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彩色和无彩色的感觉，有一个共同的属性：明度。在谈到反射光的表面时，明度是指作用于这一表面的光线的反射系数。在照到表面的光线的强度相等时，表面的反射系数越大，这个表面的亮度也就越大，它的明度也就越显著。例如黑纸只反射出投射于它的全部光的一小部分，而白纸却反射了投射的光的８５％。所以后者比前者明度要大得多。至于谈到主观感觉上的明度，则除了刺激物本身的鲜明性外，还决定于眼对刺激物的感受性；它是指刺激物的强度作用于眼所发生的效应。
在视觉中说明彩色时，除了用明度这一属性以外，还有色调和饱和度两个属性。色调决定于物体表面反射的光线中什么波长占优势，也就是常见的红、橙、黄、绿等颜色。饱和度是一种颜色色调的表现程度，即某种颜色和明度相同的灰色的区别程度。饱和度决定于物体反射出来的光线中决定其色调的波长所占的比例，颜色中加上白色或灰色越多，其饱和度就越小。颜色的三个属性彼此之间的关系，也可以用所谓“色轴”图来简单表明。除了适宜刺激以外，不适宜刺激（如压力、电流）也可以引起光感觉。实验室中常用电流
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刺激研究视觉功能。当电路开闭时视神经受到电流刺激的影响，产生一种白光闪烁的特殊感觉（所谓闪光感）。如果增高电流电压，就能观察到颜色感觉的产生。
二 视觉器官和视觉的刺激过程
视觉器官的外周感受器是人的眼睛。人眼的特点是神经细胞高度发展，具有较完善的光学系统以及各种使眼睛转动并调节光学装置的肌肉组织。
网膜上有两种基本的感光细胞：圆锥细胞和圆柱细胞。
它们的分布是不均匀的。圆锥细胞分布在网膜的中央，特别是中央窝部分。
而圆柱细胞则多分布在网膜的比较边缘部分。
在视神经进入的地方没有感受细胞，所以形成盲点。圆柱细胞的特点是对弱光有高度的感受性，因而是夜（黄昏，微光）
视觉的器官。圆锥细胞对光的强度有较低的感受性，因而是昼（白昼，强光）视觉的器官。圆柱细胞中含有夜视觉所必需的视紫红质，圆锥细胞中含有为昼视觉所必需的视紫质。圆锥细胞可以感受和分辨颜色。
１８９４年，克里斯（Ｖｏｎ
Ｋｒｉｅｓ）
归纳上述表现而提出所谓视觉两重作用学说。其主要根据为：（一）在黄昏视觉中，中央窝和盲点差不多，效果很差。
但在昼视觉中则相反，中央窝的视觉最清楚。
（二）
在一些白昼盲目的动物的网膜中，只有圆柱细胞而没有圆锥细胞；完全白昼活动的动物眼中则无圆柱细胞。患夜盲症的病人因为甲种维生素缺乏影响圆柱细胞中视紫红质的恢复。
（三）
正常的眼睛中网膜的最外周是没有色觉的。
这和圆
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锥细胞的分布状况相符。
（四）
在原先黑暗的情况下照明逐渐增加时，首先出现的是无色觉。照度逐渐增高，才出现色觉。
光作用于网膜引起感受器中色素（视紫红质和视紫质）
的变化而产生光化学反应。
光化学反应引起神经细胞的兴奋。
在角膜和无关电极之间，可以测量出电位的改变，即所谓网膜电位。与此同时，在视神经上可以测量到神经兴奋所引起的电位变动。这都是光刺激作用于视觉器官在外周感受器所引起的刺激过程中的变化。
光刺激通过外周感受器刺激过程的能量转换而引起神经兴奋，神经兴奋的冲动沿着视神经经过视交叉、外侧膝状体，视放线而到达大脑皮层枕叶。网膜上各个不同点，在视觉的内导通路和皮层视区是按空间对应原则投射的。因此，视神经和不同水平中枢一定部位区域的病患，就会引起相应视野感受性的丧失。当兴奋达到皮层之后，枕叶区的脑电图便发生变化，α振动被抑制，产生带有断续频率的振动。
