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miércoles, 5 de octubre de 2016

CÁMARA ESTENOPEICA

La cámara oscura.

Los principios básicos de los estenopos se encuentran ya en textos chinos del s. V a. C. Los chinos habían des cubierto que la luz viaja en linea recta. El filósofo Mo Ti es el primero (conocido), que constata la formación de una imagen, invertida, en una pantalla a través de un orificio. Mo Ti se percató de que los objetos reflejan la luz en todas las direcciones, y que los rayos procedentes de un objeto, cuando pasan a través de un orificio, producen una imagen invertida en una pantalla, describiendo el fenómeno de la cámara oscura. Pero, no hay más referencias a la cámara oscura en textos chinos hasta el s. IX d.C., cuando Tuan Cheng Shih hace referencia a una imagen en una pagoda. Shen Kua, más tarde, corrigió la explicación de la formación de la imagen. En el s.X d.C. Yu Chao - Lung, usó modelos de pagodas para formar imágenes estenopeicas en una pantalla. De todos modos, de estos experimentos no se derivá ninguna teoría geométrica sobre la formación de la imagen.

 

En el hemisfério occidental, Aristóteles (s. IV a. C.) comenta la formación de imágenes estenopeicas en su obra "Problemas". En el Libro XV,6, pregunta: "¿Por qué cuando la luz atraviesa un orificio cuadrado, o por ejemplo a través de un trabajo de cestería, no forma imágenes cuadradas sino circulares?[...]". En el Libro XV, 11 va más allá y se pregunta "¿Por qué en un eclipse de Sol, si uno mira a través de un tamiz o de una hoja de árbol, como las del platanero, o si uno une los dedos de una mano sobre los de la otra y mira al través, los rayos siguen formando una imagen en forma de creciente? ¿es por la misma razón por la que cuando los rayos brillan a través de un orificio cuadrado, siguen apareciendo en forma de un cono?[...]"(Aristóteles 1936: 333, 341). Aristóteles no encontró respuestas satisfactorias a estas observaciones, que permanecieron sin resolver hasta el s. XVI.

 

El médico y matemático árabe Ibn Al-Haitam (Albazen) experimentó con la formación de imágenes en el s. X d.C.. Dispuso tres velas alineadas y colocó una pantalla con un pequeño orificio entre estas y la pared. Notó que las imágenes eran formádas sólo a través de pequeños agujeros y que la vela de la derecha formaba la imagen de la izquierda, y así sucesivamente. De aquí dedujo la linealidad de la transmisión de la luz.

 

En los siguientes siglos, la técnica estenopeica fué utilizada por investigadores de la óptica en varios experimentos para investigar la luz solar proyectada a través de un pequeño orificio.

 

Renacimiento y Post-renacimiento.

 

En el Renacimiento y los siglos siguientes la cámara oscura fué utilizada sobre todo para fines científicos en astronomía y, ayudados por las lentes, como ayudas para el dibujo por pintores y dibujantes amateurs.

 

Leonardo Da Vinci (1452-1519) describe la formación de imágenes estenopeicas en su "Codex atlanticus". En él describe la formación de imágenes del sol a través de orificios practicados en las paredes de una iglesia.

 

En 1475, el matemático y astrónomo renacentista Paolo Toscanelli colocó un anillo de bronce con una apertura en una ventana de la catedral de Florencia, que todavía está en uso. En días soleados, una imagen solar se proyecta a través del orificio sobre el suelo de la catedral.A mediodía, dicha imagen coincide con una marca en el suelo de la catedral. Este efecto fué utilizado para conocer la hora (Renner 1995:6).

En 1580 los astrónomos papales usaron un orificio y una marca similar en el Observatorio Vaticano de Roma para probar al papa Gregorio XIII que el equinoccio de primavera se había fijado incorrectamente en el 11 de marzo y no en el 21 de marzo. Dops años más tarde, después de cuidadosas consideraciones, Gregorio XIII corrigió el calendario Juliano en 10 días, creando con ello el calendario Gregoriano vigente hoy en día.

 

Giovanni Battista della Porta (1538-1615), un científico napolitano, ha sido considerado el inventor de la cámara oscura por su descripción de una cámara oscura estenopeica en la primera edición de su "Magia Naturalis" (1558). Su descripción ha sido muy conocida, pero el no fué de ningún modo el inventor.

 

La primera imagen de una cámara oscura estenopeica es aparéntemente un dibujo en "De Radio Astronomica et Geometrica"(1545), del astrónomo Gemma Frisius. Este utilizó un estenopo en una habitación oscura para estudiar el eclipse solar de 1544.

 

El término cámara oscura fué acuñado por Johannes Kepler (1571-1630). En ese momento el término indicaba una habitación o una tienda con un orificio y una lente usados por los artistas para dibujar paisajes. La lente permitía obtener una imagen más brillante y enfocarla a cierta distancia. Este tipo de cámara es distinto del usado por Frisius, que no tenía lente. En la década de 1620, Kepler inventó una cámara oscura portatil. Estas cámaras, utilizadas como ayuda al dibujo, se encontraron pronto en diversas formas y tamaños.

