奧林巴斯顯微鏡：人類視覺(jué)對(duì)顏色的感知

人類立體視覺(jué)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，是不能完全理解，盡管數(shù)百多年的緊張學(xué)習(xí)和建模。視覺(jué)涉及幾乎同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元，受體，和其他專門細(xì)胞相互作用的兩只眼睛和大腦。在這種感官過(guò)程的*個(gè)步驟是在眼睛的光受體的刺激，光刺激或圖像轉(zhuǎn)換成信號(hào)，包含從每只眼睛的視覺(jué)信息通過(guò)視神經(jīng)向大腦傳輸電信號(hào)。此信息的處理分幾個(gè)階段進(jìn)行，*終到達(dá)大腦的視覺(jué)皮質(zhì)。

人類的眼睛是配備的各種光學(xué)元件，包括角膜，虹膜，瞳孔，水和玻璃體液，一個(gè)可變聚焦透鏡，和視網(wǎng)膜（圖1中所示）。這些元素共同工作以形成圖像的對(duì)象落入該字段為每只眼睛的視圖。當(dāng)一個(gè)對(duì)象被觀察到的，它首先集中通過(guò)凸?fàn)?/span>角膜和透鏡元件，形成一個(gè)倒置的圖像的視網(wǎng)膜的表面上的多層膜，包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的光敏感的細(xì)胞。為了到達(dá)視網(wǎng)膜，角膜聚焦光線必須依次遍歷房水前房中，晶狀體，凝膠狀玻璃體，視網(wǎng)膜血管和神經(jīng)元的層才到達(dá)感光外錐和視桿細(xì)胞的分類。這些照片的感覺(jué)細(xì)胞檢測(cè)圖像，并把它翻譯成一系列的電信號(hào)傳輸?shù)酱竽X。

盡管有一些誤解，由于廣泛的術(shù)語(yǔ)用于描述眼睛的解剖學(xué)，它是角膜，而不是鏡頭，這是負(fù)責(zé)的總的屈光力的眼睛的主要部分。流暢，清晰如玻璃，靈活和耐用塑料，外墻的眼球前，強(qiáng)烈彎曲，透明部分使圖像形成的光線通過(guò)內(nèi)部。角膜也提供了一個(gè)物理屏障，保護(hù)眼睛防護(hù)罩的內(nèi)側(cè)的眼睛從微生物，灰塵，纖維，化學(xué)，和其它有害物質(zhì)。雖然薄得多的寬度比的晶狀體，角膜提供眼睛的折射光焦度的65％左右。大部分的電源光線彎曲駐留的角膜的中心附近，這是比組織的外周部的圓，窄。

窗口，控制光線進(jìn)入眼睛，良好的視力角膜（圖2）是必不可少的，也作為紫外線過(guò)濾器。在角膜中刪除一些*具破壞性的紫外線的波長(zhǎng)存在于太陽(yáng)光，從而進(jìn)一步保護(hù)高度易感的視網(wǎng)膜和結(jié)晶損壞鏡頭。如果角膜彎曲太多，在近視的情況下，遠(yuǎn)處的物體會(huì)出現(xiàn)模糊的圖像，由于不完善的光線折射到視網(wǎng)膜。在一個(gè)條件被稱為散光，角膜導(dǎo)致不平等的折射，產(chǎn)生失真的圖像投射到視網(wǎng)膜的缺陷或違規(guī)行為。

不像大多數(shù)的身體組織，角膜不包含血管的營(yíng)養(yǎng)以保障其免受感染。即使是*小的毛細(xì)血管會(huì)妨礙精確的折射過(guò)程。角膜接收其營(yíng)養(yǎng)眼淚和房水，填充商會(huì)背后的結(jié)構(gòu)。外的角膜上皮細(xì)胞層是擠滿了成千上萬(wàn)的小神經(jīng)末梢，使角膜疼痛極為敏感，當(dāng)刮擦。它包括大約10％的組織的厚度，上皮細(xì)胞層的角膜阻止異物進(jìn)入眼內(nèi)，同時(shí)提供了一個(gè)平滑的表面的氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。角膜的中心層，稱為基質(zhì)，包括約90％的組織，并包括一個(gè)水飽和的纖維狀蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，提供的強(qiáng)度，彈性，和形式的支持上皮。滋養(yǎng)細(xì)胞完成剩余的基質(zhì)層。由于基質(zhì)會(huì)吸收水，內(nèi)皮組織的首要任務(wù)是從基質(zhì)泵多余的水。沒(méi)有這個(gè)抽水行動(dòng)，基質(zhì)與水膨脹，變得朦朦朧朧，并*終把角膜不透明，渲染眼睛瞎。

晶狀體透明度的部分或完全喪失，或它的日本，在一個(gè)共同的條件稱為白內(nèi)障的結(jié)果。白內(nèi)障是全球失明的首要原因，并代表在美國(guó)視覺(jué)障礙的一個(gè)重要原因。發(fā)展成人白內(nèi)障與正常老化，日光曝曬，吸煙，營(yíng)養(yǎng)差，眼外傷，全身性疾病，如糖 尿病和青光眼，一些藥品，包括類固醇和不良的副作用。在早期階段，個(gè)別患有白內(nèi)障的感知世界，模糊或失焦。清晰的視野，防止到達(dá)視網(wǎng)膜的光的量減少，并通過(guò)混濁的圖像（通過(guò)X射線衍射和光散射），就像個(gè)人霧或霧度（參見(jiàn)圖3）通過(guò)觀察環(huán)境。去除白內(nèi)障手術(shù)過(guò)程中的不透明的鏡頭，隨后更換塑料透鏡（人工晶體植入），結(jié)果往往無(wú)關(guān)的條件，如近視或遠(yuǎn)視的矯正視力。

