Visión nocturna

La visión nocturna es la habilidad de ver entornos que están en bajos niveles de iluminación. Muchas especies poseen esta habilidad, incluido el ser humano. Sin embargo, en éste último se presenta de manera muy limitada, por lo cual necesita de aparatos sofisticados para mejorarla.

Es importante discernir entre intensidad y longitud de onda. El ojo humano es capaz de percibir luz reflejada con:

1. Intensidad cuyo foco se encuentre alrededor de los 700ºC. El Sol, por ejemplo, o el hierro calentado al rojo vivo. El hierro a 20ºC no emite luz propia visible para el ojo humano, pero a 1000ºC se percibirá la luz rojiza del hierro.
2. Longitud de onda perteneciente al espectro visible (luz visible). Un ejemplo de luz no visible es la radiación infrarroja. El experimento mostrado a continuación facilitará su comprensión: Tómese una linterna infrarroja y una cámara cualquiera, en una habitación completamente oscura. La cámara captará la habitación plenamente iluminada, mientras que nuestros ojos no podrán percibir nada. Esto es debido a que las cámaras comerciales suelen percibir la luz o radiación infrarroja.

El intervalo de luz percibido por el ojo humano (luz visible), dentro del espectro electromagnético es muy reducido.

Las cámaras de visión nocturna se basan en amplificar la intensidad o captar longitudes de onda no visibles por el ojo humano, pero de intensidad suficiente para cámaras electrónicas. Ejemplos de cámaras:

• Cámara térmica: amplifica la intensidad, veremos al "rojo vivo" a 20ºC
• Cámara infrarroja: capta la luz infrarroja, invisible para el ojo humano.

A continuación se muestra el espectro electromagnético (todas las longitudes de onda de la luz):

Visión nocturna natural

En los bastoncillos retinales de los seres vivos existe una sustancia llamada Rodopsina que se encarga de percibir mínimas intensidades de luz.

Los humanos necesitan exponerse al menos 30 minutos en la semi-oscuridad para optimizar su visión nocturna, que aún así será muy limitada, porque no perciben niveles de iluminación demasiado bajos (oscuridad) ni longitudes de ondas superiores a los 780 nanómetros. En cambio, animales como los gatos, perros y venados tienen mejor visión nocturna, porque poseen una estructura llamada tapetum lucidum detrás de los ojos que refleja la luz para mejorar su habilidad. Por lo tanto su visión equivaldría a la de un amplificador de luz de primera o segunda generación.

Sensibilidad térmica natural

Algunas serpientes, como las boas y las "pit viper", pueden percibir diferentes intensidades de calor procedentes de los cuerpos y la distancia de la emisión, por medio de un sistema termosensible en sus caras, que sería un sistema de visión sin usar los ojos. Todavía se desconoce el alcance de este sistema térmico para crear imágenes en el cerebro de estas serpientes.

Visión nocturna artificial

Existen aparatos que facultan ver en entornos bajo ciertas circunstancias que impiden la visión humana normal (Oscuridad, niebla, etc).

1. Cámara térmica: Faculta a la visión humana para ver la radiación infrarroja u otras longitudes de onda emitida desde los cuerpos.

Los diferentes niveles de esta radiación percibida, traducidas como temperaturas, son interpretados por una pantalla como imágenes.

A cada rango de temperatura perceptible por la cámara infrarroja se le asignará un color o matiz específico en la imagen mostrada. Entonces el mayor rango de temperatura perceptible y rangos superiores se mostrarán blancos. En cambio, los rangos de temperatura inferiores al menor rango perceptible se mostrarán negros.

Los demás rangos de temperatura perceptibles, que estén entre el mayor rango perceptible y el menor rango perceptible se mostrarán de diferentes colores: Amarillo, anaranjado, rojo y azul; los matices muestran rangos más específicos. Los colores no corresponden a ningún fenómeno óptico, sino que son asignados arbitrariamente por los fabricantes de las cámaras.

