Visión binocular: definición, estereopsis y percepción de la profundidad
Visión binocular: descubre qué es, cómo funciona la estereopsis y cómo el cerebro percibe la profundidad para ver el mundo en 3D.
La visión binocular es aquella en la que se utilizan los dos ojos a la vez. Más allá de simplemente tener dos ojos en lugar de uno, la visión binocular suele referirse al proceso por el que el cerebro combina y compara la información procedente de ambos ojos para formar un campo visual único y enriquecido. Es la configuración sensorial estándar de los vertebrados y de muchos otros animales, y aporta ventajas funcionales importantes, como mejor percepción de la profundidad, mayor sensibilidad al contraste y detección más eficiente del movimiento y de objetos enmascarados.
Alcance del campo visual
El ser humano tiene un campo de visión aproximado horizontal máximo de unos 200 grados cuando se usan ambos ojos. De esos, alrededor de 120 grados constituyen el campo visual binocular —la región vista por los dos ojos simultáneamente—, mientras que a cada lado quedan dos campos monoculares de unos 40 grados que son visibles por un solo ojo. La superposición binocular es la base física que permite comparar las imágenes y extraer información de profundidad mediante las diferencias entre ellas.
Estereopsis y disparidad binocular
Nuestro sistema visual usa el paralaje y, en particular, las pequeñas diferencias entre las imágenes retinales de ambos ojos (disparidad binocular) para estimar la distancia y la profundidad: a esto se le llama estereopsis. Cada ojo recibe una proyección ligeramente distinta de la misma escena debido a la separación interocular; el cerebro compara esas diferencias y reconstruye la estructura tridimensional del entorno. La estereopsis permite detectar pequeñas variaciones en profundidad con mucha precisión (del orden de unos pocos minutos de arco en condiciones óptimas).
Aunque a menudo se usa "estereopsis" como sinónimo de visión binocular o de "percepción de la profundidad binocular", conviene recordar que la sensación de profundidad también puede obtenerse por otras vías. Por ejemplo, cuando un observador se mueve con un solo ojo hacia una escena, el movimiento relativo de los objetos en la retina produce señales análogas a la disparidad binocular: esto se denomina paralaje de movimiento. Otras claves monoculares útiles son la oclusión, la perspectiva, el tamaño relativo, el sombreado, la textura y la convergencia de líneas.
Fusión binocular, supresión y rivalidad
La mayoría de las personas experimentan una fusión binocular, es decir, la percepción de una única imagen coherente aunque cada ojo reciba su propia versión. Para lograrla, el sistema visual realiza una correspondencia entre elementos afines en ambas retinas (problema de correspondencia) y ajusta los movimientos de los ojos (vergencia) para mantener los objetos de interés sobre puntos retinianos correspondentes.
Cuando las imágenes son demasiado dispares, el sistema no puede fusionarlas y pueden ocurrir dos fenómenos: la supresión, donde la información de uno de los ojos se anula parcial o totalmente, y la rivalidad binocular, en la que la percepción alterna entre las dos imágenes. Ambos pueden aparecer en condiciones como el estrabismo o cuando se muestran imágenes incompatibles a cada ojo (por ejemplo, estímulos muy diferentes en experimentos perceptivos).
Zona de fusión: el área de Panum
La fusión binocular no exige una coincidencia exacta entre las imágenes; existe una región espacial en la que pequeñas disparidades todavía permiten la fusión: el llamado área de Panum o zona de fusión. Si las disparidades exceden ese rango, se pierde la fusión y aparecen diplopía (visión doble) o supresión.
Desarrollo, alteraciones y aspectos clínicos
La capacidad para desarrollar estereopsis se adquiere en los primeros años de vida mediante la experiencia visual binocular. Si durante este periodo uno de los ojos está desalineado (estrabismo) o existe ambliopía (ojo vago), puede dañarse la correspondencia binocular y la estereopsis quedar reducida o ausente. Entre las alteraciones clínicas importantes se incluyen:
- Estrabismo: desviación ocular que impide la correcta alineación y puede provocar supresión o diplopía.
- Amblyopía: reducción de la agudeza en un ojo por falta de uso normal durante la infancia, frecuentemente asociada a mala estereopsis.
- Stereoblindness: ausencia parcial o total de percepción estereoscópica en adultos, a menudo secundaria a problemas de desarrollo.
La detección y tratamiento tempranos (por ejemplo, corrección óptica, terapia visual o cirugía en el caso del estrabismo) mejoran las probabilidades de recuperar o preservar la visión binocular funcional.
Evaluación y pruebas de estereopsis
Existen tests clínicos y experimentales para medir la estereopsis y la fusión binocular. Algunos ejemplos habituales son:
- Pruebas de estereopsis con figuras estereoscópicas (p. ej., test de Titmus, Randot), que presentan disparidades de distintos tamaños y evalúan el umbral estereoscópico.
- Pruebas de supresión y de dominancia ocular.
