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Look at a green letter E and the eye sees it sharp only as long as the lens does its job. In a study published in Optics Letters, researchers at the International Centre for Translational Eye Research (ICTER), based at the Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences, showed that a green E drawn with invisible infrared light keeps its edges far better when the eye is not perfectly focused on it.
Mira una letra E verde y el ojo la ve nítida solo mientras el cristalino cumple su función. En un estudio publicado en Optics Letters, investigadores del Centro Internacional de Investigación Traslacional de la Visión (ICTER), con sede en el Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias, demostraron que una E verde dibujada con luz infrarroja invisible conserva mucho mejor sus bordes cuando el ojo no enfoca perfectamente sobre ella.
A healthy eye changes the shape of its lens to match the distance of what it looks at, a process called accommodation. Head-mounted displays such as VR and AR headsets can break that link: a virtual object may appear at one distance while the optics require the eye to focus on another. The eye then has to work against the display, and the image blurs.
Un ojo sano cambia la forma de su cristalino para adaptarse a la distancia de lo que mira, un proceso llamado acomodación. Los visores de realidad virtual y aumentada, como las gafas VR y AR, pueden romper esa relación: un objeto virtual puede aparecer a una distancia, mientras que la óptica exige que el ojo enfoque en otra. Entonces el ojo tiene que trabajar en contra de la pantalla, y la imagen se emborrona.
The ICTER team works on two-photon vision. Near-infrared pulses normally pass unseen, but when two photons are absorbed almost at the same moment, their combined energy corresponds roughly to that of a single photon at half the wavelength. Infrared light at about 1040 nm therefore produces a sensation close to 520 nm green. The stimulus was drawn by a scanning laser that moved across the retina fast enough to form a letter 12.5 arcminutes high, refreshed 50 times per second. The 12 participants, eight men and four women aged 25 to 47, all had good vision, and their dominant eye was tested alone. The researchers matched the perceived brightness of the two letters for each person, then added negative defocus in steps of 0.5 diopters, a unit of optical power, until a slight but persistent blur appeared.
El equipo del ICTER trabaja con la visión de dos fotones. Los pulsos de infrarrojo cercano normalmente pasan sin ser vistos, pero cuando dos fotones son absorbidos casi al mismo tiempo, su energía combinada equivale aproximadamente a la de un único fotón con la mitad de la longitud de onda. Por eso, la luz infrarroja de unos 1040 nm produce una sensación cercana al verde de 520 nm. El estímulo lo dibujaba un láser de barrido que se desplazaba por la retina con la rapidez suficiente para formar una letra de 12,5 minutos de arco de altura, actualizada 50 veces por segundo. Los 12 participantes, ocho hombres y cuatro mujeres de entre 25 y 47 años, tenían buena visión, y se probó su ojo dominante por separado. Los investigadores igualaron para cada persona el brillo percibido de las dos letras y luego añadieron desenfoque negativo en pasos de 0,5 dioptrías, una unidad de potencia óptica, hasta que aparecía un emborronamiento leve pero persistente.
For the non-presbyopic group, the infrared letter held its sharpness until 6.6 ± 0.7 diopters of defocus, against 4.3 ± 0.7 diopters for visible light. Thresholds were lower in participants with presbyopia, the age-related loss of near focus, at 2.7 ± 0.4 against 1.9 ± 0.3 diopters, but the advantage remained. In both groups, the range over which the infrared image stayed sharp was more than 1.4 times as wide. The effect was seen in all 12 participants, though its size varied.
En el grupo sin presbicia, la letra infrarroja mantuvo su nitidez hasta 6,6 ± 0,7 dioptrías de desenfoque, frente a 4,3 ± 0,7 dioptrías para la luz visible. Los umbrales fueron más bajos en los participantes con presbicia, la pérdida de enfoque de cerca asociada a la edad, con 2,7 ± 0,4 frente a 1,9 ± 0,3 dioptrías, pero la ventaja se mantuvo. En ambos grupos, el intervalo en el que la imagen infrarroja permaneció nítida fue más de 1,4 veces más amplio. El efecto se observó en los 12 participantes, aunque su magnitud varió.
For wearers of VR and AR headsets, the practical reading is a wider margin before the image looks soft when the eye and the display disagree. Nothing in the study, however, sets a date for such a display, and the team gives no timeline. The measurements come from a small group of healthy adults, in a laboratory, and describe perception rather than a product. What the work establishes is that an image built on two-photon vision tolerates focus errors that blur the conventional one.
Para quienes usan gafas de realidad virtual o aumentada, la lectura práctica es un margen mayor antes de que la imagen se vea blanda cuando el ojo y la pantalla no coinciden. Sin embargo, nada en el estudio fija una fecha para un dispositivo así, y el equipo no ofrece calendario. Las mediciones proceden de un grupo reducido de adultos sanos, en laboratorio, y describen la percepción, no un producto. Lo que establece el trabajo es que una imagen basada en la visión de dos fotones tolera errores de enfoque que emborronan la imagen convencional.