A pesar de mostrar colores en las imágenes, las cámaras infrarrojas tienen detectores que perciben una sola longitud de onda infrarroja.

Como estos aparatos no perciben la luz visible, se utilizan para rastrear cuerpos calientes en las tinieblas, a través del humo, la niebla o debajo del suelo.

2. Cámara amplificadora de luz: Apoya a la visión humana para ver en entornos con tan bajos niveles de iluminación que el ojo humano no detecta, o en otras palabras, permiten ver en la oscuridad.

Son inútiles para ver en tinieblas, sin usar fuentes de iluminación invisible al ojo humano desnudo. Los amplificadores de luz de las primeras generaciones deslumbraban y podían llegar a causar daños en la vista al percibir niveles de luz que el ojo desnudo ve con facilidad, como los fogonazos o lugares luminosos. En la actualidad casi todos los modelos se apagan cuando se supera un determinado umbral.

Los modelos más recientes y de gama alta incorporan la función "Autogating" y permiten seguir viendo con luz de día.

Las cámaras amplificadoras de luz muestran una imagen más realista del entorno percibido comparadas con las cámaras infrarrojas, porque las intensidades luminosas de los cuerpos mostrados en pantalla son correspondientes a la intensidad óptica verdadera y no a la temperatura como en el caso de la cámara térmica.

Este realismo de imágenes los hace más convenientes para la mayoría de sus usuarios que generalmente no necesitan rastrear un cuerpo por su temperatura, sino por su muy baja iluminación.

Consta de varios componentes en su interior; el dispositivo amplificador de luz, un colimador, algunas lentes y espejos.

Equipos portátiles de visión nocturna

Imagen a través de un equipo de visión nocturna. Soldados estadounidenses en una misión en Iraq.

Estos aparatos que proporcionan la visión nocturna artificial son cámaras portátiles que, se sujetan con las manos o se ciñen en la cabeza a la altura de los ojos. Las manuales son videocámaras o cámaras fotográficas, mientras que las parecidas a gafas se usan exclusivamente para ver. También existen cámara amplificadoras hechas a manera de mira telescópica, montables sobre fusiles, usadas para ataques nocturnos.

Algunas cámaras amplifican la luz y otras diferentes perciben únicamente radiación infrarroja. De hecho, lo más frecuente es que amplifiquen mucho el espectro visible normal y algo menos el infrarrojo próximo.

Incluyen fuentes de iluminación invisible al ojo humano en frecuencias de infrarrojo próximo. Las de 840nm pueden detectarse porque el foco se ve rojo mientras que las de 920nm son absolutamente invisibles pero también ayudan menos en igualdad de potencia y consumo.

Se utilizan con propósitos militares y civiles.

Generaciones

Primera generación

Mejora de luz: 1000x La generación 1 es a menudo grande y tiene mal comportamiento a la luz de las estrellas. La imagen se distorsiona y está llena de estática. El tubo de mejora de luz dura unas 2000 h.

Segunda generación

Mejora de luz: 20.000x Esta es una clara mejora sobre la primera generación, y puede usarse a la luz de las estrellas. La generación II+ es una mejora con un contraste mejor. El tubo tiene una esperanza de vida de 2500 a 4000 h.

Tercera generación

Mejora de luz: 30.000-50.000x Esta es la mejor de las generaciones disponibles. La generación III puede ver la luz del espectro infrarrojo mejor, con lo que la imagen es mejor y más clara. El tubo dura unas 10.000 h.

Estos datos son muy incompletos y se basan exclusívamente en información procedente del fabricante norteamericano, ITT. El fabricante europeo, Photonis-DEP, consigue resultados similares con una amplificación menor (multiplica menos los fotones que entran y así genera menos ruido, en torno a 12.000x) pero con una sensibilidad del cátodo mayor (canaliza y utiliza un porcentaje mayor de los fotones que llegan).

Véase también

vision térmica

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre visión nocturna.
• Explícame: Visión Nocturna