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3 颜色的感知能被人眼直接接收而引起颜色视觉的光辐射称为可见光，其波长范围为380—780 nm。物体的颜色不仅取决于物体辐射对人眼产生的物理刺激，而且还受到人眼视觉特性的影响。因此，有必要从生理学及心理学的角度来了解人眼的构造与颜色视觉的机理，以及各种颜色感知现象。
3．1眼睛的构造
人类的视觉系统与同样对光产生响应的照相系统有很多相似之处。人眼是一个直径约为24 mm的近似球体，其构造很像一架装入胶片的照相机。射人人眼的光在相当于照相胶片的视网膜(retina)上产生光化学反应，由此产生的视神经脉冲传至大脑形成视觉。网膜覆盖了眼球内表面的2／3，为一厚度约0．3 mm的透明膜，具有由数种细胞组成的复杂内部构造，如图5所示 ‘ 。
图5中，入射光沿图中箭头方向射人，到达具有感光性能的视细胞；视细胞层的表侧是视神经层，它由水平细胞、双极细胞、无长突神经细胞、神经节细胞等组成，由视神经层处理来自视细胞的信号。因此，入射光是通过透明的视神经层后才到达视细胞层的。
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具有感光性能的视细胞相当于照相胶片上具有感光性能的卤化银(Agcl、AgBr、A )微粒。视细胞包括锥体细胞(cone)和杆体细胞(rod)两种视觉感光细胞，它们所含的感光物质不同，所以执行的视觉功能也不同。锥体细胞的感光灵敏度低，在亮度为3 cd／m 以上的光亮条件下起作用，能够分辨颜色和物体的细节，称为锥体视觉或明视觉(photopic vision)；杆体细胞只能在亮度为0．001 cd／m 以下的黑暗条件下起作用，其感光灵敏度高，但仅能感知明暗，不能分辨颜色和物体的细节，称为杆体视觉或暗视觉(scotopic vision)。如果亮度介于明视觉与暗视觉所对应的亮度水平之间，视网膜中的锥体细胞和杆体细胞将同时起作用，称为中间视觉或介视觉(mesopic vision)。锥体细胞和杆体细胞分别是因其形状为圆锥状和棒状而命名的。在锥体细胞中又含有分别对红、绿、蓝光有响应的三种细胞，其数量之比大约为32：16：1。因此，可以形象地说，人眼是由高灵敏度的黑白胶片和中等灵敏度的彩色胶片组成的。
锥体细胞的总数约为700万个，杆体细胞的总数约有1亿个。这些视细胞的前端称为外节，它含有感光性的视物质。锥状体细胞对应的外节直径为1—5 皿，而杆状体细胞对应的外节直径为1—2 m，这与照相用卤化银粒子的直径(0．05—3 m)大体相同。如对各种成像器件每1 mm 所含的像素数进行比较，那么人眼视网膜中心处约为6万个，电子照相机约为2万个，彩色照相约为3万个。
网膜上的视细胞分布如图6所示 ‘。 ，其中锥体细胞集中在视轴近旁(中央凹)。中央凹是直径约为1．5 mm的极小区域，这里锥体细胞的分布非常密集，约有10—15万个，分辨能力最高；与此相反，杆体细胞在视轴近旁数量极少，而广泛分布在此区以外的部分。由于杆体细胞在暗视觉条件下起作用，所以用斜视眺望夜里的星星时会感到更明亮就是这个道理。
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