Si los ojos hacen una proyección rectilínea de la escena, ¿por qué algunas proyecciones rectilíneas nos parecen extrañas o deformadas? En este capítulo de la serie sobre Perspectiva veremos un poco cómo funciona la percepción visual humana y las diferencias con una cámara.
Este artículo forma parte de la serie sobre la Perspectiva en Fotografía.
Para entenderlo bien recomiendo leer previamente ese capítulo inicial y el capítulo sobre la percepción visual de la profundidad (percepción de la tridimensionalidad).
La ventana del salón
En el capítulo sobre percepción de la profundidad hablé sobre los diferentes mecanismos que utiliza el cerebro para recuperar información sobre la tridimensionalidad de la realidad física del entorno.
En este artículo nos vamos a centrar sobre todo en los mecanismos de interpretación de la perspectiva.
Estos mecanismos pueden funcionar prácticamente en cualquier situación y distancia.
Vimos que a partir de una cierta distancia, del orden de 10 metros, son los mecanismos que aportan más información sobre distancias y posiciones relativas de los objetos a nuestro alrededor.
Podríamos decir que son mecanismos estáticos: interpretan la información de la imagen que envían los ojos, sin que intervengan otras funciones relacionadas con la fisiología del ojo (visión binocular, enfoque, triangulación, paralaje por movimiento…)
Para entenderlo bien, imagina que estás sentado en mitad del salón de una casa, frente a una gran ventana que da a la calle.
Lo que vemos a través de la ventana sería equivalente a la información que utilizan estos mecanismos.
Suponiendo que no nos podemos mover del sillón, sólo podemos interpretar la realidad de la calle a través del análisis de la perspectiva, análisis de una imagen ‘plana’. Los demás mecanismos nos aportan poca información (por ejemplo la visión binocular deja de ser efectiva a esa distancia).
Ahora imagina que en esa situación nos cambian la ventana por una gran pantalla y nos ponen un vídeo con las imágenes en vivo o grabadas de la calle.
Tendríamos una percepción casi idéntica de la realidad ‘exterior’.
Podemos incluso congelar la imagen. Estaríamos viendo una ‘foto’ de la realidad física de la calle.
Y a través de los mecanismos de interpretación de la perspectiva podríamos recrear en nuestra mente esa realidad tridimensional.
Cuando observamos una perspectiva, por ejemplo cualquier foto de una escena real, tendremos en general una percepción bastante ‘fiel’ de esa realidad física de la escena: la distribución aproximada de los objetos en el espacio, cuáles están más cerca y cuáles están más lejos, etc.
No hay nada mágico ahí…
El cerebro utiliza los mismos mecanismos para interpretar el contenido de la foto que los que utiliza para interpretar el contenido de las imágenes que proporcionan los ojos.
Ojos vs cámaras
Hemos comentado que los ojos hacen una proyección rectilínea (o que se modela muy bien como rectilínea).
En el caso del ojo, el cristalino hace una proyección cónica sobre una superficie esférica (la retina). Pero de toda la retina, los humanos sólo vemos con buena nitidez y detalle en una zona muy pequeña: la fóvea.
El ángulo de visión que corresponde a la fóvea es de apenas 2 grados.
Luego vendría la zona de la visión periférica cercana / media (hasta unos 30 grados con respecto al eje óptico del ojo) y la visión periférica lejana, que no nos aportan información sobre formas definidas, sino sobre ‘bultos’ (p.e. algo que podría ser un depredador acerándose por la parte lateral)
A todos los efectos podemos modelar el comportamiento del ojo como una proyección cónica lineal. Las pequeñas discrepancias (por el hecho de que la parte central de la retina sea una superficie esférica) sólo se pueden percibir en situaciones muy muy concretas que no se dan en el día a día y que no tienen relación con lo que llamamos deformación por perspectiva.
Percibimos la realidad con todas las características de la proyección rectilínea:
- Las líneas rectas de la escena las vemos como rectas
- El tamaño relativo de los objetos es inversamente proporcional a la distancia a la que están de nosotros
- Vemos el escorzo de los objetos
- Vemos que las rectas suficientemente largas fugan (las vemos inclinadas a pesar de que sabemos que son por ejemplo horizontales, paralelas al suelo)
- …
Una cámara con un objetivo rectilíneo también hace una proyección rectilínea.
Sin embargo, hay diferencias.
