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视觉系统的结构与功能视觉系统是人类重要的感知系统之一，它负责接收、处理和解释外界环境中的视觉信息。
通过视觉系统，人类能够感知到丰富的视觉色彩、形状和运动等信息。
本文将探讨视觉系统的结构与功能，并对其在人类认知和日常生活中的作用进行探讨。
一、视觉系统的结构视觉系统主要由眼睛、视觉神经和大脑组成。
眼睛是视觉系统的起点，它负责接收外界的光信号并转化为神经电信号。
眼睛的外部结构包括角膜、巩膜、虹膜、晶状体和眼球等，内部则包括视网膜、玻璃体和脉络膜等。
角膜和晶状体负责将光线聚焦到视网膜上，虹膜则通过调节瞳孔的大小来控制进入眼球的光线量。
视觉神经是连接眼睛与大脑的桥梁，它由视神经、视交叉、视束和视皮质等部分组成。
视神经负责将光信号传递给大脑，并通过视交叉将一侧眼球的视觉信息传递到对侧大脑半球。
视皮质是视觉系统的最终处理区域，它分为视觉皮质和视觉副皮质两部分。
视觉皮质主要负责接收和解码来自视网膜的信息，而视觉副皮质则参与高级的视觉加工和认知过程。
二、视觉系统的功能视觉系统的主要功能是接收和解释外界的视觉信息，进而产生对环境的认知。
它能够感知到物体的形状、颜色、大小和位置等特征，以及物体的运动和空间关系。
视觉系统还能够进行模式识别，将感知到的视觉信息与之前的经验进行比对，从而识别出熟悉的物体和场景。
视觉系统在人类的认知和日常生活中起着重要的作用。
首先，它是人类获取信息最重要的途径之一。
通过视觉系统，人们能够观察和了解周围的世界，获取到丰富的信息。
其次，视觉系统对于人类的运动和协调也有重要影响。
通过视觉系统，人们能够感知到自己和周围物体的位置关系，从而进行准确的运动和动作控制。
此外，视觉系统还参与了人类的情绪和认知过程。
视觉信息可以引起人们的情绪体验，而视觉系统的认知过程也与人类的思维和决策密切相关。
因此，对于视觉系统的结构和功能的深入理解对于我们认识人类感知、思维和行为具有重要意义。
通过研究视觉系统，我们可以揭示人类大脑的工作原理，并对视觉障碍和认知功能紊乱等疾病进行诊断和治疗。
眼生理学了解视觉与眼睛的功能视觉是人类最重要的感觉之一，而眼睛则扮演着接收和处理视觉信息的关键角色。
眼生理学是研究眼睛在视觉过程中的功能和机制的学科。
通过对眼生理学的了解，我们可以更好地理解视觉是如何产生的，以及眼睛的功能如何为我们提供一个清晰和准确的视觉体验。
一、眼睛的结构和功能眼睛是一个复杂的器官，它由多个部分组成，每个部分都有着不同的功能。
眼球是眼睛的主要部分，它被眼眶保护，并通过眼睑和睫毛进行保护。
眼球内部有睫状肌、虹膜、晶状体、视网膜等组成，这些结构协同工作，完成了视觉的感知和传输。
1. 虹膜和瞳孔：虹膜是眼球上的有色环形结构，它通过调节瞳孔大小来控制进入眼睛的光线量。
当光线强烈时，瞳孔会收缩；而当光线较暗时，瞳孔会扩张，以便更多的光线进入眼球。
2. 晶状体：晶状体是一个透明的结构，它负责调节光线的聚焦距离。
当光线通过角膜和瞳孔进入眼球时，晶状体会调整自身的曲度，使得光线能够聚焦在视网膜上。
3. 视网膜：视网膜位于眼球最内部，是一个充满感光细胞的薄膜。
它可以将通过晶状体聚焦的光线转化为神经信号，并将其传送到大脑中的视觉皮层，进而形成我们所看到的图像。
二、视觉的感知和处理视觉的感知和处理是一个复杂的过程，涉及到眼睛、大脑和感官神经系统之间的协同工作。
1. 光线的折射和聚焦：当光线通过角膜和瞳孔进入眼球时，它会被晶状体调节并聚焦在视网膜上。
这个过程使光线能够被正确地折射和聚焦，以生成一个清晰的图像。
2. 感光细胞的刺激：视网膜上存在两种类型的感光细胞，分别是锥细胞和杆细胞。
锥细胞负责颜色的感知和细节的辨别，而杆细胞则对光线的强弱做出反应。
当光线刺激这些感光细胞时，它们会产生神经信号，并传输到大脑中进行进一步的处理。
3. 大脑的视觉处理：神经信号从视网膜传输到大脑的视觉皮层，这里是视觉信息被加工和分析的地方。
大脑会对接收到的信号进行解码和解释，以生成对应的视觉感知。
这个过程涉及到上百个区域的神经元之间的复杂互动。
眼生理学研究视觉系统的功能与调节视觉是人类最重要的感知方式之一，它通过眼睛传递信息到大脑，使我们能够感知和理解世界。
眼睛作为视觉系统的核心组成部分，扮演着非常关键的角色。
眼生理学是研究眼睛以及视觉系统的基本生理过程的学科，它涉及视觉系统的结构、功能和调节。
本文将探讨眼生理学的研究内容以及视觉系统的功能与调节机制。
