A power law study of the edge influence on the perceived filling-in brightness magnitude

Abstract: Background: Edge plays a special role in spatial perception and as well as in determining the brightness of a surface within borders. The aim of our study was to measure threshold brightness in different levels of edges thickness. Methods: Steven's power law for circles modulating in luminance was estimated for 30 subjects (mean age 24 years, SD 3.3, 13 female). Stimuli were presented on the iMac display using the 11-bit graphic board and consisted of two circles of 3° of visual angle, separated by 10°. We tested 7 levels of Michelson contrast: 7, 8, 10, 15, 26, 50, and 100. Three edges filtering were tested (0.3, 0.8, and 1.5° of smoothing). The subjects' task was to judge the brightness of the edge filtered circle compared with the circle of the hard edge which was considered the modulus and received an arbitrary level of 50, representing the amount of brightness perception. In each trial, the same contrast level was presented in both circles. Five judgments were performed for each contrast level in edge filtering. Results: We found an increase in the power law exponent as the increase of the edge filtering (for sigma of 0.3 = 0.43, sigma of 0.8 = 0.73, and sigma 1.5 = 0.97). All power function fitting had high correlation coefficients (r2 = .94, r2 = .95, r2 = .97, respectively to sigma 0.3, 0.8, and 1.5) passing to the model's adhesion criteria. Conclusions: There was a progressive distortion on the figure brightness perception as increasing the edge filtering suggesting the control of edges on the polarity of the overall brightness. Also, perceived brightness was increasingly veridical with increased filtering, approaching 1:1 correspondence at 1.5 sigmas. (AU)

Psicofísica visual em caso de toxoplasmose ocular congênita / Visual psychophysics of congenital ocular toxoplasmosis case

Resumo A toxoplasmose ocular congênita é uma manifestação da infecção pelo parasita Toxoplasma gondii que ocorrer por meio placentário. Essa doença pode provocar importantes sequelas visuais. Este trabalho descreve um estudo de caso que utilizou avaliação psicofísica visual para descrever alterações funcionais decorrentes da toxoplasmose ocular congênita. A avaliação foi realizada em paciente de 30 anos, sexo masculino, residente em São Luís (MA), hígido com histórico da mãe ter apresentado infecção por toxoplasmose no período gestacional. Somente aos 26 anos foi feita uma avaliação médica detalhada que descreveu lesão na fóvea do olho direito. Na avaliação clínica clássica e na avaliação psicofísica visual, o paciente apresentou visão normal para o olho esquerdo. O olho direito apresentou baixa acuidade visual (valor decimal: 0,028), campo visual com escotomas localizados até 20º de ângulo visual e alteração da visão de cor. O estudo fornece informações médicas seguras e relevantes para o diagnóstico de toxoplasmose ocular congênita utilizando testes eficazes, de baixo custo e boa portabilidade, possibilitando uma alternativa de diagnóstico funcional para ser aplicada em locais de difícil acesso pelo interior do Brasil.

Abstract Congenital ocular toxoplasmosis is a manifestation of infection by the parasite Toxoplasma gondii that occurs through the placenta. This disease can lead to important visual sequelae. This paper describes a case report that uses visual psychophysics for the alterations of congenital ocular toxoplasmosis. The evaluation was performed in a 30-year-old man, a resident of São Luís (MA), with a history of his mother have had toxoplasmosis in the gestational period. Only at 26 years-old he did the detailed medical evaluation that described a lesion the fovea of the right eye. In the classic clinical examination and in visual psychophysical evaluation, the patient presented normal vision for the left eye. The right eye had low visual acuity (decimal value: 0.028), visual field with scotomas up to 20º of visual angle and alteration of color vision. The study offers safe and relevant medical information for the diagnosis of congenital ocular toxoplasmosis using a low-cost evaluation and with good portability, allowing a functional diagnostic alternative to be applied in places difficult to access in the interior of Brazil.

Agudeza Visual Dinámica / Acuidade Visual Dinâmica / Dynamic Visual Acuity

Resumen Presentamos una revisión del tema relativo a la habilidad visual para discriminar detalles sutiles sobre objetos en movimiento (AVD: Agudeza Visual Dinámica), mostrando las diferencias más relevantes, que han sido atribuidas a esta capacidad visual en comparación con la AVE (AV estática). Actualmente, es sabido que la correlación entre AVE y AVD es baja. Además, al medir la AVD no solo evaluamos la mínima separación espacial que el sistema visual puede resolver, sino también la funcionalidad del sistema oculomotor. De este modo, valorar la AVD implica medir la capacidad del ojo como buscador activo de información. Hoy sabemos que la AVD es uno de los mejores indicadores de éxito en ciertas especialidades deportivas (tenis de mesa, baseball, etc.) y que correlaciona negativamente con la siniestralidad en accidentes de tráfico. Entre los factores investigados que producen una reducción significativa de la resolución espacial dinámica destacan: (a) la velocidad del estímulo, afectando tanto a trayectorias verticales como horizontales; (b) el tiempo de exposición del estímulo; (c) la iluminación ambiental; (d) la disminución del contraste y e) la edad del sujeto. Por otra parte, se ha verificado que esta capacidad visual es susceptible de mejorar con el entrenamiento.

