Visione e percezione
L’occhio umano: come vediamo uno schermo
Uno schermo LED esiste solo grazie all’occhio che lo guarda. Chi vuole capire gli schermi parte dunque dall’occhio: un organo sorprendentemente simile a una fotocamera, dotato di due tipi di cellule sensibili alla luce, per il giorno e la notte.
Il tuo occhio funziona in realtà come una fotocamera. Davanti c’è una piccola lente che mette a fuoco la luce. Dietro, sulla retina, ci sono milioni di minuscole cellule sensibili alla luce che catturano l’immagine e la trasmettono al tuo cervello.
Ci sono due tipi di cellule sensibili alla luce. Un tipo (i coni) lavora di giorno e vede i colori. L’altro tipo (i bastoncelli) lavora al buio, ma vede solo sfumature di grigio. Per questo di notte non vediamo quasi colori!
Otticamente, l’occhio assomiglia molto a una fotocamera: raccoglie la luce riflessa e mette a fuoco l’immagine. La luce attraversa in successione la cornea, la pupilla (l’apertura la cui dimensione è regolata dall’iride) e il cristallino, che cambia forma tramite piccoli muscoli per mettere a fuoco. L’immagine cade sulla retina, che converte la luce in segnali elettrochimici e li invia al cervello tramite il nervo ottico.
Coni e bastoncelli
La retina contiene due tipi di fotorecettori. I coni garantiscono la visione dei colori e la visione nitida quando c’è abbastanza luce (condizioni fotopiche); ce ne sono circa 8 milioni, in gran parte concentrati nella fovea. I bastoncelli funzionano solo con poca luce (condizioni scotopiche), non vedono il colore e sono circa 120 milioni.
La fovea: piccola ma decisiva
La fovea è una zona minuscola al centro della retina, gremita di coni. Copre solo circa il 2 % del campo visivo, ma fornisce la visione più nitida e la maggior parte delle informazioni sul colore. Oltre, il numero di coni cala bruscamente; il numero di bastoncelli crolla drasticamente oltre un angolo di campo di circa 20°. Questo spiega perché si vede uno schermo davvero nitido solo guardandolo di fronte, e perché la collocazione di un cartello lungo la strada è così importante.
La retina contiene ~120 milioni di bastoncelli e ~8 milioni di coni. Notevole: entrambi i tipi di fotorecettori sono rivolti dalla parte opposta alla luce incidente. La densità dei coni è massima nella fovea (~2 % del campo visivo) e resta bassa ma piuttosto costante oltre; la densità dei bastoncelli cala bruscamente oltre i ~20°. L’informazione dall’occhio sinistro va all’emisfero destro e viceversa; il lobo occipitale è l’area di elaborazione primaria e riceve la parte del leone del suo input dalla fovea.
Visione fotopica versus scotopica
Ai livelli di luce diurna (fotopica), dominano i coni; la sensibilità ha il picco intorno ai 555 nm e la visione dei colori è completa. Ai livelli di luce molto bassi (scotopica), subentrano i bastoncelli; il picco di sensibilità si sposta a ~507 nm (lo spostamento di Purkinje) e la percezione del colore scompare. Il progettista di display conta su condizioni fotopiche, e quindi sulla risposta dei coni e su V(λ), nel determinare luminosità e colore.
Conseguenza per la progettazione dei display
Poiché acuità e colore sono sostenuti dalla fovea, la dimensione angolare dei caratteri sulla retina è decisiva per la leggibilità: dipende sia dall’altezza dei caratteri sia dalla distanza di visione. È la base fisiologica del calcolo della distanza di lettura e dell’importanza di collocare uno schermo nel cono visivo del pubblico di destinazione.