Debido a ese ángulo de visión tan estrecho, los ojos sólo pueden abarcar una porción pequeña de la escena (con nitidez y detalle suficiente como para reconocer formas) y necesitamos mover los ojos y sobre todo la cabeza para visualizar cualquier escena que ocupe un cierto ángulo.
La visión humana funciona más bien como una cámara de vídeo que va tomando fotogramas, cambiando el encuadre según los elementos que llaman la atención del cerebro.
Los ojos están en constante movimiento y lo que podríamos entender como ‘imagen mental’ de una escena o de un objeto es en realidad una composición que hace el cerebro a partir de muchas imágenes.
Para la mayoría de las situaciones, esa composición (imagen mental) es muy similar a la imagen que obtendríamos con una cámara con una única toma (foto).
Pero no siempre es así…
Los ojos no tienen zoom
El cristalino varía su distancia focal para enfocar, pero ese efecto no es comparable a usar por ejemplo objetivos angulares y teleobjetivos en una cámara.
Nuestros ojos nos ofrecen una perspectiva rectilínea, con un determinado ángulo de visión.
Sólo podemos cambiar el punto de vista, la distancia al elemento de interés de la escena.
En fotografía podemos usar por ejemplo la distancia focal del objetivo para conseguir un determinado punto de vista con un determinado encuadre.
Es decir, con una cámara podemos adaptar la óptica o sus características físicas (en el caso de una cámara estenopeica por ejemplo) para conseguir muchas combinaciones diferentes de punto de vista y ángulo de visión.
Con una cámara podemos conseguir encuadres (punto de vista + ángulo de visión) que no podemos conseguir con nuestros ojos y quedan fuera de nuestra experiencia habitual.
Cámara con gran ángulo de visión
Vamos a poner un ejemplo para entenderlo.
Imagina que tenemos en la escena tres grandes cubos, distribuidos como en la siguiente figura:
Vamos a colocar la cámara muy cerca: el punto de vista de la proyección está muy cerca de los objetos de interés.
Podemos usar una cámara estándar con un objetivo rectilíneo bastante angular (distancia focal corta) o podemos usar una cámara estenopeica con una pantalla muy grande y muy próxima al estenopo para conseguir ese ángulo de visión más amplio.
El resultado en ambos casos será equivalente a una proyección rectilínea, una perspectiva rectilínea.
Pero al ver esa imagen, de alguna forma sentimos que esos cubos más próximos a la cámara están ‘deformados’, no deberían verse así, ¿no?, tan estirados.
Vamos a ponernos en la piel (en los ojos más bien) de un observador justo en la posición de la cámara.
Para esa misma situación, los ojos de un observador humano no pueden capturar todo el encuadre de una vez (estamos demasiado cerca de los cubos y el ángulo de visión del ojo es muy estrecho).
Así que de forma automática hacemos un barrido, normalmente girando la cabeza: por ejemplo miramos el cubo de la izquierda, luego el cubo del centro y luego el de la derecha.
No nos movemos del sitio, pero el punto de vista cambia.
O si lo queremos pensar de otra forma, giramos el plano del cuadro (con lo que cambiamos la perspectiva generada en cada momento).
Eso nos da una determinada perspectiva del cubo de la izquierda, una perspectiva diferente para el del centro y otra perspectiva para el cubo de la derecha.
El cerebro hace una composición de esa escena a partir de todas esas imágenes y obtenemos una imagen mental de la escena global:
En ambos casos se trata de imágenes generadas por una proyección rectilínea, pero la de la cámara es una única toma con un ángulo de visión extremo, mientras que la imagen percibida por el observador en la escena es una especie de panorámica creada a partir de varias perspectivas rectilíneas generadas a partir de diferentes puntos de vista.
El observador de la escena real tiene una percepción diferente de las formas de los cubos laterales.
Si ese mismo observador ve la fotografía de la escena, notará que los cubos laterales están ‘deformados’ con respecto a su imagen mental.
Este tipo de discrepancias las podemos ver por ejemplo cuando hacemos una foto de grupo con un gran angular: las personas que aparecen en los extremos del encuadre vemos que aparecen deformadas (con respecto a lo que percibiríamos como observadores girando la cabeza).
Cámaras con ángulo de visión muy estrecho
Lo mismo ocurre cuando vemos fotos tomadas con un teleobjetivo (distancia focal muy grande), aunque el efecto suele ser más sutil.
Nuestros ojos no permiten ver una escena lejana con detalle suficiente (el límite de resolución angular del ojo) como para tener la misma experiencia: un punto de vista muy alejado y un encuadre muy cerrado a la vez.