Resumo Apresentamos uma revisão do tema referente a habilidade visual para discriminar sutís detalhes diante de objetos em movimento (AVD: Acuidade Visual Dinâmica), mostrando as diferenças mais relevantes, que foram atribuídas a esta capacidade visual em comparação com a AVE (AV estática). Atualmente sabemos que a correlação entre AVE e AVD é baixa. Sendo assim, ao medir a AVD não somente avaliamos a mínima separação espacial que o sistema visual pode resolver, também avaliamos a funcionalidade do sistema oculomotor. Desse modo, para avaliar a AVD requer medir a capacidade do olho como buscador ativo de informação. Hoje sabemos que a AVD é um dos melhores indicadores de êxito em certas especialidades desportivas (tênis de mesa, baseball, etc.) e que se correlaciona negativamente com sinistralidade nos acidentes de trânsito. Entre os fatores investigados que produzem una redução significativa da resolução espacial dinâmica destacam: (a) a velocidade do estímulo, que afeta tanto as trajetórias verticais como horizontais; (b) o tempo de exposição do estímulo; (c) a iluminação ambiental; (d) a diminuição do contraste e (e) a idade do sujeito. Por outro lado, verificou-se que esta capacidade visual é suscetível a melhorar com treinamento.

Abstract We present a review on the visual ability to discriminate fine details of moving objects (DVA: Dynamic Visual Acuity), showing the most relevant differences, which have been attributed to this visual capacity in comparison to SVA (static visual acuity). It is known that the correlation between SVA and DVA is low. Moreover, when DVA is measured, not only the minimum spatial separation that the visual system can resolve is evaluated, but also the functionality of the oculomotor system. Therefore, assessing DVA also involves measuring the ability of the eye to actively seek information. Nowadays, it is known that DVA is one of the best indicators of success in certain sports specialties (table tennis, baseball, etc...) and that it negatively correlates with accident rates in traffic scenarios. The investigated factors that produce a significant reduction in dynamic spatial resolution are: (a) the speed of the stimulus, affecting both vertical and horizontal trajectories; (b) the stimulus exposure time; (c) ambient illumination; (d) reduction in contrast and (e) subject age. Moreover, it has been verified that this visual capacity is likely to improve with training.

Comparación de dos test psicofísicos de sensibilidad al contraste en un entorno clínico / Comparison of two contrast sensitivity tests in a clinical setup / Comparaison de deux tests psychophysiques de sensibilité au contraste en clinique / Comparação de dois testes psicofísicos de sensibilidade ao contraste em um ambiente clínico

El objetivo de este estudio fue comparar el desempeño de dos test psicofísicos de sensibilidad al contraste, uno basado en un sistema informatizado - FVC 100 - y otro en láminas impresas - VCTS 6500, ambos empleando la discriminación de redes sinusoidales en condiciones de adaptación fotópica. Fueron medidos 45 ojos de 23 personas con edades entre 28 y 70 años. Los sujetos fueron reclutados en un Servicio de Oftalmología al cual concurrieron tanto por consulta como por control. A partir de tomar el criterio clínico como referencia, los resultados muestran que, de los 23 sujetos, en 16 casos ambos sistemas detectaron correctamente su estado visual, en cinco casos (10 ojos) sólo el FVC 100 consiguió hacerlo, mientras que en dos casos este sistema no detectó el problema visual y sí lo hizo el VCTS 6500. Considerando los datos obtenidos se aprecia un mejor desempeño del test informatizado, destacándose la necesidad de continuar trabajando para conseguir un atlas con información de la función de sensibilidad al contraste que considere las diferentes patologías visuales.

The purpose of this study was to compare the performance of two psychophysical contrast sensitivity tests, one based on a computerized system - FVC 100 - and the other based on printed charts - VCTS 6500, both using the discrimination of sinusoidal grating orientation under photopic adaptation. Altogether, 45 eyes of 23 people with ages ranging from 28 to 70 years were tested in this study. Subjects were recruited in an Ophthalmological Service to which they went looking for medical supervision or consult. Taking the clinical criterion as a reference, the results show that of the 23 subjects, both systems correctly identify 16 cases, in five cases (10 eyes) only the FVC 100 performed well, whereas in two cases this system did not detect the visual problem and the VCTS 6500 did. Considering the obtained data, a better performance of the computerized system can be observed, pointing out the need to keep working in order to obtain a contrast sensitivity atlas which takes into account the different visual pathologies.