的視網(wǎng)膜的功能是相似的數(shù)字圖像傳感器（例如電荷耦合器件（CCD））的一個(gè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在現(xiàn)代的數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)“的組合。圖像拍攝的眼睛，被稱為桿和視錐細(xì)胞，受體連接的視神經(jīng)束的纖維通過(guò)一系列協(xié)調(diào)的信號(hào)傳輸?shù)酱竽X的特殊細(xì)胞。允許進(jìn)入每只眼睛的光量控制光圈，在低光照水平敞開和關(guān)閉，以保護(hù)瞳孔圓形膜片（光圈）和視網(wǎng)膜照明在非常高的水平。

的瞳孔的直徑（位于前面的晶狀體）作為照明的變化，反射性地約2至8毫米，調(diào)節(jié)到達(dá)視網(wǎng)膜的光的量之間的大小而變化。當(dāng)照明很亮，瞳孔縮小和折光元素的外圍部分被排除從光學(xué)通路。其結(jié)果是，較少的畸變所遇到的圖像形成的光線，并在視網(wǎng)膜上的圖像變得更清晰。一個(gè)非常狹窄的學(xué)生（約2毫米）產(chǎn)生衍射文物，傳播形象在視網(wǎng)膜上的一個(gè)點(diǎn)源。

在大腦中，從每只眼睛交叉從兩個(gè)視網(wǎng)膜旅客在平行路徑相關(guān)的視覺(jué)信息，有點(diǎn)像一個(gè)時(shí)基校正發(fā)生器的功能在數(shù)字磁帶錄像機(jī)視交叉視神經(jīng)神經(jīng)纖維。視覺(jué)信息從那里，每一半的大腦后下部分位于兩個(gè)視皮層通過(guò)光纖輻射的信號(hào)被分配在丘腦，膝形的外側(cè)膝狀核通過(guò)視束行進(jìn)。在皮質(zhì)的下層，從每只眼睛的信息保持為柱狀的眼優(yōu)勢(shì)條紋。作為視覺(jué)信號(hào)傳送給上層的皮質(zhì)，從兩只眼睛的信息合并，形成雙眼單視。異常眼科疾病，如phorias（失調(diào)）的目光，包括斜視（更好地稱為交叉眼），立體視覺(jué)是個(gè)人的軸承和深度知覺(jué)，被打亂。在眼科手術(shù)的情況下，是不值得的，棱形透鏡安裝在眼鏡可以糾正這些異常。中斷雙眼融合的原因可能是頭部或產(chǎn)傷，神經(jīng)肌肉疾病或先天性缺陷。

位于中心凹視網(wǎng)膜中心附近的區(qū)域中，并放置在沿光軸的每只眼睛。也稱為“黃點(diǎn)”，中心凹是?。ㄐ∮?平方毫米），但非常專業(yè)的。這些地區(qū)*包含高密度，排列緊密的視錐細(xì)胞（大于200,000視錐細(xì)胞在成人體內(nèi)的每平方毫米;見(jiàn)圖4）。中心凹是該地區(qū)*銳利的視力，并產(chǎn)生*大分辨率為空間（空間分辨率），對(duì)比度和色彩。每只眼睛中填充了約700萬(wàn)個(gè)視錐細(xì)胞，這是非常薄的（直徑為3微米）和細(xì)長(zhǎng)。視錐細(xì)胞的密度減小的黃斑中心凹視錐細(xì)胞的視桿細(xì)胞的比例逐漸增加（圖4）的外面。在視網(wǎng)膜的周邊，這兩種類型的光受體的總數(shù)大幅減少，在視網(wǎng)膜的邊界的視覺(jué)靈敏度造成巨大的損失。這是偏移由人類不斷掃描中的對(duì)象的視場(chǎng)（由于非自愿的快速眼球運(yùn)動(dòng)），導(dǎo)致在感知的圖像均勻尖銳。事實(shí)上，當(dāng)圖像被防止相對(duì)移動(dòng)到視網(wǎng)膜（經(jīng)由光學(xué)的固定裝置），眼睛不再檢測(cè)在幾秒鐘后的圖像。

感受器的視網(wǎng)膜中的外段的配置的部分確定在眼睛的不同區(qū)域的分辨率的極限了。為了解決以下刺激的感光體的圖像，一排，必須插入的兩行之間的高度刺激的光感受器。否則，它是不可能區(qū)分刺激是否源于兩個(gè)緊密間隔的圖像，或從一個(gè)單一的圖像，跨越兩個(gè)受體行。在中心凹錐，具有分離約3至4微米的光刺激，在視網(wǎng)膜上的強(qiáng)度應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)組解析的范圍在1.5和2微米之間的中心到中心的間距。為了便于參考，在視網(wǎng)膜上形成的衍射圖案的**小值的半徑大約是4.6微米，550納米的光的光瞳直徑為2毫米。因此，安排在視網(wǎng)膜上的感官元素將確定的眼睛的極限分辨率。另一個(gè)因素，被稱為視力（眼檢測(cè)小物體的能力和解決他們的分離），隨許多參數(shù)，包括一詞的定義和測(cè)量方法，其中視力。在視網(wǎng)膜上，視力通常是*高的，跨度為約1.4度的視場(chǎng)的中心凹。

