pictóricas son, en su mayoría, precisas en la vida real, las imágenes creadas artificialmente pueden utilizarlas para engañar nuestra percepción.
Consideremos la ilusión del Triángulo de Kanizsa. La colocación de las figuras en esta imagen nos hace ver un triángulo blanco en el centro, que en realidad no está ahí porque rellenamos los contornos con otra figura.
La interpretación ilusoria de esta imagen también es coherente con la pista de oclusión.
Triángulo Kanizsa, Fibonacci, CC BY-SA 3.0 , vía Wikimedia Commons
Por otra parte, la ilusión de Ponzo está causada por nuestra confianza en las señales de profundidad pictóricas. Las dos líneas amarillas que puedes ver en la imagen de abajo tienen en realidad la misma longitud, aunque la línea que está más arriba en la imagen parezca mucho más grande.
La ilusión se produce porque tenemos diferentes claves pictóricas como el tamaño aparente, la altura en el plano, el gradiente de textura y la perspectiva lineal, que sugieren que la línea amarilla que está más arriba es relativamente mucho más larga que la otra.
Una de las líneas es mucho más corta que las líneas negras paralelas a ella, y la otra es más larga; esto nos da información sobre su tamaño aparente.
Otra pista es la altura en el plano; la diferencia entre la altura de las dos líneas sugiere que una está más lejos.
El gradiente de textura creado por las líneas negras más cortas se hace más pequeño más arriba en la imagen, lo que nos da información sobre la distancia. Esto también sugiere que una de las líneas amarillas está mucho más lejos que la otra.
También podemos ver perspectiva lineal creada por la convergencia de las dos líneas perpendiculares a las líneas amarillas, que indica profundidad.
Si ésta fuera una escena que viéramos en la vida real, tendríamos razón, ¡y las líneas no tendrían el mismo tamaño!
Constantes y señales visuales - Puntos clave
- Lapercepción de la profundidad se refiere a la capacidad de ver el mundo en tres dimensiones. Es posible gracias a las señales visuales de profundidad.
- Las señales de profundidad son todos los elementos de la escena visual que indican de forma fiable información sobre la profundidad y la distancia. Podemos distinguir entre señales de profundidad monoculares y señales de profundidad binoculares.
- Podemos percibir ciertas características de los objetos físicos como las mismas a pesar de los cambios en su apariencia; estas características se denominan constantes visuales. Distinguimos tres tipos de constantes visuales: constantes de forma, de color y de tamaño.
- Las señalespictóricas de profundidadse consideran monoculares y pueden representarse en imágenes 2D. Las claves de profundidad pictóricas incluyen la altura en el plano, el tamaño relativo, la oclusión y el gradiente de textura.
- Las señales binoculares incluyen la disparidad retiniana y la convergencia.
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