¿Tener pupilas más grandes permitiría a los elfos ver mejor en la oscuridad?

El límite práctico es la precisión de todos los elementos ópticos que componen el ojo.

Es bien sabido que las "aberraciones" (imperfecciones debidas a varias razones) de un sistema de lentes aumentan a medida que se aleja del centro y, por lo tanto, con una mayor apertura del diafragma (es decir, el iris).

Esta es la razón por la que podemos usar sistemas de lentes baratos y relativamente económicos en las cámaras (y teléfonos) de hoy en día: la luz requerida es mucho menor y las dimensiones de la "película" (retina CCD) son mucho más pequeñas (alrededor de 3x5 mm o menos donde una Hasselblad tenía película de 60x60 mm).

El aumento de la "sensibilidad" de la película (retina) es la forma en que realmente estamos mejorando la "visión nocturna".

Tener una pupila grande seguramente ayudaría por la noche, pero corre el riesgo de obtener una imagen borrosa debido a las imperfecciones de varios lentes que componen el ojo.

Si y no. PODRÍA aumentar la visión nocturna, pero bajo ciertas condiciones y con otras compensaciones en agudeza.

Supongo que la sensibilidad de los elementos del ojo que detectan la luz sigue siendo la misma. En biología, hay varias formas de 'detectar la luz' en los organismos. Por lo tanto, es posible seleccionar evolutivamente un sensor mejor y más sensible a la luz para el ojo. Incluso en el ojo humano, tenemos bastones y conos, una compensación entre la visión del color y la visión nocturna. En el ojo de la mosca, el ojo se divide en segmentos individuales, cada uno de los cuales actúa como un 'píxel'. Cada 'píxel' tiene una sensibilidad a la luz dada, por lo que aumentar el número de 'píxeles' no aumenta la sensibilidad a la luz, solo aumenta el campo de visión.

Para aumentar la capacidad de 'visión nocturna' del ojo, usted aumenta la sensibilidad a la luz del receptor o aumenta la cantidad de luz que llega a cada receptor. Su pregunta parece indicar que desea que la sensibilidad del receptor permanezca igual (HAY formas de aumentar la sensibilidad a la luz del receptor: 'coma sus zanahorias').

Entonces, eso deja aumentar la cantidad de luz que llega a cada receptor. Una forma es reducir cualquier "pérdida de transmisión" en la estructura del ojo: la claridad del cristalino y el líquido ocular.

El segundo es aumentar el tiempo de exposición: permitir que el receptor del ojo "acumule luz" antes de "disparar". Esto, por supuesto, ralentiza la visión. Es la base para la fotografía de lapso de tiempo.

El tercero es amplificar de alguna manera la luz. Las gafas de visión nocturna hacen esto, pero significa tener un receptor secundario en medio del camino de la luz, que 'agrega' luz para fortalecer la señal entrante. Sin embargo, significa que tienes un receptor muy sensible en primer lugar, para recoger la luz disponible para amplificarla.

El cuarto es permitir que más luz llegue a cada receptor. Este es el tapetum lucidim, que hace rebotar la misma luz para que más de ella llegue al sensor ocular. Sin embargo, también es posible hacer esto permitiendo que un "cono" de luz más grande golpee cada sensor. Es decir, cada sensor capta la luz de un área más amplia de la escena. Esto se logra enfocando la misma cantidad de luz en un área más pequeña de sensores o aumentando la cantidad de luz que ingresa al ojo. Ambos métodos implican cambiar la distancia focal, la distancia entre la lente y el sensor de luz. En el primer caso, tiene una resolución más baja: menos 'píxeles' que reciben cada uno una mayor proporción de la luz disponible o campo visual. Hacer los píxeles más grandes (los elementos sensibles a la luz) también logra lo mismo. Cuanto más grande es la celda de detección de luz individual, más luz disponible la golpea. Sin embargo, en cualquier caso, la resolución del ojo se ve disminuida.

Aumentar la cantidad de luz disponible es el método sobre el que ha preguntado: aumentar el tamaño de la pupila. El truco es que debe enfocar toda esta luz en la retina disponible: dejar que entre más luz es inútil si no cae en las áreas sensibles a la luz. El aumento de luz debe volver a enfocarse en la superficie retiniana disponible: la distancia focal debe cambiar. La retina debe acercarse ópticamente al cristalino. Así, aumentar el tamaño de la pupila solo funciona si cambias la distancia real o virtual entre el cristalino y el ojo. Hacer esto, como todo fotógrafo sabe, tiene el inconveniente de reducir la profundidad de campo: solo las cosas que están a una distancia dada están enfocadas, los objetos que están más cerca o más lejos están cada vez más desenfocados.

Todo ello supone la existencia de una lente adecuada. En una cámara estenopeica (es decir, una cámara sin lente, pero con solo un orificio para dejar pasar la luz), cuanto más pequeño sea el orificio, mayor será el enfoque. Hacer el agujero más grande (pupila más grande) solo crea una imagen más borrosa y difusa, pero permite que pase más luz.

Piense en una serie de cien luces de diferentes colores, diez de ancho y diez de alto. Está ubicado bien detrás de una pantalla, y la pantalla está a una gran distancia de la matriz de luces. Está mirando estas luces a través de una ventana (agujero) en la pantalla. Si la pantalla tiene un agujero (ventana) lo suficientemente pequeño como para que solo pueda ver una luz a la vez (el ojo puede observar el cono visual de una sola luz), por supuesto, verá solo una luz de color a la vez. hora. Tienes que mover la cabeza para ver el otro color. Si haces el agujero más grande, verás más luces de colores a la vez. El cono de luz es lo suficientemente ancho como para permitirle ver quizás colores de cuatro luces a la vez (menos resolución, los colores de todas las luces se mezclan), pero la luz es más brillante. Aléjate más, y nuevamente solo verá una luz a la vez (un color). Acérquese, verá más luces de colores combinados a la vez (pero será más brillante). Haz el agujero más grande, tienes que alejarte más para ver solo un color de luz a la vez.

Por lo tanto, existe un compromiso entre el tamaño de las pupilas, para una mayor visión nocturna, y la agudeza (nitidez) de la visión, para el mismo receptor ya la misma distancia de la pupila. Hacer que todo el ojo sea más grande (aumentar la distancia del espectador a la pantalla, para aumentar la resolución), significa que la cantidad de luz que llega al sensor disminuye, lo que reduce la visión nocturna.

Sin embargo, caveat emptor, como todos los piratas saben (es por eso que usan un parche en el ojo), aumentar la visión nocturna tiene consecuencias devastadoras a plena luz del sol. Tus elfos necesitarían protectores oculares o filtros para la luz del día.