人眼是怎么看见颜色的?奇妙的人眼结构

人眼是怎么看见颜色的?奇妙的人眼结构

• 房水为澄清的碱性液体,对可见光是透明的,能吸收一部分紫外光。

• 玻璃体是唯一具有调节能力的屈光介质,使远近不同的物体准确倒影成像在视网膜上。

• 视网膜为衬于血管膜内面的一层薄膜,视网膜上的感光细胞利用光色素吸收可见光,提供清楚的影像并刺激视神经将视觉信息传递至大脑。

人眼功能与相机比较

视网膜构成

视网膜位于眼底最深处(眼球底部的内壁),是一片有多层感光细胞的精细组织,视网膜中上亿的神经细胞排列成三层,通过突触组成一个处理信息的复杂网络,是大脑和视觉研究中最主要部分之一。

它们间的突触形成两个突触层,即光感受器与双极细胞、水平细胞间突触组成的外网状层,以及双极细胞无长突细胞和神经节细胞间突触组成的内网状层。

光感受器兴奋后,其信号主要经过双极细胞传至神经节细胞,然后,经后者的视神经纤维传至神经中枢。在外网状层和内网状层,信号又由水平细胞和无长突细胞进行调制。

光感受器

视网膜的第一层是光感受器。人类光感受器分两类,根据其形状分别命名为锥体细胞和杆体细胞。视觉对颜色的感知是因为视网膜上有三类锥体细胞,分别对长(L)、中(M)和短(S)波的光敏感,也称作感红、感绿、感蓝锥细胞。

锥体细胞、杆体细胞

人眼视网膜上大约有1亿个杆体细胞,700万个锥体细胞,它们在视网膜上的分布是不均匀的,导致视网膜的分辨力不均匀。

由视网膜神经节细胞轴突汇聚而成的视神经盘,是视神经的起始部,此处无感光能力,故称生理盲点。

位于视网膜中心部位,有一个呈黄色的锥体细胞密集区,直径为2~3mm,称为黄斑。在黄斑区其分辨能力最强。

黄斑中央有一个凹,称为中央凹,中央黄斑部位和中央凹大约 3°视角范围内主要是锥体细胞,是视觉最敏感的地方。

在黄斑以外,杆体细胞数量增多,而锥体细胞数量减少,下图是视网膜上杆体细胞和锥体细胞分布。

锥体细胞和杆体细胞的功能不同。

杆体细胞是暗视器官,负责夜晚和低亮度视觉,在低照度水平下起作用,能探测到非常微弱的光,如星光;但不能感受颜色,也不能辨别物体的细节。由于只有一种类型的杆体细胞,因此我们只能有单色(灰)知觉。

锥体细胞是明视器官,它在亮度水平约0.01cd/m²以上发生作用,产生色觉和辨别细节。

视觉知觉过程

人眼知觉颜色的过程如图所示。具有光谱分布的可见光通过角膜、瞳孔、晶状体到达人眼后面的视网膜上,被视网膜上的三种类型锥细胞吸收,形成了视觉对颜色的三维响应。

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人眼有三种类型的锥细胞,每一种锥细胞吸收光后,将入射到它上面的所有波长的光谱融合编码成三种信号L、M、S,分别对应每个锥细胞吸收光的数量。这一过程也成为所有颜色测量及辐射探测器的设计原理。返回搜狐,查看更多

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