人眼产生视觉的过程

光线通过每个眼睛的凹凸角膜和双凸水晶体便在视网膜上产生视见景物的粗糙真实影像。此种影象之所以称为粗糙，因为就仪器的标准来看，它在球面象差和色差方面还是属于非常差的光学元件。光学设备的孔径越小，影像就越清晰，这种现象在人的眼睛中，是由比较亮的景物自动在眼中形成的。影象中最清楚的部分是注视中心，因为眼球中的水晶体是针对这个部分来调节的。这部分影像是在中央窝上,此处对光线的障碍最小，感受细胞的结构也分得最细。

立体影像(Stereoscopy)影像产生在两眼的视网膜上，由于两眼注视目标的角度稍有不同，因而所产生的影像也不完全一致。大脑能从影像的差别和从两眼视线交会角度来判断视觉的深度感觉(即远近)，至少在距观察者六米以内的范围中是可以作到的。两眼同时看见的视野并不能包括整个视野，而是限制在水平面上190°总视野的中间的120°范围内。单眼视觉也不会完全失去深度感觉，因为大脑还可从透视、阴影和视差等得到很多的暗示，而且大脑原已积累了一些估计一般目标大小的经验。

感受细胞的光化学(Receptor potochemistry)视觉影像在视网膜上的投影意味着感受细胞已接受到辐射功率。眼睛瞳孔的黑色表明光线已被吸收，实际上是被感受细胞内的光化学色素所吸收。这些色素在接受到光的时候，经受化学变化，便会随着光的波长、照度和曝光的持续时间等因素而产生一定数量的“变白产物”。当没有光刺激时，化学变化将向相反的方向进行，所以任何时候感受细胞都含有原生色素和变白产物二者的混合体。

视网膜的电位波(Retinal potential wave)视网膜电位的形成与光化学有关,并可能就是光化学的结果。图2-3所示的网膜电波记录图表明:不变照度不能不起任何变化,只能产生恒定电位，而大信号一般与照射到感受细胞的光的改变有关。现在已能将这种电位波分析成与视网膜照度、网膜照度的变化和受视觉神经冲动来的二级反馈信号等有关的成分。

视神经放电(Optical nervedischarge)视觉过程的第三阶段是视觉神经纤维产生放电，据推测是由视网膜电位波所引起的。放电的形式是属于一种振幅恒定但频率有变化的脉冲放电。放电记录可分解成“接通”、“断”和“连续”三种信号。从图中可有趣而清楚地看到，神经的冲动就像是视网膜电位波的一种编码形式，脉冲频率与电位的大小是对应的。

不随意的眼睛运动由于影像在视网膜上不是静止的，所以由视网膜影像而产生的神经冲动也进一步复杂化了。即使当观察者的眼睛盯着一个地方，眼睛也是在不断的运动状态中。现已认为有三种类型的运动:

(1)频率为30赫至80赫、振幅等于一个或两个受感细胞直径的颤动;(2)持续时间在一秒以下，振幅相当40个受感细胞直径的不规则漂移;(3) 在每次漂移结束时使注视点的影像返回中央窝的短促弹动。这些运动加重了这样一个想法:即感受细胞照度变化对视觉所起的作用要比照度本身更大。

视觉皮质(Visual cortex)视觉最终存在于大脑后部的视觉皮质中。这里大约有两百万个来自眼睛的电信号被拣选整理。现已证实，视网膜上的逐点投影是投在各个视觉皮质细胞的特殊表面上。不过，与说明视觉相反的是:在说明知觉时，必须以视觉皮质和其他皮质具有大量整合能力来解释。因此许多有关解释影象和辨认颜色的理论过程仍然有待研究。

视网膜照度(Retinal illuminance)视觉科学家经常采用视网膜照度的单位特罗兰(Troland)来表示外界光线通过瞳孔(无论是眼睛的瞳孔或人造的瞳孔)时的刺激效应。实用上还必须考虑眼睛中的照度损失，以及光线通过瞳孔中心比通过它的边缘附近更为有效的这一事实。但对于大面积的均匀视场，以特罗兰为单位的视网膜照度是等于以烛光/平方米为单位的外表面亮度和以平方毫米为单位的瞳孔面积的乘积的。