Consecuencias de un mal diseño de iluminación de interiores o exteriores. El factor principal es el ojo humado.

1. INGENIERÍA DE
ILUMINACIÓN
Ing. Víctor Manuel Bravo Ramos
Ica –primer semestre del 2018
UNIVERSIDAD “SAN LUIS GONZAGA” Facultad Ingeniería Mecánica y Eléctrica

2. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
 VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
 COMPONENTES OPTICOS
 COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

3. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
• VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
• COMPONENTES OPTICOS
• COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

4. Proceso de la Visión
Luz Ojo Objetos

5. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
• VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
• COMPONENTES OPTICOS
• COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

6. EL OJO Y SUS PARTES

7. ENTRETENIMIENTO
• EL PUNTO QUE DESAPARECE: Sostenga el lector este libro a 33 centímetros de sus ojos.
Cierre el ojo derecho y mire la X con el izquierdo. Luego, acerque el libro lentamente a sus
ojos. Al principio, verá también el punto negro, aunque esté mirando la X; pero, en cierto
momento, aquél desaparecerá. Esto sucede porque hay un punto ciego en cada uno de los
ojos y el punto negro desparece cuando está en foco con ese punto ciego. Cuando se
acerque más el libro a los ojos, el punto negro reaparecerá.


8. EL OJO HUMANO
Fóvea
Nervio óptico
Córnea
Iris
Retina
Cristalino
Humor
vitreo
Bastoncillos
Conos

9. Cámara Fotográfica
Comparación entre el ojo humano y la cámara fotográfica.
Ambos tienen un lente (en el ojo humano se llama cristalino) que lanza una imagen invertida del objeto
sobre una placa fotográfica (en el ojo se llama retina), un obturador o párpado que regula la cantidad de
luz que llega sobre el lente, un iris o diafragma, que controla al pasar por el lente, la luz que cae sobre la
retina del ojo o placa fotográfica.

10. FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN
NERVIO
ÓPTICO CEREBRO
REACCIONES
SENSORIALES
PERCEPCION
VISUAL

11. Componentes Ópticos
La córnea, que cubre la quinta parte de la parte anterior del globo
ocular, es el principal elemento refractor (cambia la dirección de la luz)
del ojo y le da a éste el 70 % de su poder.
El lente cristalino, que se provee la mayoría del 30% restante del
poder de refracción, tiene la particularidad de poder cambiar su
curvatura y de ésta manera ajustar el poder del ojo, según sea
necesario, en respuesta a las diferentes distancias de los objetos o de
ciertos tipos de errores de refracción. A esto se le llama acomodación.
Es decir, la acomodación es la habilidad que tiene el ojo de ajustarse
automáticamente para percibir con claridad diversos objetos ubicados a
diferentes distancias.
El humor acuoso y el humor vítreo ayudan a mantener la forma del
globo y proveen de nutrientes a las estructuras no vasculares que hay
dentro del ojo.

12. Componentes Neurológicos
Las 4/5 partes del lado posterior del ojo están
englobadas en tres capas de tejido:
La esclerótica: cobertura de la parte externa del globo
que es contigua a la córnea y que protege el contenido
del ojo.
La coroides: tejido altamente vascular que contiene la
sangre para la mayoría del ojo.
La retina: capa interna del globo del ojo. Es la parte del
ojo que convierte la energía radiante en señales
eléctricas que son enviadas al cerebro.

13. EN EL PROCESO DE VISIÓN La radiación incidente es absorbida por
fotopigmentos localizados en los sectores externos de receptores
retinales: los conos y bastoncillos.
Bastoncillos
- Visión diurna
- Bajos niveles de iluminación.
-Variaciones de energía
luminosa.
- Visión nocturna.
- Altos niveles de iluminación.
- Detalles y colores.
Conos

14. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
• VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
• COMPONENTES OPTICOS
• COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

15. Dos procesos simultáneos
ACOMODACIÓN
ADAPTACIÓN
Dos sentidos independientes
SENTIDO FOTÓPICO
SENTIDO ESCOTÓPICO
EL PROCESO DE VISIÓN
Curvatura del cristalino
Apertura de la pupila
Visión de los conos, Se llama así a la visión con
luz de día o con suficiente luz artificial (niveles de luminancia
superiores a 3 Cd/m2). En ella intervienen tanto los conos
como los bastoncillos, permitiéndonos apreciar claramente
tanto la forma y volumen de los objetos como el color de los
mismos.
Visión de los bastoncillos, Se llama así a la
visión que se tiene con muy poca luz (niveles de luminancia
inferiores a 0.25 Cd/m2). En esta visión intervienen
prácticamente sólo los bastoncillos pues los conos no han
podido reaccionar por la poca luz. En este caso los objetos
se ven todos en tonos grises o de azules oscuros.

16. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
• VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
• COMPONENTES OPTICOS
• COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

17. Miopía Presbicia
Luz
demasiado
brillante
Luz débil
Uso
demasiado
prolongado
Aplicación
demasiado
cerca
Astigmatismo
Vista
debilitada por
la edad
Luz directa en
el campo
visual del ojo
Luz de
dirección
inadecuada
Lectura en
tren en
movimiento
Demasiado
trabajo fino
Debilidad de
los Músculos
del ojo
Luz inestable
Luz
parpadeante
vacilante
Uso de lentes
inadecuado
DEFECTOS SIN CORREGIR ALUMBRADO DEFICIENTE ABUSO GENERAL
CAUSAS DE CANSANCIO DE
LA VISTA

18. AGUDEZA VISUAL
La agudeza visual, capacidad del ojo para reconocer
o distinguir detalles finos con nitidez y precisión,
disminuye rápidamente conforme la imagen retinal
del objetivo se va alejando de la fóvea. La agudeza
visual disminuye con la edad, debido a que el
cristalino se ha endurecido con la edad y ya no es
capaz de enfocar la imagen de los objetos con la
necesaria nitidez sobre la retina.
La agudeza visual de una persona de 60 años es de
aproximadamente 75 % con respecto a la de una
persona de 20 años.

19. AGUDEZA VISUAL

20. ADAPTACIÓN
El ojo humano puede procesar información a partir
de un enorme rango de luminancias. El ojo cambia
su sensibilidad a la luz mediante un proceso llamado
adaptación, de tal manera que puede detectar la
señal más insignificante en una noche oscura y no
ser sobrecargado a causa del brillo intenso en una
playa durante el verano. La adaptación implica
fundamentalmente tres procesos:

21. ADAPTACIÓN
 Cambio en el tamaño de la pupila.- En respuesta a cambios en la iluminación
retinal, el iris se contrae o se dilata para alterar físicamente la cantidad de flujo
luminoso que ingresa al ojo. En personas normales jóvenes, la pupila varía en
diámetro de aproximadamente 2 a 8 milímetros.
 Adaptación neurológica.- Esto consiste en un cambio rápido (menos de un
segundo) en la sensibilidad, probablemente debido a las interacciones inhibitorias
entre las neuronas en la retina y los caminos visuales. Esta adaptación es
compleja y de una magnitud relativamente pequeña, sin embargo se ha
demostrado que afecta el umbral visual durante rápidos cambios en niveles de
iluminación. A ciertos niveles de adaptación, el proceso neurológico puede ser
responsable de todos los cambios de sensibilidad del ojo.
 Adaptación fotoquímica.- Los receptores retinales (conos y bastoncillos) que
contienen pigmentos que al absorver la energía lumínica, descomponen la misma
y liberan electrones que, después de procesar, proporcionan una señal eléctrica al
cerebro. Se cree que hay cuatro fotopigmentos en el ojo humano: uno en los
bastoncillos y tres en los conos. Cuando la luz es absorvida, se descompone en un
aldehído inestable de vitamina A y en una proteína que libera energía, y ambas
generan señales que son enviadas al cerebro, siendo interpretadas como luz. En
la oscuridad, el pigmento es regenerado y nuevamente está disponible para recibir
luz.

22. ADAPTACIÓN
El sistema de conos se adapta mucho más
rápidamente que el de bastoncillos.
Después de una exposición de niveles moderadamente altos de
luminancia (aproximadamente 100 Cd/m2), los conos volverán a
su total sensibilidad en 10 ó 12 minutos. En cambio, los
bastoncillos requerirán de 30 ó 60 minutos para adaptarse
totalmente a la oscuridad.
Un ejemplo de esto es cuando una persona llega a una función de cine cuando ésta ya
comenzó. Es usual que el recién llegado se tropiece y camine tanteando debido a que
sus bastoncillos aún no han dado tiempo para adaptarse. En cambio, los que llegaron
temprano, han tenido una adaptación gradual, pasando de un bien iluminado exterior a
una sala medianamente iluminada que les facilita una más rápida adaptación a la
oscuridad de la sala.

23. ACOMODACIÓN
 Conforme disminuye la distancia entre el observador y el objetivo, el poder
refractor de los ojos debe ser incrementado para mantener una imagen clara en
la retina. Este cambio es llamado acomodación y se realiza debido a un cambio
en la forma y posición del lente cristalino dentro del ojo.
 La acomodación es siempre una respuesta a un objetivo focalizado en o cerca
de la fóvea. Se usa para traer un objetivo fuera de foco o desenfocado, y
enfocarlo o también para cambiar de foco de un objetivo a otro que está a una
distancia diferente.
 Con el avance de la edad, el cristalino va perdiendo elasticidad, se va
endureciendo y ya no puede curvarse y achatarse como lo hacía antes para
percibir los objetos ubicados a diferentes distancias. La mayoría de las personas,
ya no puede ver claramente a una distancia normal de trabajo. Es entonces que
se hace necesario el uso de lentes correctores que suplan la falta de poder que
han llegado a tener los ojos.
Por lo general, en las personas de 60 años de edad, la función acomodativa ha
disminuido considerablemente. Sin embargo, la necesidad de usar correctores
ópticos puede demorarse en dichas personas si se optimizan los contrastes
mediante un apropiado diseño de la iluminación.

