Campo de visión - Field of view

FOV ambos ojos
FOV vertical
El ángulo de visión se puede medir horizontal, vertical o diagonalmente.
Un panorama de 360 grados de la Vía Láctea en el Very Large Telescope . Este panorama muestra todo el campo de visión (FOV) del telescopio en una sola imagen. En la imagen, la Vía Láctea aparece como un arco de estrellas que se extiende de horizonte a horizonte con dos corrientes de estrellas que aparentemente caen en cascada como cascadas.

El campo de visión ( FoV ) es la extensión del mundo observable que se ve en un momento dado. En el caso de los instrumentos o sensores ópticos , es un ángulo sólido a través del cual un detector es sensible a la radiación electromagnética .

Humanos y animales

En el contexto de la visión humana y de los primates, el término "campo de visión" se usa típicamente solo en el sentido de una restricción a lo que es visible por aparatos externos, como cuando se usan anteojos o gafas de realidad virtual . Tenga en cuenta que los movimientos oculares están permitidos en la definición, pero no cambian el campo de visión cuando se entienden de esta manera.

Si se recurre a la analogía del funcionamiento de la retina del ojo como sensor, el concepto correspondiente en la visión humana (y gran parte de la visión animal) es el campo visual . Se define como "el número de grados de ángulo visual durante la fijación estable de los ojos". Tenga en cuenta que los movimientos oculares están excluidos en la definición del campo visual. Los diferentes animales tienen diferentes campos visuales, dependiendo, entre otros, de la ubicación de los ojos. Los seres humanos tienen un arco horizontal de un poco más de 210 grados orientado hacia adelante de su campo visual (es decir, sin movimientos oculares), (con los movimientos oculares incluidos, es un poco más grande, ya que puede probarlo usted mismo moviendo un dedo en el costado), mientras algunas aves tienen un campo visual completo o casi completo de 360 ​​grados. El rango vertical del campo visual en humanos es de alrededor de 150 grados.

El rango de habilidades visuales no es uniforme en todo el campo visual y, por implicación, el campo de visión, y varía entre especies . Por ejemplo, la visión binocular , que es la base de la estereopsis y es importante para la percepción de la profundidad , cubre 114 grados (horizontalmente) del campo visual en humanos; los restantes 40 grados periféricos de cada lado no tienen visión binocular (porque solo un ojo puede ver esas partes del campo visual). Algunas aves tienen escasos 10 a 20 grados de visión binocular.

De manera similar, la visión del color y la capacidad de percibir la forma y el movimiento varían a lo largo del campo visual; en los seres humanos, la visión del color y la percepción de la forma se concentran en el centro del campo visual, mientras que la percepción del movimiento se reduce solo ligeramente en la periferia y, por lo tanto, tiene una ventaja relativa allí. La base fisiológica para esto es la concentración mucho más alta de células cónicas sensibles al color y células ganglionares retinianas parvocelulares sensibles al color en la fóvea , la región central de la retina, junto con una representación más grande en la corteza visual , en comparación con la superior. concentración de células bastón insensibles al color y células ganglionares de la retina magnocelulares sensibles al movimiento en la periferia visual, y una representación cortical más pequeña. Dado que las células de bastón requieren considerablemente menos luz para activarse, el resultado de esta distribución es además que la visión periférica es mucho más sensible durante la noche en comparación con la visión foveal (la sensibilidad es más alta en alrededor de 20 grados de excentricidad).

Conversiones

Muchos instrumentos ópticos, en particular binoculares o telescopios terrestres, se anuncian con su campo de visión especificado en una de dos formas: campo de visión angular y campo de visión lineal. El campo de visión angular generalmente se especifica en grados, mientras que el campo de visión lineal es una proporción de longitudes. Por ejemplo, los prismáticos con un campo de visión (angular) de 5,8 grados pueden anunciarse con un campo de visión (lineal) de 102 mm por metro. Siempre que el campo de visión sea inferior a aproximadamente 10 grados, las siguientes fórmulas de aproximación permiten convertir entre campo de visión lineal y angular. Sea el campo de visión angular en grados. Sea el campo de visión lineal en milímetros por metro. Luego, usando la aproximación de ángulo pequeño :

Visión de máquina

En la visión artificial, la distancia focal de la lente y el tamaño del sensor de imagen establecen la relación fija entre el campo de visión y la distancia de trabajo. El campo de visión es el área de inspección capturada en el generador de imágenes de la cámara. El tamaño del campo de visión y el tamaño del generador de imágenes de la cámara afectan directamente la resolución de la imagen (un factor determinante en la precisión). La distancia de trabajo es la distancia entre la parte posterior de la lente y el objeto de destino.

