Contraste (visión)


El contraste es la diferencia de luminancia o color que hace que un objeto (o su representación en una imagen o pantalla) sea distinguible. En la percepción visual del mundo real, el contraste está determinado por la diferencia en el color y el brillo del objeto y otros objetos dentro del mismo campo de visión . El sistema visual humano es más sensible al contraste que a la luminancia absoluta ; podemos percibir el mundo de manera similar, independientemente de los grandes cambios en la iluminación durante el día o de un lugar a otro. El contraste máximo de una imagen es la relación de contraste o rango dinámico.

Según Campbell y Robson (1968), la función de sensibilidad de contraste humana muestra una forma típica de filtro de paso de banda con un pico de alrededor de 4 ciclos por grado, con una sensibilidad que cae a ambos lados del pico. [1] Ese hallazgo ha llevado a muchos a afirmar que el sistema visual humano es más sensible para detectar diferencias de contraste que ocurren a 4 ciclos por grado. [2] [3] Sin embargo, la afirmación de la sensibilidad a la frecuencia es problemática dado, por ejemplo, que los cambios de distancia no parecen afectar los patrones de percepción relevantes (como se señala, por ejemplo, en el pie de figura de Solomon y Pelli (1994) ) [4]Si bien estos últimos autores se refieren específicamente a las letras, no hacen una distinción objetiva entre estas y otras formas. La relativa insensibilidad de los efectos de contraste a la distancia (y, por lo tanto, a la frecuencia espacial) también se puede observar mediante una inspección casual de una rejilla de barrido paradigmática, como se puede observar aquí .

El corte de alta frecuencia representa las limitaciones ópticas de la capacidad del sistema visual para resolver detalles y normalmente es de unos 60 ciclos por grado. El corte de alta frecuencia está relacionado con la densidad de empaquetamiento de las células fotorreceptoras de la retina : una matriz más fina puede resolver rejillas más finas.

La caída de baja frecuencia se debe a la inhibición lateral dentro de las células ganglionares de la retina . Una célula ganglionar retiniana típica presenta una región central con excitación o inhibición y una región circundante con el signo opuesto. Mediante el uso de rejillas gruesas, las bandas brillantes caen tanto en la región inhibitoria como en la región excitadora de la célula ganglionar, lo que da como resultado una inhibición lateral y explica la caída de baja frecuencia de la función de sensibilidad al contraste humano.

Un fenómeno experimental es la inhibición del azul en la periferia si la luz azul se muestra contra el blanco, lo que lleva a un entorno amarillo. El amarillo se deriva de la inhibición del azul sobre el entorno por parte del centro. Dado que el blanco menos el azul es rojo y verde, esto se mezcla para convertirse en amarillo. [5]

Por ejemplo, en el caso de las pantallas gráficas de computadora, el contraste depende de las propiedades de la fuente o el archivo de la imagen y las propiedades de la pantalla de la computadora, incluida su configuración variable. Para algunas pantallas, el ángulo entre la superficie de la pantalla y la línea de visión del observador también es importante.


El contraste en la mitad izquierda de la imagen es menor que en la mitad derecha.
La cantidad de contraste en seis versiones de una foto de una costa rocosa aumenta en el sentido de las agujas del reloj.
Una imagen de la catedral de Notre Dame vista desde la Torre Eiffel
La misma imagen, con contraste global agregado y contraste local ( agudeza ) aumentado a través del enmascaramiento de desenfoque .
La misma imagen con mayor contraste y saturación
Una fotografía de una hoja con varios colores: la imagen inferior tiene un aumento de saturación del 11 % y un aumento de contraste de alrededor del 10 %.
En esta imagen, la amplitud de contraste depende solo de la coordenada vertical y la frecuencia espacial depende solo de la coordenada horizontal. Para frecuencias medias, se necesita menos contraste que para frecuencias altas o bajas para detectar la fluctuación sinusoidal.
Gráfico logarítmico de funciones de sensibilidad de contraste espacial para luminancia y contraste cromático
El gráfico demuestra la relación entre la sensibilidad al contraste y la frecuencia espacial. Las imágenes similares a objetivos son representativas de la organización centro-alrededor de las neuronas, con inhibición periférica a frecuencias espaciales bajas, intermedias y altas. Usado con permiso de Brian Wandell, PhD .