24. ACOMODACIÓN

25. RAPIDEZ DE PERCEPCIÓN VISUAL
Este efecto por investigaciones científicas
prácticas indican que los altos niveles de
iluminación de buena calidad, aumentan la
rapidez con que pueda efectuarse una tarea
visual que implica discernimiento de
detalles, sin embargo la actividad humana
tiene un límite que es la acción muscular.

26. RAPIDEZ DE PERCEPCIÓN
VISUAL

27. RAPIDEZ DE PERCEPCIÓN
VISUAL

28. VISIÓN DEFECTUOSA
La visión borrosa puede
ser causada por diversos
factores en el ojo humano:

29. VISIÓN DEFECTUOSA
Errores refractivos no corregidos
Los ojos no son capaces de enfocar una imagen nítida
en la retina.
a) Miopía: objeto puntual a una distancia focal delante de la
retina.
b) Hipermetropía: objeto puntual a una distancia focal detrás
de la retina.
c) Astigmatismo: objeto puntual no enfoca en un punto en
ningún plano. Esto es causado por los diferentes poderes
(aumentos) en los varios meridianos del ojo.
d) Presbicia: objetos cercanos enfocados detrás de la retina.
Esto es causado por la pérdida de habilidad acomodativa,
usualmente debido a la edad.

30. VISIÓN DEFECTUOSA
Errores refractivos no corregidos

31. VISIÓN DEFECTUOSA
Aberración
Aún cuando el ojo esté perfectamente corregidos de
errores refractivos, hay una indefinición en la vista
debido a la existencia de aberraciones esféricas y
cromáticas.
a) Aberración esférica: ocurre debido a que los rayos de luz
que ingresan en la periferia de la córnea, son más refractados
que aquellos que ingresan por las zonas centrales. Por lo
tanto, la luz en la imagen retinal, es parcialmente redistribuida
sobre un área retinal mayor que en el caso de un sistema libre
de aberraciones. La cantidad y tipo de aberración esférica,
varía con el estado de acomodación.
b) Aberración cromática: ocurre debido a que las longitudes
de ondas más cortas (azules) son más refractadas que las
longitudes de ondas mayores (rojas).

32. VISIÓN DEFECTUOSA
Difracción
Independientemente de si los
rayos están en foco o no,
siempre hay cierta cantidad de
indefinición en la visión debido a
la difracción de la luz.

33. DESLUMBRAMIENTO
Es un fenómeno que actúa sobre la
retina en la cual produce una
enérgica reacción fotoquímica,
insensibilizándola durante un cierto
tiempo, pasado el cual vuelve a
recuperar sus funciones normales.

34. DESLUMBRAMIENTO
El deslumbramiento puede ser directo
o reflejado, según la forma de
producirse:
Es directo cuando la causa del
deslumbramiento está dentro del
campo visual del observador.
Es reflejado cuando el observador ve
la causa del deslumbramiento
reflejada de una superficie brillante.

35. DESLUMBRAMIENTO
Los efectos que puede producir el
deslumbramiento pueden ser de dos tipo:
psicológico (llamado deslumbramiento molesto) y
fisiológico (llamado deslumbramiento
perturbador).
Deslumbramiento molesto es la sensación de molestia
o dolor causada por una distribución alta o no uniforme
de luminancia en el campo visual. El
deslumbramiento molesto no produce incapacidad
visual, sino únicamente incomodidad lo que provoca
fatiga.
El deslumbramiento perturbador es aquel que provoca
pérdida de la capacidad visual.

36. INGENIERÍA DE ILUMINACIÓN
CLASE 2
• VISIÓN
– PROCESO DE LA VISIÓN
– OJO HUMANO
• COMPONENTES OPTICOS
• COMPONENTES NEUROLÓGICOS
– VISIÓN FOTÓPICA Y ESCOTÓPICA
– DESCRIPCIÓN Y DEFECTOS DEL PROCESO DE
LA VISIÓN
– COLOR Y VISIÓN

37. EL COLOR
El color es una sensación, es una interpretación humana
Es relativo : puede dar distintas sensaciones
Es subjetivo : no existe fuera de nosotros
Rojo, anaranjado, amarillo
Azul, violeta
Estimulantes,
salud, intimidad
Fríos, frescura
Blanco Limpieza