Tomografía

En la tomografía computarizada (en la imagen de la TC abdominal ), el campo de visión (FOV) multiplicado por el rango de exploración crea un volumen de vóxeles .

En tomografía , el campo de visión es el área de cada tomografía. En, por ejemplo, la tomografía computarizada , se puede crear un volumen de vóxeles a partir de tales tomogramas fusionando múltiples cortes a lo largo del rango de exploración.

Sensores remotos

En la teledetección , el ángulo sólido a través del cual un elemento detector (un sensor de píxeles) es sensible a la radiación electromagnética en cualquier momento, se denomina campo de visión instantáneo o IFOV. Una medida de la resolución espacial de un sistema de imágenes de teledetección, a menudo se expresa como dimensiones del área de tierra visible, para una altitud de sensor conocida . Píxel individual CVI está estrechamente relacionado con el concepto de tamaño de píxel resuelto , distancia del terreno resuelta , la distancia de muestra de suelo y la función de transferencia de modulación .

Astronomía

En astronomía , el campo de visión generalmente se expresa como un área angular vista por el instrumento, en grados cuadrados , o para instrumentos de mayor aumento, en minutos de arco cuadrados . Como referencia, el canal de campo amplio en la cámara avanzada para estudios en el telescopio espacial Hubble tiene un campo de visión de 10 minutos de arco cuadrados, y el canal de alta resolución del mismo instrumento tiene un campo de visión de 0,15 minutos de arco cuadrado. minutos. Los telescopios topográficos terrestres tienen campos de visión mucho más amplios. Las placas fotográficas utilizadas por el telescopio Schmidt del Reino Unido tenían un campo de visión de 30 grados cuadrados. El telescopio Pan-STARRS de 1,8 m (71 pulgadas), con la cámara digital más avanzada hasta la fecha, tiene un campo de visión de 7 grados cuadrados. En el infrarrojo cercano, WFCAM en UKIRT tiene un campo de visión de 0,2 grados cuadrados y el telescopio VISTA tiene un campo de visión de 0,6 grados cuadrados. Hasta hace poco, las cámaras digitales solo podían cubrir un campo de visión pequeño en comparación con las placas fotográficas , aunque superan a las placas fotográficas en eficiencia cuántica , linealidad y rango dinámico, además de ser mucho más fáciles de procesar.

Fotografía

En fotografía, el campo de visión es esa parte del mundo que es visible a través de la cámara en una posición y orientación particular en el espacio; los objetos fuera del campo de visión cuando se toma la imagen no se registran en la fotografía. La mayoría de las veces se expresa como el tamaño angular del cono de visión, como un ángulo de visión . Para una lente normal, el campo de visión diagonal (u horizontal o vertical) se puede calcular como:

donde está la distancia focal , aquí el tamaño del sensor y están en la misma unidad de longitud, el campo de visión está en radianes.

Microscopía

Diámetro del campo de visión en microscopía

En microscopía, el campo de visión de alta potencia (generalmente un aumento de 400 veces cuando se hace referencia en artículos científicos) se denomina campo de alta potencia y se utiliza como punto de referencia para varios esquemas de clasificación.

Para un objetivo con aumento , el campo de visión está relacionado con el número de campo (FN) por

,

si se utilizan otras lupas en el sistema (además del objetivo), se utiliza el total de la proyección.

Juegos de vídeo

El campo de visión en los videojuegos se refiere al campo de visión de la cámara que mira el mundo del juego, que depende del método de escala utilizado.

Ver también

Referencias