Acuitatea vizuală

Când „se testează ochii” se face practic un test de acuitate vizuală. Se stă la 6 metri de o diagramă standard care conține rânduri de litere de diferite dimensiuni. Acest test este suficient de bun pentru a spune dacă ochiul are sau nu defecte optice care pot fi corectate prin ochelari, dar este inadecvat pentru studiul puterii retinei. Litere diferite prezintă sarcini de dificultate diferită, în funcție de forma lor. Această variabilitate poate fi eliminată prin utilizarea unei imagini cu un inel rupt în locul literelor prin rotirea acestuia între încercări. Sau rândurile diagramei pot fi alcătuite din multe astfel de inele, fiecare cu decalajul într-un loc diferit. Astfel, participantul are întotdeauna aceeași sarcină, a discriminării poziției aceluiași decalaj. Ar fi fără sens a da dimensiunea decalajului în centimetri sau milimetri, pentru că dimensiunea unui decalaj abia perceptibil ar varia în funcție de distanța de la ochi. Atât geometria cât și experimentul indică faptul că tipul de unitate pe care ne-o dorim este unghiulară. Acesta se numește unghi vizual. Poate fi transformat direct în distanța retinei, dacă cunoaștem dimensiunea ochiului – pentru a fi mai specific, distanța dintre punctul de partea din spate al obiectivului până la retina. Unghiul vizual este o măsură inversată, cu atât unghiul este mai mare, cu atât acuitatea este mai scăzută. Prin urmare, este convențională exprimarea că acuitatea ca reciprocă a unghiului vizual, măsurată în minute de arc.

Metode de laborator pentru măsurarea acuității

Există multe alte metode de măsurare a acuității. Multe dintre ele provin din opera clasică a lui Helmholtz  (1856-1866), care spera să le folosească pentru a determina puterea retinei. Retina este un mozaic de celule receptoare; acuitatea ochiuluiar trebui să aibă o anumită legătură cu finețea spațierii acestor elemente. Multe dintre probleme vor fi mai clare dacă ne gândim la ele în ceea ce privește reproducerile în semiton de fotografii în ziare. Chiar și cu ochiul liber, este posibil să se vadă că astfel de fotografii sunt alcătuite dintr-un model de puncte. Dar, în unele dintre reviste mai bune, un model mult mai fin de puncte este folosit, adesea vizibile numai cu o lupă; astfel de reproduceri permit o cantitate mare de detalii fine. Prin urmare, ar trebui să fie în măsură să se potrivească finețea mozaicului retinian cu finețea detaliilor care pot fi discriminate de ochi.

Prima metodă care se poate încerca este minimul vizibil. Cât de mic poate fi detectat un punct? Dar un punct luminos, împotriva unui pământ întunecat, nu ne va spune nimic despre spațierea elementelor retiniene, pentru că am putea vedea punctul atâta timp cât a stimulat un singur receptor. Astfel,  o stea, în ceea ce privește unghiul său vizual real, este prea mică pentru a măsura, chiar și cu un telescop. Dimensiunea sa aparentă sau  magnitudinea, depinde de luminozitatea sa, pentru ca lumina sa să se poate răspândi la mai multe elemente retiniene, astfel părând ta să fie considerabil mai mare decât un punct.

Cealaltă versiune a vizibilului minim este un punct negru pe un teren alb. Raționamentul aici este că punctul negru trebuie să acopere o celulă a receptorilor, lăsând un element nestimulat într-o mare de cele stimulate. Problema aici este că, chiar și cel mai bun ochi este departe de un instrument perfect. Lumina  este împrăștiată de mişcarile diferite ale ochiului și se reflectă în interiorul ochiului. O neclaritate mai gravă este produsă de difracție, un fenomen fizic bazat pe interferențe între undele luminoase. În cele din urmă, ochiul suferă un tremur mic constant, sau nistagmus fiziologic, care mişcă imaginea pe retină.

Prin urmare, „punctul nestimulat” este de fapt, un disc neclar, oarecum mai mare decât un singur con. În cazul în care punctul negru este văzut, cel puțin un element receptor trebuie să fie mai puțin stimulat decât vecinii săi. Acest lucru va depinde de pragul diferenței luminoase, precum și de dimensiunea și luminozitatea punctului și a câmpului înconjurător.

O idee despre cantitatea de răspândire a imaginii care rezultă din factori fizici simpli poate fi dobândită din Fig. 1, care arată distribuția luminii produse pe retină prin trei fire negre cu diametru diferit. De reţinut este că și cel mai larg fir, cu mult peste cel minim vizibil, duce la doar o scădere de 75 la sută a iluminării unui con. Cel mai subțire fir care poate fi văzut are doar 0,5 secunde de arc, care este de aproximativ o șşaisprezecime din diametrul unui singur con. Ne putem gândi la această linie ca fiind reprezentată ocazional, este puțin mai puțin stimulată decât vecinii săi, la fel cum o linie subțire poate fi sugerată de un rând rar de puncte mici (pentru a reveni la analogia noastră cu imaginea din ziar).

O altă metodă generală de măsurare a acuității este minimum separabil. Acesta întreabă cât de departe trebuie separate două puncte înainte de a fi considerate ca fiind doă, mai degrabă decât unul. În mod logic, această discriminare ar necesita cel puțin un con dintre două stimulate, ca nu cumva să vedem un punct mare. Pentru a evita o parte din lumina de raspandire, am putea substitui două puncte negre cu două albe.

Desigur, fiecare dintre aceste măsurători pentru minim separabil, pot fi efectuate cu linii paralele sau puncte. Sau se poate utiliza un model întreg de alternanţă alb-negru cu alternanţă de linii, un  grilaj de acuitate. Participantul trebuie să raporteze dacă liniile se află pe verticală, orizontală sau diagonală. Rezultatele evidenţiază modul cum se procedează pentru minimul de puncte negre vizibil;  liniile        trebuie să fie separate de aproximativ 30 de secunde, deși valoarea reală depinde de luminozitatea sursei.

O metodă mult mai sensibilă se poate utiliza pentru acuitate vernier,  în care  participantul trebuie să judece dacă două jumătăți de linie sunt continue sau separate.