桿和視錐細(xì)胞和它們?cè)谝暰W(wǎng)膜內(nèi)的神經(jīng)元的連接的空間排列，如圖5所示。僅包含感光色素視紫紅質(zhì)，視桿細(xì)胞，有一個(gè)峰值靈敏度至藍(lán)綠色的光（波長(zhǎng)約500納米），盡管它們顯示在整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍廣泛的響應(yīng)。它們是*常見(jiàn)的視覺(jué)感受細(xì)胞，每只眼睛含有約125-130萬(wàn)個(gè)視桿細(xì)胞。視桿細(xì)胞的光的靈敏度大約是1000倍的視錐細(xì)胞。然而，單獨(dú)棒刺激所產(chǎn)生的圖像相對(duì)銳化和密閉色調(diào)的灰色，黑色和白色的軟聚焦攝影圖像中發(fā)現(xiàn)的類似。桿的愿景是通常被稱為暗光或黃昏的眼光，因?yàn)樵诘凸庹諚l件下，形狀和物體的相對(duì)亮度可以區(qū)分，但不是他們的顏色。暗適應(yīng)這種機(jī)制能夠通過(guò)廣泛的脊椎動(dòng)物中的形狀和運(yùn)動(dòng)的潛在獵物和捕食者的檢測(cè)。

人的視覺(jué)系統(tǒng)響應(yīng)是對(duì)數(shù)，不是線性的，導(dǎo)致在感知的能力令人**的亮度范圍*過(guò)10十年（動(dòng)態(tài)范圍interscene ）。在光天化日之下，人類可以可視化對(duì)象從太陽(yáng)刺目的光芒，同時(shí)在夜間大型對(duì)象可以被檢測(cè)到時(shí)，星光月亮是暗。在閾值的敏感性，人的眼睛可以檢測(cè)約100-150光子進(jìn)入瞳孔的藍(lán)綠光（500納米）的存在。對(duì)于上七十年的亮度，白晝視覺(jué)占主導(dǎo)地位，它是視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞主要負(fù)責(zé)光感受。相比之下，亮度較低的四十年，被稱為暗光視力，控制桿細(xì)胞。

適應(yīng)的眼睛，使視覺(jué)功能在這種極端的亮度。然而，在適應(yīng)發(fā)生之前的時(shí)間的時(shí)間間隔，個(gè)人可以感知的亮度的范圍內(nèi)，覆蓋大約只有三十年。有多個(gè)機(jī)制負(fù)責(zé)眼的能力，以適應(yīng)高亮度水平范圍內(nèi)。的適應(yīng)可以發(fā)生在幾秒鐘內(nèi)（由初始瞳孔反應(yīng)），或可能需要幾分鐘（暗適應(yīng)），取決于亮度變化。全錐形靈敏度達(dá)到約5分鐘，而需要約30分鐘，以適應(yīng)從溫和的明視靈敏度充分的靈敏度暗視桿細(xì)胞產(chǎn)生的。

當(dāng)充分地適應(yīng)光，人眼具有從約400至700納米的波長(zhǎng)響應(yīng)，在555納米（在可見(jiàn)光光譜中的綠色區(qū)域）的*高靈敏度。適應(yīng)黑暗的眼睛到一個(gè)較低的380和650納米之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，發(fā)生高峰在507納米。這些波長(zhǎng)對(duì)于既視和暗視的眼光，不是*的，但隨光線的強(qiáng)弱。通過(guò)眼睛的光的透射波長(zhǎng)更短的逐漸降低。在藍(lán)綠色區(qū)域（500納米），只有約50％的光線進(jìn)入眼內(nèi)到達(dá)視網(wǎng)膜上的圖像的點(diǎn)。在400納米，這個(gè)值被減少到不足10％，即使是在一個(gè)年輕的眼睛。元素在晶狀體的光散射和吸收，有助于進(jìn)一步在遙遠(yuǎn)的藍(lán)色的靈敏度損失。

錐包括三個(gè)類型的細(xì)胞，每一個(gè)“調(diào)整”，以不同的波長(zhǎng)響應(yīng)的*大集中在任430，535，或590納米。個(gè)別的*大值的基礎(chǔ)是利用三個(gè)不同的光合色素，每一個(gè)的特性的可見(jiàn)光吸收譜。光合色素改變其構(gòu)象時(shí)，光子被檢測(cè)到，使它們反應(yīng)的轉(zhuǎn)導(dǎo)，啟動(dòng)一個(gè)級(jí)聯(lián)的視覺(jué)事件。轉(zhuǎn)導(dǎo)素是一種蛋白質(zhì)，它駐留在視網(wǎng)膜上，能夠有效地將光能轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)。視錐細(xì)胞的人口遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于視桿細(xì)胞，每只眼睛含有在5和7之間百萬(wàn)這些顏色受體。真彩色視覺(jué)的刺激引起的視錐細(xì)胞。的相對(duì)強(qiáng)度和光的波長(zhǎng)分布的影響的每個(gè)三個(gè)錐受體類型確定的彩色成像（馬賽克）的方式與添加劑RGB視頻顯示器或CCD彩色攝像機(jī)。

主要包含短波長(zhǎng)的藍(lán)色輻射光束的光刺激視錐細(xì)胞，回應(yīng)到430納米的光在更大的程度上比其他兩種類型的圓錐。此光束將在特定的視錐細(xì)胞，激活藍(lán)色顏料，光被認(rèn)為是藍(lán)色。圍繞550納米的波長(zhǎng)的光，且大部分被看作是綠色的，并大多含有或更長(zhǎng)的600納米波長(zhǎng)的光束為紅色可視化。如前所述，純錐體視覺(jué)稱為明視覺(jué)，在正常的光照水平，包括室內(nèi)和室外是顯性的。大多數(shù)哺乳動(dòng)物是dichromats，通常能夠只能分辨藍(lán)色的和綠色的顏色分量之間。與此相反，一些靈長(zhǎng)目動(dòng)物（特別是人類）表現(xiàn)出三基色的色覺(jué)，具有顯著的紅色，綠色和藍(lán)色的光刺激的反應(yīng)。

