1.1 色觉原理

视觉的产生靠的是强大的视觉系统。眼睛是视觉系统最重要的部分，其结构如图1.1所示。视觉系统发挥作用的过程开始于眼睛，结束于大脑。太阳光照射到物体上，光线发生反射之后经过角膜进入瞳孔进行调节，随后经过晶状体发生折射，聚焦到中央凹形成物像^[1]。这时，视锥细胞接收到刺激，其中的色素分子发生化学反应将光学图像信息转换为神经信号。最后，神经信号通过与视锥细胞相连的光神经传输到大脑皮层。经过一系列处理后，人就对物体产生了视觉^[2]。

图1.1 眼睛结构图（见彩图）

色觉是人类视觉系统对颜色的感知。物体的各种信息通过反射光线被感知，其中的颜色信息是通过反射光的波长特征被感知的，因为不同颜色的光具有不同的波长。视网膜结构如图1.2所示。人眼能够感受光线主要靠的是分布在视网膜上的两种感光细胞，其主要功能是将接收到的光刺激转换为神经信号。这两种感光细胞是根据形状被命名的。外形呈圆柱形的被称为视杆细胞，分散分布在黄斑区以外的视网膜上，这种感光细胞中只有一种视色素，没有辨色能力，主要用来感受弱光。这就是在微弱光线的黑暗环境下，只有物体大体上的大小和形状能够被感知而其颜色却无法被感知的原因。外形呈圆锥形的被称为视锥细胞，集中分布在中央凹的黄斑区，这种感光细胞中含有三种与色觉相关的视色素，有辨色能力，能够感受强光。含有不同视色素的视锥细胞对不同波长的光有不同程度的敏感性，从而形成不同的色觉感知。

图1.2 视网膜结构