Deformación por perspectiva
Es muy importante entender esto: la realidad física la vemos deformada por la perspectiva.
La información visual que tenemos de los objetos viene de su perspectiva (proyección a dos dimensiones), que incluye el escorzo por ejemplo, las líneas que fugan y todas las propiedades de la proyección rectilínea.
El cerebro descuenta esa deformación (capa de interpretación) y lo que percibimos habitualmente es una realidad sin ‘deformaciones’.
O dicho de otra forma: esas deformaciones entran dentro de la experiencia habitual como observadores y las percibimos como naturales.
No nos damos cuenta a menos que prestemos atención de forma consciente.
Una cámara puede generar imágenes con un punto de vista y un encuadre diferentes a los que puede conseguir el ojo humano.
Si vamos a los extremos (ángulos de visión muy grandes o ángulos de visión muy estrechos) las imágenes resultantes se salen de la experiencia habitual de la visión humana.
Cuando vemos una foto hecha con un gran angular o un teleobjetivo vamos a reconocer perfectamente esas imágenes y vamos a saber interpretar bien la escena tridimensional (aunque quizás nos puedan confundir los tamaños relativos), pero en algunos casos la imagen puede incluir elementos con una deformación que se sale de lo que consideramos ‘natural’.
El cerebro no funciona como un ordenador que aplica una ‘matriz de transformación’ o funciones matemáticas para reconstruir la realidad 3D.
La percepción visual funciona por aprendizaje y entrenamiento, y esas imágenes a partir de ángulos de visión tan extremos (tan amplios o tan estrechos) no han formado parte del entrenamiento.
Es importante entender esto: lo que llamamos deformación por perspectiva son efectos relacionados con la percepción visual (cerebro), con cómo interpreta el cerebro las imágenes.
La deformación por perspectiva no tiene que ver con la fisiología del ojo (p.e. que la retina sea una superficie esférica).
La deformación por perspectiva no tiene nada que ver con problemas de la vista.
Y la deformación por perspectiva no tiene nada que ver con defectos de los objetivos y las lentes.
Lo que habitualmente entendemos como deformación por perspectiva no es una cuestión cualitativa (tiene deformación o no), es una cuestión cuantitativa (tiene más deformación de la habitual y por eso la notamos)
Algunos de estos ‘efectos’ relacionados con la perspectiva son por ejemplo:
- Lo que se conoce como deformación por perspectiva
(típico cuando usamos cámaras con gran ángulo de visión)
Por ejemplo nariz grande, orejas pequeñas, típica en retrato con el punto de vista muy cerca del sujeto principal.
O las deformaciones de los objetos cercanos que están colocados hacia los bordes del encuadre cuando el ángulo de visión es muy abierto - La separación de planos
(típico cuando usamos cámaras con gran ángulo de visión)
Cuando el punto de vista está muy cerca de los objetos de la escena - La compresión de planos
(típico cuando usamos teleobjetivos)
Cuando el punto de vista está muy alejado del sujeto principal - Las verticales inclinadas de los edificios (fuga)
Cuando hacemos picado o contrapicado (plano del sensor inclinado con respecto al plano de las verticales de las paredes) - Lo que se conocen como perspectivas forzadas (a modo de ilusiones ópticas)
Estos efectos los iremos viendo en diferentes artículos.
Proyecciones no rectilíneas
Los objetivos de tipo ojo de pez y otros objetivos especiales hacen una proyección no rectilínea.
Están diseñados así, no es un defecto del objetivo.
Cada objetivo ojo de pez puede tener una determinada función de mapeo: estereográfica, equidistante, de ángulo equisólido…
La característica común de todas estas proyecciones es que las líneas rectas de la escena ya no aparecen rectas en la perspectiva resultante.
Cuando vemos una imagen generada por un objetivo de este tipo la percibimos como una ‘realidad deformada’.
Percepción no rectilínea
Aunque parezca extraño, nuestra percepción también puede curvar las líneas rectas.
El propio ojo genera una proyección sobre una superficie esférica, la retina. Hay una pequeña desviación con respecto lo que sería un plano del cuadro perfectamente plano.
Aunque estos efectos (debidos a la fisiología del ojo) creo que sólo los notaríamos en situaciones un poco extremas.
Yo me refiero más bien a lo que ocurre en la capa de interpretación.
Por ejemplo en ciertas situaciones cuando observamos elementos con rectas paralelas muy extensas.