- Exámenes de alineación ocular y movimientos de vergencia.
Procesos complementarios y aplicaciones prácticas
La percepción de profundidad no depende únicamente de la estereopsis: el sistema visual combina múltiples claves (binoculares y monoculares) para obtener una percepción robusta en diferentes condiciones. Además, la visión binocular aporta ventajas como la sumación binocular (mejor sensibilidad y rendimiento visual cuando se usan ambos ojos) y una mayor tolerancia al ruido visual.
Aplicaciones tecnológicas y cotidianas que aprovechan la estereopsis y la visión binocular incluyen la estereofotografía, los visores y gafas 3D, la realidad virtual y aumentada, y sistemas de percepción para robótica y navegación. Estos sistemas tratan de reproducir las disparidades y otros estímulos para generar una impresión convincente de profundidad.
Resumen
- La visión binocular es el uso coordinado de ambos ojos para formar un campo visual combinado y obtener información adicional sobre distancia y forma.
- La estereopsis utiliza las disparidades entre las imágenes retinianas para crear la percepción de profundidad; otra fuente importante de profundidad es el paralaje de movimiento.
- Fenómenos como la fusión binocular, la supresión y la rivalidad reflejan la manera en que el cerebro resuelve diferencias entre las dos imágenes.
- El desarrollo normal de la visión binocular es crítico en la infancia; alteraciones como el estrabismo y la ambliopía pueden afectar gravemente la estereopsis.
En definitiva, la visión binocular y la estereopsis son mecanismos clave para interactuar con un mundo tridimensional, y su estudio abarca desde la fisiología y la clínica hasta aplicaciones tecnológicas modernas.
Un par de ojos de águila.
El campo de visión de una paloma (típico animal de presa) comparado con el de un búho (típico depredador)
Campo de visión y movimientos oculares
Algunos animales, normalmente pero no siempre animales de presa, tienen sus dos ojos colocados en lados opuestos de la cabeza para tener un campo de visión lo más amplio posible. Algunos ejemplos son los conejos, los búfalos y los antílopes. En estos animales, los ojos suelen moverse de forma independiente para aumentar el campo de visión. Incluso sin mover los ojos, algunas aves tienen un campo de visión de 360 grados.
Otros animales, normalmente pero no siempre animales depredadores, tienen sus dos ojos situados en la parte delantera de la cabeza, lo que permite una visión binocular y reduce su campo de visión en favor de la estereopsis. Algunos ejemplos son los seres humanos, las águilas, los lobos y las serpientes.
Algunos animales depredadores, sobre todo los de gran tamaño, como los cachalotes y las orcas, tienen los dos ojos situados en lados opuestos de la cabeza. Otros animales que no son necesariamente depredadores, como los murciélagos de la fruta y algunos primates, también tienen los ojos orientados hacia delante. Suelen ser animales que necesitan una discriminación/percepción fina de la profundidad; por ejemplo, la visión binocular mejora la capacidad de recoger una fruta elegida o de encontrar y agarrar una rama concreta.
En los animales con ojos orientados hacia delante, los ojos suelen moverse juntos. Algunos animales utilizan ambas estrategias. Un estornino, por ejemplo, tiene los ojos colocados lateralmente para cubrir un amplio campo de visión, pero también puede moverlos juntos para apuntar al frente, de modo que sus campos se superponen dando estereopsis. Un ejemplo notable es el camaleón, cuyos ojos parecen estar montados en torretas, cada una de las cuales se mueve independientemente de la otra, hacia arriba o hacia abajo, hacia la izquierda o hacia la derecha. Sin embargo, el camaleón puede dirigir sus dos ojos a un solo objeto cuando está cazando.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la visión binocular?
R: La visión binocular es cuando se utilizan los dos ojos a la vez para crear un campo visual que es elaborado por el cerebro con la información procedente de ambos ojos.
P: ¿Qué parte del campo visual horizontal puede ver el ser humano con dos ojos?
R: Los seres humanos tienen un campo de visión horizontal máximo de unos 200 grados con los dos ojos.
P: ¿Qué proporciona el paralaje en términos de información sobre la profundidad?
R: El paralaje proporciona información precisa sobre la profundidad, lo que se denomina estereopsis.
P: ¿Qué es la fusión binocular?
R: La fusión binocular es cuando se ve una sola imagen aunque cada ojo tenga su propia imagen de un objeto.
P: ¿Qué es la estereopsis?
R: La estereopsis es la impresión de profundidad que tenemos cuando miramos una escena con los dos ojos. Utiliza las diferencias en las imágenes vistas por cada ojo para calcular la profundidad en la escena visual.
P: ¿Cómo funciona el paralaje de movimiento?
R: El paralaje de movimiento funciona creando diferencias en la imagen retiniana única a lo largo del tiempo, de forma similar a la disparidad binocular cuando un observador ve una escena con un solo ojo mientras se mueve.
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