在光的作用下，在视觉器官中还引起一系列的反应，如瞳孔收缩，减弱强光对网膜的作用，眼朝光源方向转动；水晶体曲度改变，以保证物体在网膜上有清晰的映象。
三 视觉现象
（一）视觉的绝对阈限和差别阈限视觉对光的强度具有极低的感觉阈限，也就是它的感受性是非常高的。
瓦维洛夫的实验表明，人眼能对７—８个光能量子起反应。
从能量说，视觉刺激的阈限值，对波长为５００毫
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微米的光来说，约为５×１０－１０小卡。
１烛光的光源，在离眼１米的距离处，每秒钟发送到眼睛所在处１平方厘米内的可见光的能量约为２×１０－７小卡。要使它的能量变成５×１０－１８小卡，必须把它放在２００公里远的距离上。换句话说，在假定大气不吸收光的条件下，视觉的绝对阈限相当于离眼睛２００公里处１烛光在每秒钟投射到眼睛所在处每平方厘米中可见的光的能量。
视觉对光的强度的差别阈限在中等强度时是符合布格尔－韦伯定律的，即ＩIＩ接近于常数１１００。
但在光刺激极弱时，比
值可达１１，而当光刺激极强时，比值可缩小到１１６７。
在测定视觉的明度阈限时，必须注意刺激作用的时间、刺激的面积、刺激经过瞳孔的位置和刺激落在网膜上的位置，在一定范围内，刺激作用的时间越长，或刺激的面积越大，强度阈限都会降低。光线通过瞳孔中央时阈值最小，偏离中央时阈值急剧上升，即所谓斯蒂里斯、考鸟幅特（Ｓｔｉｌｅｓ—Ｃｒａｗｆｏｒｄ）效应。
因此，一般作明度阈限实验时，受试者要戴用人工瞳孔。网膜位置在离中央窝８°—１２°处，对光有最高的感受性。
一般生理条件如年龄、营养情况、所在地高度、气压和昼夜周期等因素，都对视觉的明度感受性发生影响。
（二）颜色辨别人眼能见的电磁振荡只占它的全部波长的很小一段。在可见光波范围内，不同波长的感觉阈限不同。为了计算上的方便，国际颜色协会根据大量受试者对不同波长的感受性的
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平均数，规定了一系列不同波长的颜色的感受性的相对数值。
这个数值就叫视见函数。在昼视觉下，人眼对波长为５５５毫微米的光最敏感。以这一波长的相对感受性为１时，即可相对地求出其它波长的相对感受性。以波长为横轴，以相对感受性的值（视见函数）为纵轴，即可作出曲线。
在可见波长范围内，眼睛对波长细微不同的辨别能力，决定人对不同色调的辨别能力。在这里，和在强度的差别阈限中要找到Ｉ一样，首先要找到（以代表波长）
，即测定I I J J刚能引起色调差别感觉的最小的波长变化量。
实验研究表明，在可见光谱的不同区域，的数值不同。
I J实验表明：对不同颜色的感觉的发生速度不同，因此达到最大感觉所需要的时间也就不同。其中绿色最快，红色次之，蓝色最慢，一个有趣的实验可以表证这个现象。以不大的速度转动分为白色和黑色扇形的圆盘，可在圆盘的外圈上看见一种淡红色的薄层，而在圆盘的中部则看见淡蓝色；当转动加快时，淡红色便向圆盘中部转动。因为在圆盘中外围白色作用的持续时间较短，所以在慢转时外国可见感觉速度较快的红色，而内圈可见感觉速度较慢的蓝色；转速加快后，外圈中白色持续时间已来不及让红色感觉建立，红色转移到内圈。
网膜的边缘和中央的彩色感觉不同。网膜的最外周是不能分辨颜色的。能分辨黄色的区域较大，其次是蓝，再其次是红，能分辨绿色的范围最小。实验中可以测定能分辨不同的色调的范围而绘制出色域图。
（三）适应
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分析器的感受性由于感受器受到的刺激物的持续作用而发生的变化现象，叫做适应。适应可以引起感受性的提高（刺激物由强向弱过渡，如对暗适应）