圖6中所示的人類視覺(jué)的四個(gè)顏料，顯示極大值在預(yù)期的紅色，綠色，和藍(lán)色區(qū)域的可見(jiàn)光光譜的吸收光譜。當(dāng)所有三種類型的視錐細(xì)胞的刺激同樣，被看作是消色差的或白色的光。例如，中午的陽(yáng)光下顯示為白色的光對(duì)人類，因?yàn)樗屑s等量的紅色，綠色和藍(lán)色光。來(lái)自太陽(yáng)光的顏色頻譜的一個(gè)很好的示范，是截取的光通過(guò)玻璃棱鏡，折射出不同的波長(zhǎng)（或彎曲）不同程度地鋪開它的組成顏色的光線進(jìn)入。人類顏色感知是取決于所有受體的細(xì)胞與光的相互作用，而這種組合的查詢結(jié)果在近trichromic刺激的。有顏色敏感性的變化與光照水平的變化，使藍(lán)色的顏色看起來(lái)比較亮，在昏暗的燈光下，在明亮的光線，紅色的顏色看起來(lái)更明亮。指著一個(gè)手電筒到彩色打印，這將導(dǎo)致在突然出現(xiàn)更明亮，更飽和的紅色，可以觀察到這種效應(yīng)。

近年來(lái)，考慮的人文色彩的視覺(jué)靈敏度，導(dǎo)致在長(zhǎng)期的實(shí)踐中繪制緊急車輛，如消防車和救護(hù)車，完全紅色的變化。雖然顏色是用于車輛可以很容易地看到并回答，不是很顯眼的波長(zhǎng)分布在低光照水平，并在夜間出現(xiàn)接近黑色。人類的眼睛是黃綠色或類似的色調(diào)更加敏感，特別是在晚上，而現(xiàn)在大多數(shù)新的緊急車輛至少部分地描繪了一幅生動(dòng)的黃綠色或白色，常保留了一些傳統(tǒng)的利益的紅色亮點(diǎn)在。

當(dāng)只有一個(gè)或兩個(gè)類型的視錐細(xì)胞的刺激，感知的顏色的范圍是有限的。例如，如果窄頻帶的綠色光（540至550納米），用來(lái)刺激所有的視錐細(xì)胞，只包含綠色光感受器的響應(yīng)產(chǎn)生看到的顏色的綠色的感覺(jué)。人類視覺(jué)感知的主減法顏色，如黃色，可能會(huì)出現(xiàn)以下兩種方式之一。如果被同時(shí)刺激單色的黃色光，具有波長(zhǎng)為580納米的紅色和綠色視錐細(xì)胞，視錐細(xì)胞受體反應(yīng)幾乎是同樣的，因?yàn)樗鼈兊奈展庾V重疊是大致相同的，在這個(gè)區(qū)域的可見(jiàn)光光譜。可以通過(guò)刺激的紅色和綠色視錐細(xì)胞分別與不同的紅色和綠色的波長(zhǎng)的混合物選自受體的吸收光譜，不具有顯著的重疊區(qū)域的相同顏色的感。在這兩種情況下，其結(jié)果，是同時(shí)的紅色和綠色視錐細(xì)胞的刺激，產(chǎn)生黃色感覺(jué)，即使*終的結(jié)果是通過(guò)兩種不同的機(jī)制。其他的顏色感知的能力要求的刺激的一個(gè)，兩個(gè)或所有三種類型的視錐細(xì)胞，在不同程度上，用適當(dāng)波長(zhǎng)的調(diào)色板。

雖然它們各自的顏色顏料加光接受暗視覺(jué)的視桿細(xì)胞的視錐細(xì)胞與人類的視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)有三種，它是人的大腦，用于補(bǔ)償其對(duì)顏色的感知光的波長(zhǎng)和光源的變化。的 耕犁metamers是對(duì)人腦視為相同的顏色不同的光的光譜。有趣的是，由一個(gè)人的被解釋為相同或類似的顏色，有時(shí)容易被其他動(dòng)物，*顯著的鳥區(qū)分。

中介神經(jīng)元渡輪之間的視網(wǎng)膜和腦的視覺(jué)信息，不是簡(jiǎn)單地連接到一與感覺(jué)細(xì)胞。黃斑中心凹每個(gè)錐和視桿細(xì)胞在將信號(hào)發(fā)送給至少三個(gè)雙極細(xì)胞，而在周邊區(qū)域的視網(wǎng)膜，視桿細(xì)胞從大量的信號(hào)收斂到一個(gè)單一的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。具有大量供給一個(gè)單一的通道的視桿細(xì)胞的視網(wǎng)膜中的外側(cè)部分的空間分辨率受到損害，但具有許多感覺(jué)細(xì)胞參與捕捉微弱的信號(hào)顯著提高了閾值的眼睛的靈敏度。此功能的人的眼睛是有點(diǎn)類似于在慢掃描CCD數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)的分檔的后果。

的感覺(jué)，雙極細(xì)胞，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的視網(wǎng)膜也是相互關(guān)聯(lián)的，提供到其他神經(jīng)元的抑制和興奮通路的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。其結(jié)果是，在人的視網(wǎng)膜錐從500到700萬(wàn)和125萬(wàn)棒的信號(hào)進(jìn)行處理，并運(yùn)送到視覺(jué)皮層只有約1萬(wàn)有髓視神經(jīng)纖維。眼睛的肌肉的外側(cè)膝狀體，它作為一個(gè)反饋控制之間的視網(wǎng)膜和視覺(jué)皮層神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的刺激和控制。

