3.1.1 人眼的构造及功能
3.1.1.1 眼球
人的眼球内具有光学系统的结构，可以使进入眼内的可见光汇聚在视网膜上，就像照相机，能够使外部事物反射的光线汇聚在底片上成像。人眼球的结构如图3.1 所示。眼球壁由三层膜组成，外层是坚韧的囊壳，保护眼睛的内部，称为纤维膜，它的前1/6为角膜，后5/6 为白色不透明的巩膜。中层称葡萄膜（或血素层、血管层），颜色像黑紫葡萄，由前向后分为三部分：虹膜、睫状体和脉络膜。内层为视网膜。
图3.1 眼睛的解剖示意图
3.1.1.2 角膜
位于眼球最前端，透明无血管，微向前突出，光线由这里折射进入眼球。
3.1.1.3 虹膜
在角膜后面呈环形围绕着瞳孔，也叫彩帘。虹膜内有两种肌肉可以控制瞳孔的大小：缩孔肌（即环形肌），收缩时瞳孔缩小；放孔肌（即辐射肌），收缩时则瞳孔放大，其作用如同照相机的自动光圈装置，而瞳孔的作用就像光圈。它的大小控制一般是不自觉的，光线弱时放大，光线强时缩小。
3.1.1.4 晶状体
晶状体在眼睛正面中央、睫状肌的环内，它的功能就像能自动调节焦距的凸透镜。光线投射进来以后，经过它的折射传递给视网膜。所谓近视眼、远视眼、老花眼以及各种色彩、形态的视觉或错觉，大部分都是由于晶状体的伸缩作用引起的。晶状体内含黄色素，随年龄的增加而增加，会影响其对色彩的视觉。
3.1.1.5 玻璃体
把眼球分为前后两房，前房充满透明的水状液体，后房则是浓玻璃体。外来的光线，必须顺序经过角膜、水状液体、晶状体、玻璃体，然后才能到达网膜。它们均带有色素，随环境和年龄的变化而变化。
3.1.1.5 黄斑与盲点
黄斑是网膜中感觉最特殊的部分，稍呈黄色。色觉有很大的个人差异与黄斑是有关系的，位置刚好在通过瞳孔视轴所指的地方，即视锥细胞和视杆细胞最集中的地方，是视觉最敏锐的地方。我们看到物体最清楚时，就是因为影像刚好投射到黄斑上。黄斑下面有盲点，虽然是神经集中的部位，但缺少视觉细胞，不能看到物体影像。
3.1.1.7 视网膜
视网膜是视觉接收器的地方，本身也是一个复杂的神经中心。视网膜上含有两种感光细胞：视杆细胞和视锥细胞（见图3.2），就如同底片上的感光乳剂。这些感光细胞把接受到的色光信号传到神经节细胞，再由视神经传到大脑皮层枕叶视觉神经中枢，产生色感。视杆细胞能够感受弱光的刺激，但不能分辨颜色，视锥细胞在强光下反应灵敏，可以辨别颜色的细微变化。在中央凹处内，只有视锥细胞，很少或没有视杆细胞。在网膜边缘，靠近眼球前方各处，有许多视杆细胞，而视锥细胞很少。
图3.2 视锥细胞与视杆细胞
从光线亮转到光线暗的环境下后，人眼由中央窝的明视觉转移到边缘部分的暗视觉，同时瞳孔放大，使眼睛适应黑暗的环境。当光线暗到一定程度的时候，人就无法辨别颜色，只能看到明暗不同的无彩色层次。红色光对杆体细胞不起作用，杆体细胞内的视紫红质不会被红光破坏，因此红光不阻碍杆体细胞的暗适应过程。当一个人接受的是红光刺激，然后突然转到黑暗环境中，他的视觉感受性仍能够保持平衡，不需要暗适应的重建过程。此原理适用于X 光检查的暗室、夜间信号灯等一系列需要暗适应的红光照明。而当人从暗环境转到亮环境下时，瞳孔立刻缩小，视觉由视网膜边缘的暗视觉转入中央窝的明视觉，适应了光线从暗到亮的转换，从暗到亮的适应过程可以在很短的时间内完成。
3.1.1.8 视觉过程
入射光经过角膜和晶状体的折射，到达视网膜。眼睛内部各处的距离大小都固定不变，只有晶状体可以变形，相当于照相机的镜头，可以通过睫状肌的收缩或松弛改变屈光度，聚像于网膜上。正常人眼在观察近处物体时，可调节收缩睫状肌，使晶状体突出一些，这样由近处物体射来的光线，经晶状体凸出面的折射后，仍然可以汇集在视网膜上成像。由于凸出的曲率有限度，因而过于靠近眼睛的物体，它的成像不能落在视网膜上。随着年龄的增长，晶状体核逐渐浓缩、扩大，并失去弹性，这时眼的调节能力就会变差，出现老视。