E7 Fotometria e Óptica de Visão

Tópico

A radiometria mede a energia física transportada pela luz em cada comprimento de onda, sem distinguir se o olho humano percebe essa energia ou não, e pondera todos os comprimentos de onda igualmente. Mas o olho não responde igualmente a todos os comprimentos de onda: como descrito pelo modelo de fotorrecepção, os fotorreceptores na retina absorvem a luz de forma diferente dependendo do seu comprimento de onda, de modo que duas luzes com exatamente a mesma energia radiométrica, mas comprimentos de onda diferentes, podem produzir uma sensação de brilho muito diferente no olho. Este modelo fotométrico corrige essa diferença ponderando a energia radiométrica de cada comprimento de onda pela própria sensibilidade espectral do olho a esse comprimento de onda, dando mais peso aos comprimentos de onda aos quais o olho é mais sensível e menos peso àqueles que ele percebe mais fracamente, obtendo assim uma grandeza fotométrica que realmente representa o quanto de brilho o olho percebe, e não apenas quanta energia física a luz transporta.

A sensibilidade espectral medida pela radiometria não é fixa, mas depende de quais fotorreceptores são dominantes na visão em um dado momento. Quando o olho está adaptado a altos níveis de luz, conforme descrito pelo modelo de fotorrecepção, os cones dominam a visão, e esse modelo pondera a radiometria de acordo com a sensibilidade espectral combinada dos cones. Por outro lado, quando o olho está adaptado a níveis de luz muito baixos, os bastonetes dominam a visão, e esse modelo desloca sua ponderação para a sensibilidade espectral específica dos bastonetes, que se desloca para comprimentos de onda diferentes daqueles que predominam quando os cones são dominantes. Portanto, a mesma luz física pode ser ponderada de forma diferente e percebida com um brilho diferente, dependendo do nível de adaptação do olho no momento em que a recebe.

A quantidade de luz, já ponderada por essa sensibilidade espectral, que passa pela pupila e atinge cada ponto da retina é a iluminância retiniana. É essa iluminância retiniana — e não a energia radiométrica bruta da fonte de luz — que determina o quanto os fotorreceptores devem ajustar sua própria sensibilidade por meio da adaptação à luz ou à escuridão, conforme descrito pelo modelo de fotorrecepção. Quanto maior a iluminância retiniana, mais o fotorreceptor reduz sua própria sensibilidade para evitar a saturação; quanto menor a iluminância retiniana, mais ele a aumenta para continuar produzindo uma resposta detectável.

Essa mesma iluminância retiniana também determina o contraste de luminância necessário entre um objeto e seu fundo para que o objeto permaneça detectável: quanto menor a iluminância retiniana, maior o contraste necessário entre o objeto e seu fundo para produzir uma diferença suficientemente grande no potencial do receptor para distingui-los, e quanto maior a iluminância retiniana, menor o contraste necessário para alcançar a mesma distinção. Esse contraste mínimo necessário para a detecção é, portanto, um limiar que se torna mais exigente à medida que a iluminância retiniana diminui.

Portanto, esse modelo fotométrico, que pondera a radiometria com a sensibilidade espectral do olho para calcular a iluminância na retina e o contraste mínimo necessário para a detecção, é a base sobre a qual se projeta qualquer iluminação destinada a proporcionar conforto visual ao olho humano: quanta luz uma tela deve emitir para que seus contrastes permaneçam detectáveis, ou quanta iluminância precisa ser mantida na sala onde a acuidade visual é avaliada com o projetor de optotipos ou onde o campo visual é medido com a perimetria, para que o resultado dessa avaliação clínica dependa da visão do paciente e não de uma iluminação insuficiente.

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