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的興奮性和抑制通路在視網(wǎng)膜上被布置在三個(gè)層的神經(jīng)元細(xì)胞，胚胎發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生的一個(gè)特定區(qū)域的大腦。這些電路和邊緣銳化，對(duì)比度增強(qiáng)，空間總和，噪聲平均，和其他形式的信號(hào)處理，可能包括一些尚未被發(fā)現(xiàn)的效果，產(chǎn)生的組合結(jié)果的反饋回路。在人的視覺(jué)中，一個(gè)顯著的程度的圖像處理發(fā)生在大腦中，但視網(wǎng)膜本身也涉及范圍廣泛的處理任務(wù)。

在被稱為顏色不變性的人類視覺(jué)的另一個(gè)方面，一個(gè)對(duì)象的顏色或灰度值不會(huì)出現(xiàn)變更，在寬范圍內(nèi)的亮度。在1672年，艾薩克·牛頓爵士證明在人類的視覺(jué)感受色彩不變性，并提供線索，色覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)的經(jīng)典理論。，寶麗來(lái)公司創(chuàng)始人埃德溫H.土地，提出了Retinex的色覺(jué)理論，根據(jù)他的觀察顏色不變性。只要如顏色（或灰度值）是足夠的照明下觀察，色塊不改變它的顏色，即使當(dāng)亮度改變的場(chǎng)景。在這種情況下，不改變整個(gè)場(chǎng)景的照明梯度的感知的顏色或灰度級(jí)的音調(diào)的一個(gè)補(bǔ)丁。如果亮度水平達(dá)到閾值暗光或黃昏視覺(jué)，色彩的感覺(jué)就消失了。在土地使用的算法中，彩色區(qū)域的亮度值的計(jì)算，并在場(chǎng)景中該波段的所有其他區(qū)域相比，在一個(gè)特定的場(chǎng)景中的區(qū)域的能量。執(zhí)行計(jì)算三次，為每個(gè)波段（長(zhǎng)波，短波，中波），以及由此產(chǎn)生的三重峰的亮度值來(lái)確定位置的區(qū)域在三維顏色空間定義的Retinex理論。

長(zhǎng)期色盲是用詞不當(dāng)，被廣泛使用在口語(yǔ)談話指任何困難區(qū)分顏色的東西。真正的色盲，或無(wú)法看到任何顏色，是極其罕見(jiàn)的，雖然多達(dá)8％的男性和0.5％的女性是天生的某種形式的色覺(jué)缺陷（見(jiàn)表1）。色覺(jué)的繼承的不足之處，通常是由于在視網(wǎng)膜中的光感受器細(xì)胞的缺陷，神經(jīng)膜的功能作為成像在眼睛后部的表面。色覺(jué)缺陷也可以被收購(gòu)，作為結(jié)果的疾病，某些藥物的副作用，或通過(guò)正常的老化過(guò)程，這些不足之處，可能會(huì)影響部分的眼睛以外的光感受器。

正常的視錐細(xì)胞和色素敏感性使個(gè)人來(lái)區(qū)分各種不同的色彩和微妙的色調(diào)混合。這種類型的正常色覺(jué)被稱為三原色依賴的相互作用，從重疊的靈敏度范圍的所有三種類型的感光體錐。輕度色覺(jué)缺陷發(fā)生中的色素之一，三牙輪類型時(shí)，有一個(gè)缺陷，其峰值靈敏度被轉(zhuǎn)移到另一個(gè)波長(zhǎng)，產(chǎn)生視覺(jué)缺陷被稱為三原色異常，色覺(jué)缺陷三大類之一。 Dichromacy色盲或色覺(jué)障礙的更嚴(yán)重的形式下，發(fā)生顏料之一，是嚴(yán)重的偏差在其吸收特性，或特定的顏料并沒(méi)有在所有生產(chǎn)。完全沒(méi)有色彩感，或monochromacy，是極為罕見(jiàn)的，但與全色盲（桿monochromats）個(gè)人只能看到不同程度的亮度，黑色，白色和灰******調(diào)的世界中出現(xiàn)。這種情況只發(fā)生在個(gè)人誰(shuí)繼承了來(lái)自父母雙方的基因紊亂。

可以區(qū)分一些顏色Dichromats，因此比monochromats在日常生活中受影響較小，但他們通常都知道他們有一個(gè)問(wèn)題，他們的顏色視覺(jué)。Dichromacy被分為三種類型：紅色盲，綠色盲，藍(lán)色盲（見(jiàn)圖7）。約百分之二的男性人口將繼承前兩種類型之一，與第三更很少發(fā)生。

紅色盲是一個(gè)紅色綠色的缺陷，從而從紅色敏感的損失，這會(huì)導(dǎo)致缺乏可感知的差異之間的紅色，橙色，黃色，綠色。此外，紅色，橙色和黃色的顏色的亮度顯著降低到正常水平相比。降低強(qiáng)度的效果，可能會(huì)導(dǎo)致在紅燈出現(xiàn)黑暗（不亮），紅色（一般），出現(xiàn)黑色或暗灰色。經(jīng)常學(xué)習(xí)Protanopes正確區(qū)分紅色和綠色，紅色，黃色，主要是基于其明顯的亮度，而不是任何可察覺(jué)的色調(diào)差異。綠色一般出現(xiàn)這些人比紅色輕。發(fā)生，因?yàn)榧t色光的可見(jiàn)光譜的一端，有與其他兩種類型的圓錐的靈敏度幾乎沒(méi)有重疊，有紅色盲的人對(duì)光線的敏感度在長(zhǎng)波長(zhǎng)（紅色）端的頻譜有顯著的損失。這種顏色的視覺(jué)缺陷的個(gè)人可以區(qū)分的藍(lán)色和黃色，但無(wú)法區(qū)分來(lái)自不同色調(diào)的藍(lán)色，由于在這些色調(diào)中的紅色成分的衰減薰衣草，紫羅蘭，和紫色。

