Neurociencia: El contraste guía el ojo a lo más crítico de sus imágenes

La extracción de contraste es uno de los aspectos más importantes del procesamiento visual. Desempeña un papel tremendo en la forma en que vemos las imágenes, dónde nuestros ojos se sienten atraídos primero y dónde permanecen. En este artículo aprenderemos algunos trucos simples para crear fotografías más atractivas y por qué funcionan.

Las raíces evolutivas de la percepción de contraste, o cómo no ser comido
Imagina que una noche sales a dar un paseo por la sabana africana. Frágiles hierbas doradas se extienden hacia el sofocante sol mientras se asienta en el cielo. El horizonte está salpicado aquí y allá por pequeños afloramientos de arbustos y acacias espinosas. Algunas moscas zumban lánguidamente alrededor de su cara. Mientras los alejas con un golpe de tu mano, escuchas un retumbar. Un gruñido? Empiezas a escanear el pincel cercano con un poco más, digamos … interés.

Pero, ¿y si estuvieras parado allí y no pudieras ver el contraste? Con esto, no me refiero a qué pasaría si el mundo visual no tuviera contraste. Quiero decir, ¿qué pasaría si no tuvieras la maquinaria neuronal para registrar el contraste? Mira las dos imágenes a continuación. En la imagen de la izquierda, el contraste tonal se ha eliminado por completo. Esto podría ser más o menos cómo se experimentaría el mundo si no tuvieran una adaptación neuronal para procesar diferencias relativas en luminosidad. Esto no es inconcebible. La enfermedad de Parkinson, por ejemplo, puede causar tal degradación.

La imagen de la derecha, por otro lado, muestra algo de cómo podría aparecer el mundo si pudieras procesar las diferencias de luminosidad, pero solo con una agudeza bastante baja. Esto también tiene un precedente en nuestros propios ojos. En el centro de nuestro campo de visión tenemos ganglios en nuestra retina que típicamente pueden registrar diferencias de luminosidad en escalas de solo unas pocas centésimas de grado. En la periferia, sin embargo, estas regiones pueden tener 3-5 grados de [Principios de la ciencia neuronal]. La imagen de la derecha, por lo tanto, proporciona una noción de cómo podría aparecer el mundo si solo tuviéramos este menor grado de agudeza en todas partes. La imagen es un poco más informativa, pero aún deja mucho que desear.

Cómo sería si no pudieras percibir las diferencias de luminosidad, izquierda; o con una agudeza relativamente baja, derecha.

Curiosamente, en ambos casos el canal de color se ha dejado completamente intacto. Tenga en cuenta que es realmente difícil saber qué sucede en cualquiera de las imágenes, incluso cuando hay disponible información completa sobre el color. Esto solo sugiere algo sobre cuán críticas son las diferencias de luminosidad para nuestra percepción (al menos en algunos casos). Ahora mira la imagen a continuación. Es lo mismo que los anteriores, pero con la información de luminosidad intacta. El contraste puede ser útil, ¿eh?

El cartel infantil para extracción de contraste.

¿Cómo responden nuestros cerebros al contraste?

La extracción de contraste es una de las ocho “leyes” neuroestéticas que Ramachandran y Hirstein plantearon en The Science of Art. Su afirmación fue que no solo es que el contraste puede ser útil, sino que es tan útil que hemos evolucionado para encontrarlo emocionalmente placentero, para buscarlo.

¿Por qué? Bueno, si pensamos que una escena visual contiene información, las mayores densidades de información generalmente se encuentran en áreas donde el contraste es alto. Estas son las áreas con bordes y límites; son las áreas que diferencian las formas, las áreas que definen los ojos, las orejas y los dientes. Nuestros cerebros tienen una cantidad limitada de tiempo y atención que pueden dedicar al procesamiento visual. Es crítico, entonces, asignar esa atención de la manera más eficiente posible, priorizando áreas con alto contenido de información para que podamos recoger al león en la hierba o la parrilla del camión que viene por el camino hacia nosotros lo más rápido posible, en lugar de mirar fijamente el brillante cielo azul de arriba mientras uno de los dos cae sobre nosotros.