，也可以引起感受性的降低（刺激物由弱向强过渡，如对光适应）。感觉过程中的适应现象具有很大的生物学意义。因为人的周围环境的变化幅度十分巨大，例如在星光之下和在太阳光之下亮度之间相差达数百万倍，假如没有适应机制，人就不容易在变动着的环境中进行精细的分析，对环境条件的反应就会发生困难。所以，感觉器官的适应能力是动物在长期生活中跟环境相互作用时形成和固定下来的。在劳动生产活动中，许多场合要考虑适应问题。例如车间照明，必须考虑工作范围内照明的差异，以免由于视觉适应上的困难而影响产品质量。在交通运输业中驾驶室照明通常与外间在照度上有比较大的差异（特别在夜间）
，因此要研究如何使视觉适应进行得更快更好。
视觉适应现象是日常生活中经常体验到的。当从亮处走进暗室，开始什么也看不见，经过相当时间，视觉才能恢复。
这就是对暗适应现象，这是环境刺激由强向弱过渡，因而出现光分析器对弱光感受性的不断提高。反之，从暗处走向明处，在最初一瞬间会感到耀眼发眩，什么都看不清楚，要经过几秒钟才能恢复正常，这就是对光适应现象。这时，是环境刺激由弱向强过渡，出现分析器对强光感受性的迅速降低。
用暗适应计可以测定对暗适应的整个过程。对光适应过程的延续一般比较迅速。由于所用的测定方法不同，结果不尽相同。不过，一般说来在最初半分钟内感受性下降很快（即所谓α适应部分）
，以后发展较慢（β适应部分）
，２—３分
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钟内即可达到稳定水平。
光线较强，达到稳定水平也较迅速。
视觉适应现象和感光的化学物质的分解与合成活动有密切联系。在体内甲种维生素缺乏的条件下，对暗适应中感受性提高的水平大大降低，表明圆柱细胞的适应功能由于视紫红质缺乏合成所必需的物质而大为降低。不过，中枢机制也参与适应活动，因为实验证明：在对暗适应的情况下，短时间给受试者的一只眼睛以亮光，结果另一只眼睛的感受性也受影响。上述无论对光或对暗适应过程都包含两个变化部分这一事实，是视觉两重作用学说的又一个证明。
（四）颜色混合、色盲和色觉学说人很少看见单纯的只有一种波长的光波，绝大多数情况下都是不同波长的光波混合起来的光。从牛顿时代开始，人们就研究颜色的混合并企图找出说明颜色混合现象的规律。
已肯定的比较重要的有下述三条：１．每一种颜色都有另一种同它相混合而产生白色或灰色的颜色。这两个颜色称为互补色。例如红色和浅青绿色、橙黄色和青色、黄色和蓝色、绿色和紫色等，都是一对对互补色。两个互补色波长之间的关系，根据国际照明会议的规定如下：（１—５６５．５２） （４９７．７８－２）＝２２３．０２K K其中１及２的单位为毫微米，分别代表两个互补色色K K调的波长。
这个公式是一个经验公式，并可以用坐标式图示。
从图示可见，除了４９７．７８—５６５．５２这一段外，其它任何彩色都可以根据公式或按图找出它的互补色。
２．混合两种非补色的时候，便产生一种新的、介乎它们
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之间的中间色（如蓝色和红色相混合产生紫色，红色和黄色相混合产生橙色）。
这个新彩色的色调由两个参加混合的色的强度比例所决定。波长短于５６０毫微米的色混合获得的新彩色要比光谱中相似的色有较小的饱和度。
３．混合色的颜色不随被混合的颜色的光谱成分而转移。
不同颜色混合后产生的相同的颜色可以彼此互相替代（如纯的光谱黄色或由其它颜色混合而产生的黄色跟蓝色混合，能产生同样的灰色）。
选择三种基本彩色以不同的比例混合，可以得出眼睛所能见的一切颜色。这个规律可以用如下公式表示：Ｕ＝αＫ＋β＋γL M其中Ｋ，，，分别代表红、绿、蓝三种基色。可实验地求出L M以这三色为基色时光谱全部可见色调相应的α，β，γ值。