個(gè)人與綠色盲，它是綠色的靈敏度的損失，有許多同樣的問(wèn)題與色調(diào)歧視一樣protanopes的，但有一個(gè)相當(dāng)正常的可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的靈敏度級(jí)別。由于綠色光在可見(jiàn)光譜的中心的位置，重疊錐受體的靈敏度曲線，綠色波長(zhǎng)的紅色和藍(lán)色的光感受器有一些反應(yīng)。雖然綠色盲相關(guān)聯(lián)的名稱，并且至少具有亮度響應(yīng)綠光（有點(diǎn)不正常的強(qiáng)度降低），紅色，橙色，黃色，和綠色的deuteranope似乎是相同的顏色出現(xiàn)太多的術(shù)語(yǔ)。以類似的方式，藍(lán)色，紫羅蘭，紫色和薰衣草這種顏色視覺(jué)缺陷的個(gè)人沒(méi)有區(qū)別。

藍(lán)色盲沒(méi)有藍(lán)色的靈敏度的情況下，上和功能上產(chǎn)生一個(gè)藍(lán)黃色的色覺(jué)缺陷。個(gè)人這方面的不足無(wú)法分辨藍(lán)色和黃色，但不注冊(cè)一個(gè)紅色和綠色之間的差異。條件是相當(dāng)罕見(jiàn)的，大約發(fā)生在男女雙方平等。通常沒(méi)有Tritanopes在執(zhí)行日常任務(wù)，做個(gè)人之一的紅綠變種dichromacy盡可能多的困難。因?yàn)樗{(lán)色的波長(zhǎng)只在一端的頻譜發(fā)生，并且有與其他兩個(gè)錐類型，總損耗的靈敏度在整個(gè)頻譜的靈敏度幾乎沒(méi)有重疊可以有這種情況是相當(dāng)嚴(yán)重的。

時(shí)，有一個(gè)通過(guò)一個(gè)錐形受體的靈敏度損失，但功能仍然錐體，得到的色覺(jué)缺陷被認(rèn)為是異常的三原色，以類似的方式，它們被劃分到的dichromacy類型。時(shí)常會(huì)有困惑，因?yàn)檫@些條件都以相似的形式命名，但異常一詞是來(lái)自于帶有后綴附加。因此，紅色覺(jué)變常，的綠色弱視產(chǎn)生色調(diào)識(shí)別問(wèn)題是類似紅綠dichromacy的缺陷，雖然不是那么明顯。紅色弱視色覺(jué)被認(rèn)為是一個(gè)“紅軟肋”，與紅色（或任何顏色有紅色成分）比正常輕，可視化和色調(diào)偏向綠色。甲deuteranomalous個(gè)別展品“綠色的弱點(diǎn)”，并在區(qū)分屬于在可見(jiàn)光譜中的紅色，橙色，黃色，綠色區(qū)域的色調(diào)的小的變化也有類似的困難。這是因?yàn)槌霈F(xiàn)的色調(diào)被移向紅色。與此相反，deuteranomalous個(gè)人沒(méi)有缺陷，伴隨著紅色覺(jué)變常的亮度損失。這些反常三原色變種很多人執(zhí)行的任務(wù)，需要正常的色覺(jué)有什么困難，有的甚至可能不知道自己的膚色視力受損。 藍(lán)色弱視，或藍(lán)色的弱點(diǎn)，一直沒(méi)有作為一種遺傳缺陷報(bào)告。在少數(shù)情況下的不足已經(jīng)確定，它被認(rèn)為是已被收購(gòu)，而不是繼承。多種眼疾（如青光眼，攻擊藍(lán)色錐體）可以導(dǎo)致在藍(lán)色弱視。在這些疾病中*常見(jiàn)的外設(shè)藍(lán)色錐損失。

盡管設(shè)計(jì)上的限制，也有一些視力的色盲的優(yōu)點(diǎn)，如增加的能力區(qū)分偽裝對(duì)象。輪廓，而不是顏色，是負(fù)責(zé)模式識(shí)別，改善夜視可能會(huì)出現(xiàn)因一定的色覺(jué)缺陷。在軍事上，的色盲狙擊手和檢舉的高度重視這些原因。在1900年代早期，在努力評(píng)估人類色覺(jué)異常，格爾色盲。利用這種儀器，觀測(cè)操縱控制旋鈕，以配合兩色域色彩和亮度。另一種評(píng)估方法，石原pseudoisochromatic的板測(cè)試色盲，命名為石原忍博士，區(qū)分正常的色覺(jué)和紅綠******盲（在本教程和圖7）。色覺(jué)正常，可以檢測(cè)測(cè)試對(duì)象的人物和背景的色調(diào)之間的差異。紅 - 綠缺乏的觀察員，板塊出現(xiàn)等差之間的數(shù)字，沒(méi)有任何歧視的設(shè)計(jì)模式。

作為一種自然老化過(guò)程的一部分，人的眼睛開始感知不同的顏色，在以后的歲月里，但不會(huì)成為這個(gè)詞的真正意義上的“色盲”。在變黃和發(fā)黑的晶狀體和角膜，退化的影響，也伴隨著萎縮的瞳孔大小的老化結(jié)果。隨著泛黃，較短波長(zhǎng)的可見(jiàn)光吸收，使藍(lán)色的色調(diào)顯得更暗。因此，老年個(gè)體往往遇到困難，區(qū)分不同的顏色，主要是在藍(lán)色的內(nèi)容，如藍(lán)色和灰色，紅色和紫色。在60歲時(shí)，視覺(jué)效率相比時(shí)，一個(gè)20歲，只有33％的入射光在角膜上達(dá)到在視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞。此值下降到12.5％左右，70年代中期。