Investigadores del Instituto de Ciencia Cognitiva en Alemania realizaron un experimento realmente genial para explorar este comportamiento, para cuantificar cómo el contraste afecta nuestra atención cuando miramos fotografías. Primero se adapta a cada uno de los participantes del estudio con un dispositivo que permita a los investigadores rastrear el movimiento de los ojos. Luego les mostraron a los participantes una serie de imágenes de diferentes escenas y rastrearon cómo los ojos de los participantes se movían a través de cada imagen, dónde permanecían, dónde evitaban. Luego, realizaron modificaciones en pequeñas porciones de cada escena, aumentando o disminuyendo el contraste local en diversos grados. Al comparar cuánto tiempo pasaron los participantes viendo las mismas regiones de las imágenes modificadas y no modificadas, pudieron cuantificar el impacto de las variaciones de contraste en la atención visual. Una versión cualitativa de sus resultados se muestra en la figura al final de esta sección.

Ejemplo que muestra la reducción de contraste local en una parte de una imagen, similar al tipo de modificación realizada en el estudio.

Lo que encontraron es que cuando aumenta el contraste dentro de una pequeña porción de una imagen, llama nuestra atención. El efecto es realmente más destacado cuando miramos por primera vez una imagen que sugiere que no solo pasamos más tiempo examinando estas regiones, sino que nuestros ojos se sienten atraídos por explorarlas primero. Por otro lado, los participantes pasaron menos tiempo reflexionando sobre las áreas de una imagen donde el contraste se redujo, hasta cierto punto. Si el contraste se redujo demasiado, la disminución en sí misma quizás comenzó a destacarse y llamar la atención.

Impacto de la modificación del contraste en la atención relativa. Los aumentos en el contraste local llaman la atención, mientras que las disminuciones tienden a disminuirlo.

Atención orientadora con capas de ajuste

Ahora, si eres uno de esos tipos nefastos, es posible que te estés frotando las palmas de las manos en este punto pensando que todo esto suena algo intrigante. ¿Cómo podríamos usar esto para nuestra ventaja, ya que parece implicar que podemos, al menos en cierta medida, convencer a los espectadores para que presten atención a lo que queremos y no se distraigan con lo que no hacemos?

Hay varias formas diferentes de manipular el contraste durante el disparo y el procesamiento:

  • Si eres un fotógrafo de retratos y estás usando luces de estudio, es probable que tengas bastante control sobre la cantidad y la ubicación del contraste, incluso antes de tomar una imagen;
  • Casi todos los fotógrafos pueden usar una apertura más amplia en las condiciones adecuadas para reducir el contraste de elementos que distraen en el fondo de una escena (a veces se puede lograr algo similar con el uso hábil del desenfoque en Photoshop);
  • El uso de una viñeta, mientras se oscurece o aligera el perímetro de una imagen, también con frecuencia tiene el efecto secundario de disminuir el contraste allí;
  • El afilado o el uso de un filtro de paso alto se pueden usar para aumentar el contraste; y finalmente,
  • Las capas de ajuste de curvas, que exploraremos con más detalle aquí, también se pueden usar para manipular el contraste.

Para alterar el contraste, utilizaremos una capa de ajuste de curvas. Si aún no lo ha ejecutado, en Photoshop, puede ser un poco desalentador al principio, pero vale la pena el tiempo dedicado a aprender a usarlo. Puede ser increíblemente poderoso, como esquivar y quemar esteroides. Nos permite variar independientemente la claridad u oscuridad de los píxeles con cualquier luminosidad dada. Podríamos oscurecer las sombras, por ejemplo, y las luces más claras. Eso aumentaría el contraste.

En la figura siguiente se muestran tres ejemplos del cuadro de diálogo Propiedades para Capas de ajuste de curvas. El estado predeterminado sin ajuste se muestra a la izquierda. Básicamente consiste en un gráfico cuadrado con una línea diagonal que va desde la esquina inferior izquierda hasta la esquina superior derecha. El eje horizontal muestra el valor actual de la escala de grises de los píxeles en nuestra imagen. El eje vertical indica el valor de escala de grises al que nos gustaría traducir eso. Una diagonal perfecta de 45 grados, entonces, indica que no hay ajustes. Un valor de 128 en el eje horizontal se traduciría al mismo valor de 128 en el eje vertical. El histograma detrás del gráfico muestra el número de píxeles de cada valor en la imagen no modificada.

El cuadro de diálogo de propiedades para una Capa de ajuste de curvas correspondiente a ninguna modificación (izquierda), aumento del contraste (centro) y disminución del contraste (derecha).

