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Per creare un modello psicofisico di risposta alla radiazione visibile occorre avere le curve di sensibilità dei vari fotorecettori  Ogni tipo di fotorecettore ha una diversa risposta spettrale.

Efficienza luminosa spettrale dei bastoncelli (CIE 1951)

Detta anche efficienza luminosa spettrale scotopica, cioè per il tipo di visione che si ha a bassi livelli di luminanza, è la sensibilità spettrale dell’occhio in visione scotopica. La curva può essere pensata come una funzione che rappresenta le diverse efficienze con cui parti dello spettro eccitano il sistema visivo scotopico. Il massimo di efficienza è indicato, per convenzione a 1 e si ottiene per la lunghezza d’onda di 510 nm. Per lunghezza d’onda maggiori di 620 nm o minori di 400 nm l’efficienza è circa 0. Questa curva è stata standardizzata internazionalmente nel 1951 dalla CIE con il simbolo V’. Un osservatore che ha una sensibilità spettrale scotopica uguale a questa è detto osservatore fotometrico scotopico standard CIE.

Efficienza luminosa spettrale dei coni nel loro complesso (CIE 1924)

Detta anche efficienza luminosa spettrale fotopica, cioè per il tipo di visione che si ha ad alti livelli di luminanza, è la sensibilità spettrale dell’occhio in visione fotopica. Il massimo di efficienza si ha alla lunghezza d’onda di 555 nm, e l’efficienza è circa 0 oltre 700 nm e prima di 400 nm. Questa curva indica la risposta spettrale complessiva dei tre tipi di coni. Anche questa curva è stata standardizzata internazionalmente nel 1924 dalla CIE con il simbolo V. Un osservatore che ha una sensibilità spettrale fotopica uguale a questa è detto osservatore fotometrico fotopico standard CIE.

Fenomeno di Purkinje

La funzione V ha il massimo a 555 nm e la funzione V’ ha il massimo a 510 nm. Questo è la causa del fatto che, man mano che il livello di illuminazione cala, le brillanze relative del rosso e del blu cambiano. In visione scotopica il rosso (p. e. 600 nm) ha brillanza maggiore del blu (p. e. 450 nm) ; in visione fotopica accade il contrario.