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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(chǎn)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(xué)及心理學(xué)的角度來了解人眼的構(gòu)造與顏色視覺的機理，以及各種顏色感知現(xiàn)象。
 

3．1眼睛的構(gòu)造
 

人類的視覺系統(tǒng)與同樣對光產(chǎn)生響應(yīng)的照相系統(tǒng)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(gòu)造很像一架裝入膠片的照相機。射人人眼的光在相當(dāng)于照相膠片的視網(wǎng)膜(retina)上產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，由此產(chǎn)生的視神經(jīng)脈沖傳至大腦形成視覺。網(wǎng)膜覆蓋了眼球內(nèi)表面的2／3，為一厚度約0．3 mm的透明膜，具有由數(shù)種細胞組成的復(fù)雜內(nèi)部構(gòu)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(cè)是視神經(jīng)層，它由水平細胞、雙極細胞、無長突神經(jīng)細胞、神經(jīng)節(jié)細胞等組成，由視神經(jīng)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(jīng)層后才到達視細胞層的。

具有感光性能的視細胞相當(dāng)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(zhì)不同，所以執(zhí)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(jié)，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(jié)，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(yīng)的亮度水平之間，視網(wǎng)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(yīng)的三種細胞，其數(shù)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(shù)約為700萬個，桿體細胞的總數(shù)約有1億個。這些視細胞的前端稱為外節(jié)，它含有感光性的視物質(zhì)。錐狀體細胞對應(yīng)的外節(jié)直徑為1—5 皿，而桿狀體細胞對應(yīng)的外節(jié)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(shù)進行比較，那么人眼視網(wǎng)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(wǎng)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(qū)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(shù)量極少，而廣泛分布在此區(qū)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。