¿Qué pasaría si quisiéramos aumentar el contraste general de nuestra imagen, como mencionamos anteriormente? En ese caso, podríamos usar una capa Curvas para hacer que los valores más oscuros sean un poco más oscuros y los valores más claros un poco más brillantes. El panel central en la imagen de arriba muestra cómo se vería esto. Por otro lado, si quisiéramos disminuir un poco el contraste general, necesitaríamos aclarar los oscuros mientras disminuimos los brillos, como se muestra en el panel de la derecha. (Hay mucho más que puede hacer, por supuesto, con una capa de ajuste de curvas, pero eso va mucho más allá del alcance de este artículo).

Además, no necesitamos hacer esto para la imagen en su conjunto. Al incluir una máscara de capa, podemos alterar selectivamente el contraste en solo una parte de la imagen. En el ejemplo a continuación, tenemos dos capas de ajuste de curvas enmascaradas: una que aumenta el contraste en la ventana de visualización y la otra que disminuye el contraste en la parte superior del cuerpo de la mujer.

Se pueden usar varias capas de ajuste de curvas con máscaras para aumentar o disminuir el contraste en múltiples regiones de la misma imagen.

Entonces, ¿cómo afecta esto cuando asignamos nuestra atención en una fotografía? Se muestran dos ejemplos para comparar en el par de imágenes a continuación. La imagen de la izquierda corresponde a los ajustes realizados en la ilustración de arriba. Se ha aumentado el contraste en la ventana de visualización, mientras que se ha reducido el contraste en la cara y la parte superior del cuerpo de la mujer. En la imagen de la derecha, el contraste dentro del escaparate (y la maceta debajo) ha disminuido, mientras que el contraste en la cara y el cuerpo de la mujer ha aumentado. Al alternar entre las dos imágenes, sospecho que notarás una diferencia significativa en el punto de atracción de tu ojo primero, así como en el lugar donde permanece o regresa con el tiempo.

Par de imágenes que ilustra la diferencia entre los ajustes de contraste que resaltan la ventana de visualización frente a los que resaltan la figura.

Tenga en cuenta, por supuesto, que estas son modificaciones bastante fuertes utilizadas con fines ilustrativos. A veces es posible que desee ser tan duro. En otras ocasiones, encontrará que incluso pequeños ajustes pueden tener un impacto significativo sobre dónde recae su atención. No tengas miedo de jugar un poco: prueba algo, levántate de la silla, sal de la habitación y vuelve a entrar. Mira cómo la imagen en la que estás trabajando capta tu atención desde la distancia. ¿A dónde va primero tu ojo? ¿A dónde sigue volviendo? Si se mueve naturalmente a las áreas que desea y evita las regiones que no son importantes, ¡increíble! De lo contrario, es posible que necesite otra capa de ajuste o aún tenga que hacer algunos ajustes.

Un poco de diversión gratis

Los lectores de Avid Fstoppers podrían recordar una ilusión genial de Øyvind Kolås sobre la cual Jack Alexander informó recientemente. Una imagen en escala de grises se superpuso con una cuadrícula bastante escasa renderizada a todo color. La única información de color en la imagen se proporcionó en esa cuadrícula, sin embargo, si retrocedió un poco, la imagen parecía estar a todo color. ¡Bastante sorprendente dado que solo el 10-20% de los píxeles realmente contenían información de color! ¿Qué pasa si intentamos lo mismo con la luminosidad, proporcionando información tonal solo en una cuadrícula?

Imagen a todo color con información tonal solo proporcionada en una cuadrícula dispersa.

No produce los mismos resultados. Esto probablemente ilustra aún más las diferencias en los roles que juegan el color y la luminosidad en nuestra percepción (al menos en algunas circunstancias), y el tipo de información que obtenemos de cada uno. Nuestros cerebros usan información de color principalmente para completar la apariencia superficial de las formas. Parecen usar contraste de color para distinguir entre características o límites en un grado un poco menor que el contraste de luminosidad. Como resultado, un poco de información de color proporcionada en grandes escalas espaciales es suficiente para indicar a nuestros cerebros con información suficiente para llenar incluso huecos bastante grandes.

Las diferencias de luminosidad, por otro lado, parecen jugar un papel mucho más significativo en la distinción de los límites entre regiones e identificación de características clave en una escena. Sin embargo, esto requiere información finamente detallada, información que nuestros cerebros no pueden inferir o reconstruir desde solo unos pocos puntos. Necesitamos los detalles. Genial, ¿eh?

¿Tiene otras formas de usar el contraste para guiar el ojo en sus imágenes? ¿Otras ideas sobre la percepción de contraste? ¡Haznos saber!


Via Fstoppers

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