一、眼的折光系统及其调节
由于视觉的感光细胞在眼球的视网膜上，因此外界物体在视网膜上形成物像是通过眼的折光系统完成的。人眼的折光系统主要是由角膜、房水、晶状体和玻璃体4种折射率不同的折光体(媒质)所构成的，并且其中起到主要调节作用的就是晶状体，依靠晶状体变凸来对近处的光线进行调节，使光线到达视网膜时形成聚焦，因而产生一个清晰的视觉形象。
若眼的折光能力异常，或眼球的形态异常，使平行光线不能聚焦于安静未调节眼的视网膜上，则称为非正视眼，也称屈光不正，包括近视眼(眼球前后径过长或折光系统的折光能力过强)、远视眼(眼球的前后径过短或折光系统的折光能力过弱)和散光眼(角膜表面不同经线上的曲率不等所致)等。
二、眼的感光换能系统
在人和大多数脊椎动物的视网膜中存在两种感光换能系统，即视杆系统和视锥系统。视杆系统又称暗视觉，对光的敏感度较高，能在昏暗环境中感受弱光刺激而引起暗视觉，但无色觉，分辨能力较低。如果长期维生素A摄入不足，会影响人的暗视觉，引起夜盲症;视锥系统又称明视觉，对光的敏感性较低，只有在强光条件下才能被激活，但视物时可辨别颜色，且具有较高的分辨能力。
三、视觉信息的处理及机制
视觉传入通路与皮层代表区视网膜中神经节细胞的轴突在视神经乳头处汇集并穿过眼球后壁形成视神经，视神经中来自两眼鼻侧视网膜的纤维交叉投射而形成视交叉，来自颞侧视网膜的纤维则不交叉。因此，左眼颞侧视网膜和右眼鼻侧视网膜的纤维汇集成左侧视束，而右眼颞侧视网膜和左眼鼻侧视网膜的纤维则汇集成右侧视束。视觉通路的损伤可引起视野的缺损，故临床上检查视野有助于眼和视觉通路受损的诊断。
四、与视觉有关的生理现象
当人长时间在明亮环境中突然进入暗处时，最初看不清任何东西，经过一定时间后，视觉敏感度才逐渐增高而看清在暗处的物体，这种现象称为暗适应。相反，当人长时间在暗处而突然进入明亮处时，最初感到一片耀眼的光亮，也不能看清物体，稍待片刻后才能恢复视觉，这种现象称为明适应。
暗适应是人眼在暗处对光的敏感度逐渐提高的过程。由于在亮处视杆细胞中的视紫红质大量分解，剩余量很少，在暗处对光的敏感度下降，所以刚进入暗处时不能视物。经过一定时间后，视紫红质的合成逐渐增多，对暗光的敏感度逐渐提高，恢复在暗处的视觉。明适应的进程很快,通常在几秒钟内即可完成。其机制是由于视杆细胞在暗处蓄积了大量的视紫红质，进入亮处遇到强光时迅速分解，因而产生耀眼的光感。只有在较多的视紫红质迅速分解之后，对光相对不敏感的视锥系统才能在亮处感光而恢复视觉。
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