所获得的曲线。
从三色可以获得一切颜色这一事实出发，罗蒙诺索夫（Ｍ．Ｂ．）首先提出三色理论来解释色觉现象。他K H N H O H P H E当时假定有三种不同的以太运动，产生三种不同的基本颜色，即红、黄、蓝。这三种颜色按不同比例混合产生一切其它颜色。以后，杨格（Ｔ．Ｙｏｕｎｇ）和黑尔姆霍兹推定三种基本色为红、绿、蓝。这个学说就叫色觉的三色学说。它的基本假定是：在网膜中存在着三种不同的感色器官，分别感受红、绿、蓝三种不同的光波。当各个器官被孤立地以相应的波长的光刺激时，产生单色的红、绿、蓝感觉。当复杂的光波以不同的强度比例作用于各器官时，将根据色混合的规律得出不同的颜色，当各波长的强度相同时，产生白色或无彩色的感觉。
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目前还未能从组织解剖方面找到三种不同的圆锥细胞，但这一学说比其它色觉学说能较圆满地解释许多色觉现象并在电生理学方面获得一些证明。不过，无论三色学说或过去关于色混合的研究，都对中枢过程缺乏必要的注意。色混合中包括中枢过程，可以由所谓双眼色混合的事实所证明。
色觉的失常产生全色盲或局部色盲。色盲的研究对色觉理论和实践的要求，都有重要的意义。
色盲一般被区分为两大类：（一）全色盲：即把一切颜色都看成灰色的。全色盲患者有程度上的不同，有些全色弱的患者在颜色鲜明时对全部彩色都能分辨。
（二）局部色盲：表现为对某些主要色调的感受性显著降低。局部色盲大致有红绿色盲和紫色盲，分别与对光谱中红、绿、紫色部分感受性的降低或丧失相联系。红绿色盲患者把整个光谱感知为两种基本色调：黄色（把光谱的整个红—橙—黄—绿部分都看成黄色）和青色（把光谱的青—蓝—紫部分都看成青色）。紫色盲的患者把整个光谱感知为红和青绿色调。
全色盲在总人口中占的数目极少。但红绿色盲或色弱则占相当大的比例。根据调查，我国色盲患者中，男子占５—６％，女子占０．５—０．８％。色盲患者不宜于做必需精细分辨颜色的工作。不过，应当注意，上述统计中所谓色盲患者中绝大部分是色弱类型的。具体考虑职业选择时应考虑色盲的多样性，按不同职业对色觉能力提出不同的要求。
（五）视觉后象和闪光融合当刺激停止作用以后，感觉并不立刻消失，这种现象叫做后象。后象的发生，是由于神经兴奋所留下的痕迹作用。
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视觉后象表现得最明显。视觉后象有两种：正后象和负后象。正后象保持刺激物所具有的同一的品质。在灯前阖眼三分钟，睁开眼睛注视电灯两三秒钟，再闭上眼睛，此时可见一盏灯的光亮的形象出现在暗的背景上，这种现象就叫正后象。电影正是利用了这个生理心理特点。
随着正后象出现以后，如继续注视，会发现在亮的背景上出现黑色斑点，这就是负后象。如果用的是彩色刺激，例如注视一个红色的四方形一定时间以后，再把目光移到一张灰白纸，那么，在这张灰白纸上可以看到一个蓝绿色的四方形。
这也是负后象。
彩色的负后象是原来注视的颜色的补色。
视觉后象有一定的延续时间，在这时间内有时还会交替出现正负后象。这种正负后象的互换过程可能与基本神经过程的诱导作用有关。视觉负后象的产生，是因为对刺激的颜色的感受性降低。当视线转移到白纸时，对相应于刺激的波长的颜色的感受性降低，相当于从白色中减去先前作用的光线，因此，按色混合的规律，就会产生补色的感觉。视觉后象延续时间的长短，受种种条件所制约。
其中主要的条件有：（１）引起后象的刺激明度。刺激的明度越大，后象的延续时间越长。
（２）引起后象的刺激的延续时间越长，后象的延续也越长。
（３）一般说来，明度大的刺