Percepção da Luz

1. Percepção da imagem

À primeira vista, a estrutura básica do olho corresponde a um instrumento óptico simples: como acontece em uma câmara fotográfica, a imagem real de um objeto observado é projetada por uma lente convergente sobre uma superfície constituída de células sensíveis à luz. Fibras nervosas levariam então a imagem ao cérebro através de impulsos elétricos.
Esta descrição, originada das descobertas de Kepler e Descartes, é simplista para descrever a fundo o que acontece com o olho humano, mas suficiente para entender um pouco do processo de leitura de imagens até chegar à interpretação feita pelo nosso cérebro.

2. Adaptação à Luminosidade e Faixa Dinâmica
O olho humano pode adaptar-se a uma faixa extensa de níveis de luminosidade, desde sol a pino até a luz das estrelas (Vide figura 2.1). Desde o limite inferior da visão ectópica até o limite de ofuscamento, a nossa percepção tolera variações de luminância da ordem de 1010 a 1011. O controle da área de entrada de luz na pupila pela atuação da íris (variando de 3 a 50 mm2 no máximo) não é suficiente para explicar a extensão desta faixa dinâmica.
Na realidade, quando há iluminação suficiente, a pupila contrai-se de forma a utilizar apenas a área central do sistema óptico (córnea + cristalino), onde as aberrações são menores; abrindo-se totalmente apenas em condições de baixa luminosidade. O diâmetro mínimo de abertura limita a difração da luz num grau consistente com a resolução limite na fóvea.
3. Percepção de Luminosidade
A capacidade da visão humana de distinguir diferenças de luminosidade pode ser aproximada pela Lei de Weber, que se baseia em um modelo logarítmico da percepção subjetiva de estímulos. Com relação a dois estímulos de luminância Y e Y+ΔY, para os quais a diferença de brilho é apenas perceptível, temos:

A figura 3.1 mostra um gráfico da amplitude relativa de luminância correspondente a uma diferença apenas perceptível de brilho (denominada Fração de Weber) em