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3 顏色的感知能被人眼直接接收而引起顏色視覺的光輻射稱為可見光，其波長范圍為380—780 nm。物體的顏色不僅取決于物體輻射對人眼產生的物理刺激，而且還受到人眼視覺特性的影響。因此，有必要從生理學及心理學的角度來了解人眼的構造與顏色視覺的機理，以及各種顏色感知現象。
3．1眼睛的構造
人類的視覺系統與同樣對光產生響應的照相系統有很多相似之處。人眼是一個直徑約為24 mm的近似球體，其構造很像一架裝入膠片的照相機。射人人眼的光在相當于照相膠片的視網膜(retina)上產生光化學反應，由此產生的視神經脈沖傳至大腦形成視覺。網膜覆蓋了眼球內表面的2／3，為一厚度約0．3 mm的透明膜，具有由數種細胞組成的復雜內部構造，如圖5所示 ‘ 。
圖5中，入射光沿圖中箭頭方向射人，到達具有感光性能的視細胞；視細胞層的表側是視神經層，它由水平細胞、雙極細胞、無長突神經細胞、神經節細胞等組成，由視神經層處理來自視細胞的信號。因此，入射光是通過透明的視神經層后才到達視細胞層的。
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具有感光性能的視細胞相當于照相膠片上具有感光性能的鹵化銀(Agcl、AgBr、A )微粒。視細胞包括錐體細胞(cone)和桿體細胞(rod)兩種視覺感光細胞，它們所含的感光物質不同，所以執行的視覺功能也不同。錐體細胞的感光靈敏度低，在亮度為3 cd／m 以上的光亮條件下起作用，能夠分辨顏色和物體的細節，稱為錐體視覺或明視覺(photopic vision)；桿體細胞只能在亮度為0．001 cd／m 以下的黑暗條件下起作用，其感光靈敏度高，但僅能感知明暗，不能分辨顏色和物體的細節，稱為桿體視覺或暗視覺(scotopic vision)。如果亮度介于明視覺與暗視覺所對應的亮度水平之間，視網膜中的錐體細胞和桿體細胞將同時起作用，稱為中間視覺或介視覺(mesopic vision)。錐體細胞和桿體細胞分別是因其形狀為圓錐狀和棒狀而命名的。在錐體細胞中又含有分別對紅、綠、藍光有響應的三種細胞，其數量之比大約為32：16：1。因此，可以形象地說，人眼是由高靈敏度的黑白膠片和中等靈敏度的彩色膠片組成的。
錐體細胞的總數約為700萬個，桿體細胞的總數約有1億個。這些視細胞的前端稱為外節，它含有感光性的視物質。錐狀體細胞對應的外節直徑為1—5 皿，而桿狀體細胞對應的外節直徑為1—2 m，這與照相用鹵化銀粒子的直徑(0．05—3 m)大體相同。如對各種成像器件每1 mm 所含的像素數進行比較，那么人眼視網膜中心處約為6萬個，電子照相機約為2萬個，彩色照相約為3萬個。
網膜上的視細胞分布如圖6所示 ‘。 ，其中錐體細胞集中在視軸近旁(中央凹)。中央凹是直徑約為1．5 mm的極小區域，這里錐體細胞的分布非常密集，約有10—15萬個，分辨能力最高；與此相反，桿體細胞在視軸近旁數量極少，而廣泛分布在此區以外的部分。由于桿體細胞在暗視覺條件下起作用，所以用斜視眺望夜里的星星時會感到更明亮就是這個道理。
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