Imagina por ejemplo que te sitúas frente a un edificio con una fachada rectangular que se prolonga a lo ancho unos cientos de metros.
Nuestro ángulo de visión sólo nos permite ver un trozo de la fachada.
Así que hacemos un barrido, como en el caso de la escena de los cubos: giramos a la izquierda la cabeza, luego volvemos al centro, giramos a la derecha, volvemos al centro…
En general, solemos tomar como referencia el horizonte y nuestro cerebro nos dice que el horizonte (o en este caso el suelo donde se asienta la casa) forma una línea recta perfecta.
¿Qué ocurre entonces?
- Cuando miramos a la parte izquierda de la ‘panorámica’ la línea del techo de la casa fuga hacia la línea del suelo (fuga hacia la izquierda).
- En la parte central, mirando al frente, la línea del techo tiene una elevación mayor y además vemos que es paralela al suelo.
- Cuando miramos a la derecha vemos que la línea del techo también fuga hacia la línea del suelo (pero en este caso fuga hacia la derecha).
En una perspectiva rectilínea no puede ocurrir que una misma recta fugue a dos puntos de fuga diferentes.
¿Cómo lo interpreta entonces el cerebro?
Pues depende de cada persona y del contexto.
En algunos casos lo interpretaremos como si la línea del techo fuera curva: es una explicación muy coherente si tomamos como referencia la línea del suelo. Porque la línea del techo la vemos como un continuo, no la vemos como trozos que forman ángulos entre sí. La percibimos como un arco, aunque sabemos que en realidad es una recta.
En otros casos lo podemos percibir simplemente como escenas separadas e independientes, a la izquierda vemos una perspectiva coherente, en el centro es una perspectiva coherente y a la derecha vemos una perspectiva coherente.
Es decir, no es que unas personas sean diferentes a otras. Es la situación y el contexto lo que puede influir en la interpretación.
No es fácil encontrar situaciones de este tipo (y prestarles atención de forma consciente), pero por ejemplo, cuando la Vía Láctea está muy baja en el horizonte, casi paralela a la línea del horizonte, la podemos percibir como un objeto curvado: ‘sale’ por la izquierda pegada al horizonte, sube hasta una cierta altura y se ‘pone’ por la derecha pegada al horizonte.
Tomando el horizonte como referencia, la Vía Láctea la podemos percibir como un arco, para mantener esa coherencia: no puede ser una línea recta según nuestro cerebro. Cuando la realidad es que la Vía Láctea forma una recta (el plano de la galaxia visto de canto desde la Tierra)
Se tienen que dar condiciones muy concretas (la Vía Láctea muy baja con respecto al horizonte y tener un campo de visión muy amplio) y no sé si todo el mundo tendría la misma percepción en esas situaciones, porque no es algo ‘fisiológico’ debido al funcionamiento del ojo, es algo que depende de la capa de interpretación.
Panorámicas
Una panorámica se construye habitualmente uniendo (cosiendo) varias imágenes realizadas con un ángulo de visión más estrecho.
Se podrían hacer panorámicas rectilíneas de hasta unos 120 grados de ángulo de visión, pero la deformación por perspectiva en las esquinas sería muy exagerada (los objetos situados allí los veríamos deformados y poco ‘realistas’, como ocurría con los cubos del ejemplo).
En general las panorámicas se suelen generar utilizando algún tipo de proyección no rectilínea.
Las proyecciones curvilíneas no preservan las líneas rectas, pero ‘suavizan’ esos efectos de la deformación exagerada hacia los bordes de la proyección rectilínea.
En una escena de naturaleza por ejemplo, donde apenas hay líneas rectas o son muy cortas, veríamos una imagen bastante coherente.
En una panorámica se puede elegir por ejemplo la línea del horizonte como referencia: aparecerá recta, pero todas las paralelas al horizonte por encima y por debajo aparecerán curvadas.
Lo podemos ver por ejemplo en las típicas panorámicas de la Vía Láctea que representan un ángulo de visión muy abierto, en las que el perfil de la galaxia aparece como arco.
En este tipo de panorámicas emulamos en cierta forma el comportamiento de la percepción visual cuando el observador hace un barrido con sus propios ojos.
Lógicamente, en panorámicas muy extremas (correspondientes a ángulos de visión muy abiertos) es imposible mantener la coherencia de todas las proporciones y notamos esos efectos típicos que asociamos a un ojo de pez.
Capítulo inicial sobre la Perspectiva en fotografía.
Siguiente capítulo de la serie: Puntos de fuga en fotografía.
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