 

Durante el s.XIX, varias grandes cámaras oscuras fueron utilizadas como lugares de educación y entretenimiento. Las lentes de menisco, superiores en calidad a las biconvexas, mejoraron las imágenes proyectadas. Varios edificios con cámaras oscuras permanecen en pie hoy en día. La Cámara Oscura en Royal Mile (Edimburgo); La Great Union Camera en Douglas (Isla de Man); El Observatorio Clifton en Bristol (Inglaterra); la cámara oscura de Portmeirion, (Gales del Norte); la Cámara Gigante de Cliff House (San Francisco); La cámara oscura de Santa Mónica (California) y otras muchas. Unas pocas cámaras oscuras de gran tamaño se han construido durante el s.XX.

martes, 4 de octubre de 2016

EL OJO HUMANO Y LA CÁMARA FOTOGRÁFICA.

Nuestro ojo y una cámara de fotos, aunque son sistemas muy diferentes, también tiene algunas semejanzas. ¿Cuáles son esas diferencias y parecidos?

¿En qué se parece nuestro ojo a una cámara de fotos?
Semmick Photo | Shutterstock
Desde que en el siglo XV Leonardo da Vinci estableciese las bases de lo que era una cámara oscura, se ha seguido el mismo proceso físico para elaborar instrumentos ópticos consistentes en obtener una imagen procedente del exterior. El invento consistía en una habitación totalmente oscura con un pequeño orificio en una de sus paredes, esto provocaba que la imagen exterior se plasmase en su interior de forma invertida. Ese es el mismo concepto que servirá para explicar otros procesos, desde cómo funciona una cámara, hasta cómo lo hace nuestro propio ojo.
Camara oscura
De entrada, debemos decir que en muchas ocasiones las comparaciones siempre son un tanto desacertadas. Se intentan equiparar dos productos tomando como referente unos números sin quizá tener en cuenta otros factores. Lo mismo pasa con nuestro ojo y una cámara de fotos, intentar asemejarlos es una auténtica locura. Aunque es cierto que podemos señalar algunos puntos en común, las diferencias son abismales.
El ojo humano es mucho más perfecto, y los procesos que sigue para generar una imagen son diferentes a los que se podrían señalar en una cámara de fotos. Sin embargo, la raíz de todo se encuentra en el invento que anteriormente hemos señalado, el de la cámara oscura.

Puntos en común

Empecemos hablando de cómo el ojo genera la imagen en nuestro cerebro. De un modo básico, podríamos decir que los rayos de luces atraviesan nuestra pupila, posteriormente cruzan por el cristalino, llegan la retina, y por último se envían las señales eléctricas a nuestro cerebro.
Por otro lado, en una cámara la luz debe traspasar por el diafragma, más tarde deberá superar todos aquellos cristales de los que se componga la lente, hasta llegar el CCD donde se forma la imagen, el cuál enviará la información al procesador.
Si lo comparamos, sobre el papel es un proceso bastante similar. Es decir, muchas de las partes de una cámara actúan de forma muy parecida a cómo podrían hacerlo las correspondientes a la anatomía de nuestro ojo. Sin embargo, esta explicación consiste en reducir el funcionamiento del órgano visual humano a su máxima expresión. Las capas del glóbulo ocular son mucho más complejas de lo que pueden parecer. Pero sí, si tenemos esta versión simplista, el ojo y una cámara pueden llegar a trabajar de una forma bastante parecida.

Diferencias


Phatic-Photography | Shutterstock
Lo cierto es que se trata de un punto demasiado amplio como para abarcarlo, son muchas las diferencias entre el ojo humano y una cámara. Para empezar, como mi compañera Gabriela señaló en Think Big, calcular la resolución del ojo es una tarea algo complicada. Nuestra imagen no es fija, sino que varía creando distintos campos de visión con diferentes grados de inclinación. En este sentido, el glóbulo ocular se podría asemejar mucho más a una cámara de video, la cual se encuentra constantemente grabando aquello que posteriormente envía al CCD.
Sin embargo, si tuviésemos que establecer una cifra, se calcula que nuestro ojo tendría una resolución aproximada de unos 576 megapíxeles. Todo ello teniendo en cuenta los múltiples movimientos y ángulos a los que éstos pueden dirigirse.
Asimismo, algo parecido ocurre con el rango dinámico. Mientras que con la cámara solo podemos utilizar un tipo de exposición para una determinada zona, el órgano visual interpreta los diferentes espacios de una escena para evaluar una luminosidad adecuada (y no, no es comparable a una medición matricial). Las células conocidas como bastones son las encargadas de adaptarse según la luz de aquello que estemos viendo, 100 millones de ellos son los encargados de que nuestro rango dinámico sea infinitamente superior que el de una cámara.
La falsa creencia de que la longitud focal del ojo es similar al de un objetivo 50mm
Por otro lado, también encontramos la falsa creencia de que la longitud focal del ojo es similar al de un objetivo 50mm. Como apuntan en Lens Rentals, la longitud del ojo no es lo que determina nuestra área de visión, también se deben tener en cuenta los 180 grados que somos capaces de abarcar. Esto sería similar a un objetivo de 43mm en un sensor full frame, el problema es que no era una cifra redonda y comercial, por lo que los fabricantes adaptaron el 35mm para sensores APS-C y el 50mm para full frame como sinónimos de lentes parecidas a la visión humana.
Podríamos continuar señalando diferencias, como el contraste entre el procesado que realiza el cerebro y el de la cámara, o el efecto de que el ojo sea curvado mientras que el CCD sea plano, pero entonces nunca terminaríamos. En ocasiones sentimos impotencia al ver cómo inútilmente intentamos captar una bella imagen nocturna con nuestra cámara, algo que no termina sucediendo debido a las más que evidentes diferencias entre el dispositivo que utilizamos para hacer fotos y el órgano que empleamos para ver.