眼睛的住宿地點(diǎn)是指生理調(diào)節(jié)晶狀體元件改變的屈光力，并把成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)更靠近眼睛的對(duì)象的行為。進(jìn)一步*初在角膜的表面折射的光線通過(guò)透鏡后會(huì)聚。在住宿期間，睫狀肌的收縮放松鏡頭上的緊張局勢(shì)，導(dǎo)致透明的形狀和彈性組織的變化，同時(shí)也向前稍微移動(dòng)。透鏡改變的凈效應(yīng)是調(diào)整眼部帶來(lái)準(zhǔn)確地聚焦在感光層上的單元格，居住在視網(wǎng)膜上的圖像的焦距。住宿也放寬到透鏡的小帶纖維施加的張力，并允許在透鏡的前表面，以增加它的曲率。增加的折射度，加上有輕微的鏡頭的位置前移，將成為關(guān)注的焦點(diǎn)更靠近眼睛的對(duì)象。

聚焦在眼控制元素的組合，包括虹膜，晶狀體，角膜，肌肉組織，它可以改變透鏡的形狀，所以眼睛可以專注于附近和遠(yuǎn)處的物體。然而，在某些情況下，這些肌肉不正常工作或眼睛的形狀稍有改變，不相交的焦點(diǎn)與視網(wǎng)膜（一種被稱為視覺(jué)收斂）。隨著個(gè)體年齡的增長(zhǎng)，晶狀體變得困難，不能正確聚焦，導(dǎo)致視力低下。如果對(duì)焦點(diǎn)落在視網(wǎng)膜短，病情被稱為近視或近視，遠(yuǎn)處的物體不能專注于個(gè)人與這個(gè)痛苦。在著力點(diǎn)的情況下，后面的視網(wǎng)膜，眼睛就會(huì)有麻煩聚焦于近處的物體，稱為遠(yuǎn)視或遠(yuǎn)視創(chuàng)造了條件。這些故障的眼睛，通?？梢孕Ｕ冒纪哥R治療近視治療遠(yuǎn)視凸透鏡與眼鏡（圖8）。

收斂的目標(biāo)是不完全的生理和訓(xùn)練，如果可以影響眼睛是不是有毛病。重復(fù)的程序，可以用來(lái)開發(fā)**的收斂視覺(jué)。運(yùn)動(dòng)員，如棒球游擊手，有發(fā)達(dá)的視覺(jué)收斂。在每一個(gè)動(dòng)作，兩只眼睛都有翻譯異口同聲地保持雙眼視力，準(zhǔn)確和敏感的神經(jīng)肌肉裝置通常不是疲勞，控制其運(yùn)動(dòng)和協(xié)調(diào)。眼收斂或頭部運(yùn)動(dòng)的變化被認(rèn)為是由復(fù)雜的眼系統(tǒng)在計(jì)算中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)难鄄考∪獾纳窠?jīng)輸入。10度眼球運(yùn)動(dòng)完成約40毫秒，計(jì)算發(fā)生的速度比人眼所能達(dá)到其預(yù)期的目標(biāo)。掃視和較大的動(dòng)作，從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)被稱為小眼球運(yùn)動(dòng)被稱為版本。

人類的視覺(jué)系統(tǒng)必須不僅光檢測(cè)和顏色，但作為光學(xué)系統(tǒng)中，必須是能夠辨別的對(duì)象之間的差異，或一個(gè)對(duì)象，它的背景。稱為生理對(duì)比度或對(duì)比度歧視，兩個(gè)對(duì)象的表觀亮度之間的關(guān)系，無(wú)論是在同一時(shí)間（同時(shí)對(duì)比）或順序（連續(xù)對(duì)比）的背景下被看見(jiàn)，可能會(huì)或可能不相同的。在人類的視覺(jué)系統(tǒng)中，對(duì)比度降低在黑暗環(huán)境中，彩色可視缺陷，如紅色綠色盲患與個(gè)人。對(duì)比度是依賴于雙眼視力，視力，大腦皮質(zhì)視覺(jué)和圖像處理。偽裝的，被認(rèn)為是一個(gè)對(duì)象，具有低對(duì)比度，這是不能被移動(dòng)，除非它是與背景區(qū)分。然而，色盲個(gè)人往往能夠探測(cè)到偽裝的對(duì)象，因?yàn)闂U增加視覺(jué)和損失的誤導(dǎo)顏色提示。增加對(duì)比度轉(zhuǎn)化為增加的可見(jiàn)性和對(duì)比度的定量數(shù)值通常表示為百分比或比率。在*佳條件下，人的眼睛只能勉強(qiáng)檢測(cè)存在兩成對(duì)比。

