El artículo «Application of Fourier Analysis to the Visibility of Gratings» de F. W. Campbell y J. G. Robson, publicado el 1 de agosto de 1968, explora cómo el análisis de Fourier puede aplicarse al estudio de la visibilidad de patrones de rejillas en el sistema visual humano. Los autores se centran en comprender cómo el umbral de contraste, el mínimo contraste necesario para que una rejilla sea perceptible, varía con diferentes formas de onda, incluidas las ondas sinusoidales, cuadradas, rectangulares y diente de sierra.
Uno de los hallazgos clave del estudio es que el umbral de contraste de una rejilla está determinado principalmente por la amplitud del componente fundamental de Fourier de su forma de onda, especialmente a lo largo de un amplio espectro de frecuencias espaciales. Esto significa que las rejillas con formas de onda complejas, como la onda cuadrada, no pueden distinguirse de las rejillas de onda sinusoidal hasta que el contraste se incrementa lo suficiente como para que los componentes armónicos superiores alcancen su propio umbral de detección independiente .
El estudio emplea un setup experimental que implica la generación de patrones de rejillas con diferentes formas de modulación en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (CRT). La intensidad del haz del CRT se modula mediante una señal de un generador de formas de onda, lo que permite mostrar rejillas estacionarias de frecuencias espaciales deseadas en la pantalla. El contraste de estos patrones puede ajustarse variando el voltaje de modulación. Para realizar las mediciones, se alterna la visualización de patrones y su eliminación, manteniendo constante la luminancia media .
Experimentalmente, los autores encuentran que, para frecuencias espaciales mayores a 0.8 ciclos por grado (c/deg), las rejillas de onda cuadrada se perciben igual que las de onda sinusoidal en términos de contraste en el umbral. Sin embargo, a frecuencias menores a 0.8 c/deg, las rejillas cuadradas se perciben diferentes tan pronto como el contraste es lo suficientemente alto para ser detectado .
El estudio también revisa cómo la visibilidad cambia en diferentes condiciones de luminancia. Por ejemplo, a una luminancia alta (500 cd/m²), la sensibilidad al contraste de las rejillas cuadradas es consistentemente mayor que la de las rejillas sinusoidales en un factor de 4/π. Sin embargo, a bajas luminancias (0.05 cd/m²), esta relación se mantiene solo en frecuencias espaciales bajas, indicando que la luminancia también afecta significativamente la relación de sensibilidad entre diferentes formas de ondas .
Los autores concluyen que los resultados apoyan la existencia de mecanismos lineales operando independientemente dentro del sistema nervioso, cada uno sensible a un rango limitado de frecuencias espaciales. Estos mecanismos pueden explicarse mediante un modelo basado en canales independientes, cada uno con una función de sensibilidad al contraste particular. Este modelo puede integrar la función de sensibilidad al contraste de todo el sistema visual, explicando cómo se perciben los patrones complejos en términos de sus componentes armónicos de Fourier .
En resumen, el análisis de Fourier aplicado a la visibilidad de rejillas proporciona una comprensión profunda de cómo el sistema visual humano procesa diferentes formas de ondas y frecuencias espaciales, destacando la importancia de los componentes fundamentales y armónicos en la percepción visual .
