LA PERCEZIONE

La visione umana è adatta a sopportare un'ampio raggio di intensità di livelli, circa sette decine di dinamica in totale. Questo è illustrato dalla figura seguente.

Luminanza assoluta della scena

Per circa due decine nella parte bassa dell'intensità vengono impiegate le cellule fotorecettrici della retina chiamate rod. Siccome esiste un solo tipo di cellule rod quella che viene, con termine ampio, chiamata "visione notturna" non può discernere colori. L'adattamento di circa una decade viene fatto dal diaframma; il resto dell'adattamento è dovuto a un processo fotochimico che coinvolge la sostanza pigmento contenuta nelle cellule fotorecettrici.

L'adattamento è controllato dall'illuminazione totale della retina. L'adattamento al buio a bassa intensità è lento: possono occorrere diversi minuti per adattarsi dalla luce di una giornata soleggiata al buio di un interno tipo sala cinematografica. L'adattamento al "chiaro" ovvero l'andare verso una luminosità più alta è più rapido ma può essere doloroso come avrete provato uscendo da una sala cinematografica verso l'esterno in una giornata di sole. Siccome l'adattarsi è controllato dall'illuminazione totale della retina il vostro stato di adattamento è strettamente legato all'intensità del "bianco" presente nel vostro campo visivo.

In un particolare stato di adattamento la visione umana può distinguere livelli di luminanza diversi al di sotto dell'1% del bianco di picco. In altri termini la nostra abilità di distinguere livelli di luminanza diversi si estende su uno spettro di luminanza con rapporto 100:1. Esprimendosi in modo grossolano , intensità al di sotto dell'1% di quello che viene definito  come  bianco di picco appare semplicemente come "nero". Differenze di valori di luminanza al di sotto di questo livello di luminanza non sono distinguibili.

Si definisce Contrast Ratio (rapporto di contrasto) il rapporto tra gli elementi più luminosi e gli elementi più scuri della scena.  Il contrast ratio è il determinante maggiore per la percezione di qualità di una immagine, cosi' tanto che una immagine riprodotta con un alto contrast ratio può essere giudicata più definita di un'altra immagine che possiede una risoluzione spaziale maggiore.

In un sistema d'immagine esistono molti fattori che cospirano per alzare la luminanza dei neri e  quindi abbassare il contrast ratio  abbassando di conseguenza la qualità percepita dell'immagine.

All'interno delle due decadi di range di luminanza nelle quali la visione può distinguere livelli di luminanza, la visione umana ha una certa soglia di discriminizzazione. Per la ragione che diventerà esplicita fra breve, risulta conveniente esprimere la capacità di discriminare in termini di contrast sensitivity che è il rapporto di luminanza tra due superfici di luminanza simile.

Il disegno  qui sopra mostra il cartello presentato all'osservatore in un esperimento fatto per determinare la sensibilità umana al contrasto.

La maggior parte del campo visivo dell'osservatore viene riempito dal livello di luminanza del contorno L0 per fissare lo stato di adattamento dell'osservatore.

Nell'area centrale del campo di visione vengono posizionati due superfici adiacenti che hanno tra loro poca differenza di livello di luminanza, L e L+DL .

Lo sperimentatore presenta stimolazioni che hanno una grande scala di valori di test  in rispetto all'area circostante che è una grande rapporto di valori L/L0.

A ogni test di luminanza lo sperimentatore presenta all'osservatore un rapporto di incremento di luminanza in rapporto allo stimolo di test che è un rapporto di di valori di L+DL/L.