PERCEPCIÓN VISUAL


La noción de percepción deriva del término latino perceptio y describe tanto a la acción como a la consecuencia de percibir (es decir, de tener la capacidad para recibir mediante los sentidos las imágenes, impresiones o sensaciones externas, o comprender y conocer algo).
Percepción
Antes de definir este concepto diremos que para conocer el mundo interior o exterior necesitamos realizar un proceso de decodificación de los mensajes que se reciben a través de todo el cuerpo. Se define como percepción al proceso cognoscitivo a través del cual las personas son capaces de comprender su entorno y actuar en consecuencia a los impulsos que reciben; se trata de entender y organización los estímulos generados por el ambiente y darles un sentido. De este modo lo siguiente que hará el individuo será enviar una respuesta en consecuencia.

La percepción puede hacer mención también a un determinado conocimiento, a una idea o a la sensación interior que surge a raíz de una impresión material derivada de nuestros sentidos.
Para la psicología, la percepción consiste en una función que le posibilita al organismo recibir, procesar e interpretar la información que llega desde el exterior valiéndose de los sentidos.
El término comenzó a captar la atención de los estudiosos durante el siglo XIX. Los primeros modelos que vinculaban la magnitud de un estímulo físico con la del episodio percibido posibilitaron la aparición de la denominada psicofísica.
Los especialistas aseguran que la percepción es el primer procedimiento cognoscitivo, que permite al sujeto capturar la información del medio que lo rodea a través de la energía que llega a los sistemas sensoriales.
Este procedimiento posee carácter inferencial y constructivo. En este contexto, la representación interior de lo que ocurre afuera surge a modo de hipótesis. Los datos que captan los receptores se analizan de modo paulatino, junto a la información que recoge la memoria y que contribuye al procesamiento y a la creación de dicha representación.
Mediante la percepción, la información es interpretada y se logra establecer la idea de un único objeto. Esto significa que es factible experimentar diversas cualidades de una misma cosa y fusionarlas a través de la percepción, para comprender que se trata de un único objeto.
Diferencias entre sensación y percepción
Es importante declarar que percepción no es sinónimo de sensación, y dado que ambos conceptos suelen utilizarse como sinónimos, explicaremos cuáles son sus diferencias.
Una sensación es una experiencia que se vive a partir de un estímulo; es la respuesta clara a un hecho captado a través de los sentidos.
Una percepción, por su parte, es la interpretación de una sensación. Aquello que es captado por los sentidos adquiere un significado y es clasificado en el cerebro. Suele decirse que la sensación es lo que precede a la percepción.

Para ejemplificar esta diferencia decimos que el volumen y la tonalidad de una canción ejecutada por un músico son captadas por el oyente como una sensación, mientras que si somos capaces de reconocer de qué canción se trata o hilvanar similitudes entre esos sonidos y otros escuchados con anterioridad, estamos frente a una percepción. El primero es un proceso intuitivo y automático, mientras que el segundo es más elaborado y racional.
Teoría de Gestalt
Según lo define la teoría de la Gestalt, las personas percibimos el mundo como un todo y no de forma fragmentada; podemos comprobar esto si pensamos que al despertarnos y abrir los ojos podemos ver toda la habitación donde nos encontramos y no simplemente objetos sueltos. A través de nuestra percepción somos capaces de entender de qué está formado ese todo y aislar aquello que nos interesa más en cada momento.
De acuerdo a los estudios realizados en torno a este concepto podemos decir que existen factores biológicos de la percepción, con los cuales nacemos, y otros aprendidos; esto significa que la forma en la que percibimos nuestro entorno se modifica a lo largo de nuestra vida a través de las experiencias. Por ejemplo, cuando éramos niños admirábamos a nuestro padre, pero pasada cierta edad puede que ya no lo hagamos, e incluso que le aborrezcamos, esto significa que de acuerdo a las situaciones por las que hayamos pasado hemos reinterpretado a esa persona y la hemos ubicado en lugares diferentes a lo largo del tiempo.