38. EL COLOR
Cuantitativas : Cantidad de energía de cada onda
Cualitativas
Tono
Intensidad
Saturación
Características
Longitud de onda predominante
Fuerza o vigor
Cantidad de blanco

39. EL COLOR
380-450 nm : Violeta
450-550 nm : Azul
550-600 nm : Verde
600-650 nm : Amarillo
650-700 nm : Anaranjado
700-780 nm : Rojo
Espectro visible

40. EL COLOR
“desbalance de energía radiante visible que llega a los ojos
proveniente de las fuentes de luz y de los objetos”
Luz solar : Espectro contínuo
Lámpara de vapor de mercurio : Espectro discontínuo
Lámpara de vapor de sodio : Espectro monocromático
Color de las fuentes de luz : por emisión

41. EL COLOR
El color de los objetos: REFLEXIÓN SELECTIVA
Material Fuente de luz

42. Luz solar
Luz
verde
Luz
azul
Luz
amarilla
Luz roja
EL COLOR

43. EL COLOR
Máxima sensibilidad: 550 nm – Verde amarillo

44. EL COLOR
Efecto Purkinje
Visión fotópica : Máxima sensibilidad en 550 nm
Visión escotópica : Máxima sensibilidad en 500 nm

45. Contraste

46. MEZCLA DE COLORES
ROJO
AZUL
VERDE
+
BLANCO
+

47. Percepción

48. Percepción

49. Percepción

50. No todos los colores son percibidos por el ojo de la misma forma
400 500 600 700 (nm)
380 780
1,0
0,5
0
Lámparas incandescentes Lámparas
de halógeno Lámparas
fluorescentes Lámparas de alta
intensidad de descarga
IR
Reflectores
de calor
LUZ
UV
Solarios
Lámparas para copiadoras
Lámparas de luz negra
Sensibilidad
relativa para la
visión diurna

51. Curva de sensibilidad del ojo a las radiacones monocromáticas
“Efecto Purkinje”
Noche Dia
Longitud de onda en nm

52. INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA I R C

53. INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA I R C
Fuente de luz de referencia
Lámpara de prueba

54. INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA IRC
Sk()
i()
k,i() = Sk()i()
Xk,i=Sk() i ()x ()d 
xk,i= Xk,i/ Xk,i+Yk,i+Zk,i
uk,i= 4 xk,i/-2 xk,i+12 yk,i+3
vk,i=6 yk,i/ -2 xk,i+12 yk,i+3
Xk,i=Sk()x ()d 
xk= Xk/ Xk+Yk+Zk
uk= 4 xk/-2 xk+12 yk+3
vk=6 yk/ -2 xk+12 yk+3
Ei=800 [(uo,i- uk,i)-(uo- uk)]2+ [(vo,i- vk,i)-(vo- vk)]2
Ei=800 [ uo-  uk]2+ [vo-  v]2
IRCi=100-4,6  Ei
IRCa=1/8  Ri
So()
i()
o,i() = So()i()
xo,i= Xo,i/ (Xo,i+Yo,i+Zo,i)
uo,i= 4 xo,i/(-2 xo,i+12 yo,i+3)
vk,i=6 yk,i/ -2 xk,i+12 yk,i+3
Xo=So()x ()d 
xo= Xo/ (Xo+Yo+Zo)
uo= 4 xo/(-2 xo+12 yo+3)
vo=6 yo/(-2 xo+12 yo+3)
Ei=800 [(uo,i- u,o)-(uk,i- u,k)]2+ [(vo,i- v,o)-(vk,i- v,k)]2
Xo,i=So() i ()x ()d 

55. INDICE DE RENDIMIENTO CROMATICO IRC
LUZ

56. REPRODUCCION CROMATICA
LUZ
MONOCROMATICA

57. INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA I R C
TRIFOSFORO T-8 3000K 830
HALOFOSFORO T-12 3000K 643

58. INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA I R C
> 70´ Bueno
> 80´ Muy bueno
> 90´ Excelente

59. Temperatura de color y reproducción cromática
IRC

60. Curvas de distribución espectral
Incandescente
HQI/D

61. Incandescentes HQL V. Mercurio NAV Sodio A .P. NAV/ Super
Luz del día (D65) HQI/D HQI/NDL HQI/WDL
Curva de distribución espectral de
diferentes lámparas

62. CUESTIONARIO
1) ¿Cuáles son las formas de representación del
color?
2) ¿Cuáles son las propiedades del color?
3) Describa las Leyes de Grassman ¿Qué definen ? y
¿Para qué sirven?
4) Describa las propiedades del Diagrama de
Cromaticidad.
5) ¿Cómo se produce el proceso perceptivo en la
visión?
6) Defina los términos de brillo, matiz y saturación.

63. FIN