與人的視覺(jué)，對(duì)比度顯著提高，被認(rèn)為在不同的亮度和/或色度的兩個(gè)區(qū)域之間的邊界的每一側(cè)上的一個(gè)狹窄的區(qū)域。在十九世紀(jì)結(jié)束時(shí)，法國(guó)物理學(xué)家米歇爾·尤金謝弗勒爾發(fā)現(xiàn)同時(shí)對(duì)比。作為一個(gè)特殊的功能，人的視覺(jué)感知，一個(gè)對(duì)象的邊緣或輪廓被突出顯示時(shí)，設(shè)置對(duì)象從它的背景和寬松的空間取向。當(dāng)放置在明亮的背景，出現(xiàn)在黑暗的物體的邊緣區(qū)域比其他背景（實(shí)際上，增強(qiáng)對(duì)比度）輕。隨著這種感知現(xiàn)象，創(chuàng)建具有*強(qiáng)對(duì)比度的互補(bǔ)色的顏色的（大腦）的邊緣。同時(shí)被認(rèn)為因?yàn)轭伾退难a(bǔ)，效果被稱為同時(shí)對(duì)比。邊框和分界線，單獨(dú)對(duì)比鮮明的地區(qū)往往通過(guò)消除邊緣的對(duì)比度以減輕效果（或錯(cuò)覺(jué)）。許多形式的光學(xué)顯微鏡，*顯著的相襯照明，利用人類視覺(jué)系統(tǒng)的這些功能。通過(guò)增加圖像的對(duì)比度，而無(wú)需通過(guò)染色或其他技術(shù)來(lái)改變對(duì)象的物理，相位對(duì)比試樣保護(hù)，免受損傷或死亡（活標(biāo)本的情況下）。

中的人眼的空間頻率響應(yīng)可以進(jìn)行評(píng)估，確定能夠檢測(cè)到的一系列條帶中的調(diào)制的正弦光柵。測(cè)試光柵設(shè)有交流區(qū)（帶），光明與黑暗，由高向低頻率沿水平軸的線性增加，而對(duì)比對(duì)數(shù)減少?gòu)纳系较隆?/span>條紋個(gè)人視力正常，可以加以區(qū)分的邊界是每度7和10之間的周期。消色差的視覺(jué)的空間頻率是很低的（寬的線間距）時(shí)，高對(duì)比度的檢測(cè)所需的正弦變化的強(qiáng)度。作為空間頻率上升，人類可以用更少的對(duì)比檢測(cè)期間，在視覺(jué)領(lǐng)域的每度約8個(gè)周期達(dá)到高峰。除了 這一點(diǎn)，再次需要更高的對(duì)比度檢測(cè)的更精細(xì)的正弦條紋。

人的視覺(jué)系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的審核揭示了需要檢測(cè)的亮度變化，在標(biāo)準(zhǔn)化的正弦光柵的對(duì)比度更高和更低的空間頻率的增加。眼睛在這方面，從一個(gè)簡(jiǎn)單的成像裝置（例如膠片相機(jī)或CCD傳感器）的行為完全不同。一個(gè)簡(jiǎn)單的，聚焦的照相機(jī)系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)顯示在零空間頻率的*大調(diào)制，調(diào)制下降或多或少單調(diào)相機(jī)的截止頻率為零的程度。

當(dāng)一個(gè)場(chǎng)景的亮度呈周期性波動(dòng)，幾次第二（因?yàn)樗c電視和電腦顯示器的屏幕），人類感知刺激性連續(xù)場(chǎng)景，仿佛被工作脫節(jié)。當(dāng)波動(dòng)頻率的增加，刺激增加，并在10赫茲左右達(dá)到*大，尤其是在明亮的光照與黑暗交替閃爍。在更高的頻率，現(xiàn)場(chǎng)不再出現(xiàn)脫節(jié)，從一個(gè)場(chǎng)景到下一個(gè)流離失所的對(duì)象認(rèn)為現(xiàn)在移動(dòng)順利。通常簡(jiǎn)稱為閃爍，惱人的光飄飄的感覺(jué)可以持續(xù)50-60赫茲。*出一定的頻率和亮度，稱為臨界閃爍頻率（CFF），屏幕閃爍不再感知。這是主要的原因，增加60至85-100赫茲的電腦顯示器的刷新率產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的，無(wú)閃爍顯示。

半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步，尤其是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）和雙極CMOS（BiCMOS工藝）技術(shù)，卻導(dǎo)致了新一代的微型光電傳感器，具有非凡的動(dòng)態(tài)范圍和快速響應(yīng)。*近，CMOS傳感器芯片的陣列已經(jīng)被安排用來(lái)模擬人的視網(wǎng)膜上的操作。這些所謂的眼芯片，結(jié)合光學(xué)，人類的視覺(jué)和微處理器，前進(jìn)眼科通過(guò)新領(lǐng)域optobionics。與植入眼芯片損壞的視網(wǎng)膜視覺(jué)衰弱的疾病，如視網(wǎng)膜色素變性和黃斑變性，以及衰老和傷害到視網(wǎng)膜，其中搶劫視力，造成正在得到糾正。眼的硅芯片包含約3500模仿人類桿和視錐細(xì)胞的功能的金屬電極連接到微型光探測(cè)器。光檢測(cè)器吸收入射的光折射通過(guò)角膜和晶狀體，并產(chǎn)生一個(gè)小的電荷量，刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞。設(shè)有一個(gè)直徑為2毫米（參見(jiàn)圖9），替換視網(wǎng)膜的一半作為一個(gè)典型的一張紙的厚度和損壞的視網(wǎng)膜下植入的口袋。

眼芯片作為一種替代方法，使用一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器和一臺(tái)攝像機(jī)的視網(wǎng)膜假體安裝在一對(duì)眼鏡，捕獲和發(fā)送的物體或場(chǎng)景的圖像。無(wú)線方式，圖像被發(fā)送到嵌入式接收器芯片附近的視網(wǎng)膜層發(fā)送到大腦的神經(jīng)沖動(dòng)。然而，人工視網(wǎng)膜，不會(huì)治療青光眼或視力缺陷，損傷神經(jīng)纖維，導(dǎo)致視神經(jīng)。作為進(jìn)步optobionics，如此復(fù)雜的人類視覺(jué)系統(tǒng)的科學(xué)的認(rèn)識(shí)。