L'objectif de cette étude était de comparer les performances de deux tests psychophysiques de la sensibilité au contraste, l'un basé sur l'ordinateur - FVC 100 - et un autre imprimé feuilles - VCTS 6500. Avec les deux systèmes est évaluée discrimination des réseaux sinusoïdaux dans des conditions d'adaptation photopique. Ont été mesurées 45 yeux de 23 personnes âgées entre 28 et 70. Les sujets ont été recrutés dans un service d'ophtalmologie. Ce service a été suivi par la consultation et de contrôle. Après avoir fait référence au critère clinique, les résultats montrent que, parmi les 23 sujets, dans 16 cas, les deux systèmes correctement identifié état visuel. Dans cinq cas (10 yeux) FVC100 seulement réussi à le faire, tandis que dans deux cas, ce système n'a pas détecté les problèmes visuels. Toutefois, s'il est détecté VCTS6500 le problème dans ces deux derniers cas. Considérant les résultats obtenus avec les deux systèmes, vous pouvez voir une meilleure performance du test informatisé par rapport à celui basé sur des feuilles imprimées. Il souligne la nécessité de continuer à travailler vers un atlas des informations sur la fonction de sensibilité au contraste qui tient compte des différentes pathologies visuelles.

O objetivo deste estudo foi comparar o desempenho de dois testes psicofísicos de sensibilidade ao contraste, um baseado num sistema informatizado - FVC 100 - e um outro em lâminas impressas -VCTS 6500, ambos empregando a discriminação de grades sinusoidais em condições fotópicas de adaptação. Foram avaliados 45 olhos de 23 pessoas com idades entre 28 e 70 anos. Os sujeitos foram recrutados num Serviço de Oftalmologia onde compareceram tanto para consulta como para controle. Tomando o critério clínico como referência, os resultados mostram que, dos 23 sujeitos, em 16 casos ambos sistemas detectaram corretamente seu estado visual, em cinco casos (10 olhos) só o FVC 100 conseguiu fazê-lo, contudo em um dos casos este sistema não detectou o problema visual e sim o VCTS. Considerando os dados obtidos, aprecia-se um melhor desempenho do teste informatizado, evidenciando-se a necessidade de continuar trabalhando para conseguir um atlas com informação da função de sensibilidade ao contraste que considere as diferentes patologias visuais.

Constancia de velocidad en imágenes naturales / Velocity constancy in natural images / Constance de vitesse dans les images naturelles / Constância de velocidade em imagens naturais

La investigación sobre el sistema visual condujo a la emergencia de modelos basados en los componentes neurales de dicho sistema, que permiten describir el modo en que es extraída la información de velocidad contenida en una escena con movimiento. El hecho de que estos modelos sean sensibles al tamaño de los estímulos presentados en la retina en combinación con el cambio de tamaño debido a la distancia a la cual se presentan los objetos, llevó a la pregunta acerca de cómo es posible la percepción de una velocidad constante, independientemente de la distancia a la cual se desplazan los objetos. En este trabajo revisamos las investigaciones realizadas sobre la constancia de la velocidad percibida e indagamos acerca de la importancia de la familiaridad de los objetos en movimiento. Por medio de experimentos psicofísicos con imágenes naturales, mostramos que la familiaridad juega un rol importante al momento de asignar perceptualmente la velocidad de un objeto en movimiento.

The investigation of the visual system produced models based on the neural components of such system, capable of describing the way in which the velocity information contained in a scene with movement is extracted. The fact that these models are sensitive to the size of the stimuli in combination with the distance to which the objects are presented on the retina, led to the question about how it could be possible the perception of a velocity independent from the object distance. In this work, we revised the investigations about velocity constancy and explore the effect of familiarity on the perception of speed. We performed a series of psychophysical experiments by using natural images and show that familiarity plays an important role in the assignment of a perceived speed to moving objects.

Recherche sur le système visuel l'a conduit à l'émergence de modèles basés sur les composants du système nerveux. Ces modèles peuvent décrire la façon dont il est extrait des informations de vitesse contenue dans une scène émouvante. Le fait que ces modèles sont sensibles à la taille des stimuli présentés dans la rétine, avec le changement de taille en raison de la distance à laquelle les objets sont présentés, ont conduit à la question de comment la perception d'une vitesse constante quelle que soit la distance à laquelle les objets se déplacent. Ici nous passons en revue la recherche sur le constance de vitesse perçue et en savoir davantage sur l'importance de la familiarité des objets en mouvement. Grâce à des expériences psychophysiques avec des images naturelles montrent que la familiarité joue un rôle important dans la détermination de la vitesse de perception d'un objet en mouvement.

A pesquisa sobre o sistema visual tem levado à emergência de modelos baseados nos componentes neurais de dito sistema, que permitem descrever o modo como é extraída a informação de velocidade contida numa cena com movimento. O fato de que estes modelos sejam sensíveis ao tamanho dos estímulos apresentados na retina, em combinação com a mudança de tamanho devida à distância à qual são apresentados os objetos, levou à pergunta de como é possível a percepção de uma velocidade constante, independentemente da distância pela qual se movimentam os objetos. Neste trabalho, revisamos as investigações realizadas sobre a constância da velocidade percebida e indagamos acerca da importância da familiaridade dos objetos em movimento. Mediante experimentos psicofísicos com imagens naturais, mostramos que a familiaridade tem um papel importante na hora de atribuir perceptualmente a velocidade de um objeto em movimento.