一、视觉系统的结构视觉系统是一个复杂的生物系统，包括眼睛、视觉神经通路和大脑的视觉皮层。
眼睛是视觉系统的前端，有着独特的结构。
1. 眼球眼球是眼睛的主要组成部分，它由眼外壁、眼内壁和眼前房组成。
眼球前端有一个透明的角膜，它是光线的主要折射介质。
角膜后面是一个具有调节功能的晶状体，可以改变光线的聚焦距离。
眼球内部有一个蕴含着视网膜的眼底，其中包含了感光细胞。
2. 视网膜视网膜是视觉系统的关键组成部分，是一层位于眼球内后排的感光细胞层。
它包含两类感光细胞：锥状细胞和杆状细胞。
锥状细胞主要负责颜色和光亮度的感知，而杆状细胞对低光环境下的黑白影像感知更为敏感。
感光细胞对光线的刺激会产生电信号，进而传递给其他视觉神经元。
3. 视觉神经通路视觉神经通路负责传递从眼睛到大脑的视觉信息。
视觉信息首先通过视神经传递到丘脑的外侧膝状体核，然后通过丘脑的视辐射传输到大脑皮层的视觉区域。
二、视觉系统的功能视觉系统的功能是实现光学成像、灵敏度调节和空间感知。
这些功能使我们能够感知物体的形状、颜色和运动。
1. 光学成像视觉系统的光学部分包括角膜和晶状体，它们协同工作以将光线聚焦在视网膜上，形成清晰的像。
这个过程类似于相机中的光学镜头，它使得我们能够看到清晰的图像。
2. 灵敏度调节视觉系统具有灵敏度调节的功能，使我们能够在不同光线条件下保持适当的视觉感知。
这是通过眼睛的瞳孔的调节来实现的。
在强光环境下，瞳孔会收缩以限制进入眼睛的光线量；而在低光环境下，瞳孔会扩张以增加进入眼睛的光线量。
3. 空间感知视觉系统还负责空间感知，使我们能够感知物体的位置和距离。
蛙眼的视觉原理及应用1. 简介•蛙眼是一种特殊的眼睛结构，能够实现多种复杂的视觉功能。
•蛙眼的视觉原理主要包括物体成像、视觉感知和信息处理等方面。
•蛙眼的应用领域广泛，包括机器视觉、无人驾驶、医学影像等。
2. 蛙眼的物体成像原理•蛙眼通过其特殊的眼球形状和光线折射，实现对外界物体的成像。
•蛙眼呈现凸透镜形状，使得光线在进入眼球后能够聚焦在视网膜上。
•物体在蛙眼中的成像是根据光线的折射、通过晶状体和虹膜的调节来实现的。
3. 蛙眼的视觉感知原理•蛙眼通过视网膜上的感光细胞，感知光线强度和颜色信息。
•视网膜上的视锥细胞负责颜色感知，视杆细胞负责感知光线强度。
•蛙眼通过视锥细胞和视杆细胞的信号传递，将感知到的信息发送至大脑。
4. 蛙眼的信息处理原理•蛙眼的大脑通过对来自蛙眼的信息进行处理，实现对外界的认知。
•大脑会对蛙眼感知到的图像进行解析，提取其中的关键特征。
•蛙眼的大脑会将解析后的图像信息与之前的经验进行比对，从而做出相应的判断和决策。
5. 蛙眼的应用领域•机器视觉：借鉴蛙眼的视觉原理，可以开发出高效的机器视觉系统。
•无人驾驶：蛙眼的视觉原理可以应用于无人驾驶技术中，实现对周围环境的感知。
•医学影像：蛙眼的成像原理可以应用于医学影像仪器中，提高影像质量和分辨率。
•军事侦查：蛙眼的视觉感知和信息处理原理可以应用于军事侦查系统，提升目标识别能力。
6. 结论•蛙眼作为一种特殊的眼睛结构，具备复杂的视觉原理和应用潜力。
•研究蛙眼的视觉原理，可以为我们开发出更加智能和高效的视觉系统提供参考。
•蛙眼的应用领域广泛，未来可以期待更多基于蛙眼视觉原理的创新应用的出现。
视觉系统的神经调节机制视觉系统是人类最重要的感官之一，它通过感光细胞、神经元和大脑皮层等结构相互协作，使我们能够感知和理解外界的图像和物体。
而视觉系统的神经调节机制起着至关重要的作用，它可以帮助我们适应不同的光照条件，维持良好的视觉清晰度和颜色感知能力。
本文将详细探讨视觉系统的神经调节机制，以便更好地理解这一复杂而精密的过程。
1. 瞳孔的调节瞳孔是视觉系统中的一个重要部分，它位于虹膜中心，并且可以控制进入眼睛的光线量。
瞳孔的调节主要通过两个肌肉的相互作用来实现：散瞳肌和睫状肌。
当光线较暗时，散瞳肌会收缩，瞳孔会扩大，此时更多的光线可以进入眼睛，使视觉更加敏感。
相反，当光线较亮时，散瞳肌松弛，瞳孔会收缩，以减少进入眼睛的光线量，防止视网膜过度照射。
2. 调节晶状体的形状晶状体是位于眼球内部的一个透明结构，它可以通过改变其形状来实现对光的聚焦。
调节晶状体形状的主要机制是通过睫状肌的收缩和松弛来实现的。
当眼球对远处物体进行观察时，睫状肌会松弛，晶状体呈现扁平状，从而使光线能够聚焦在视网膜上。
而当眼球对近处物体进行观察时，睫状肌则会收缩，晶状体呈现更加凸起的形状，以便准确地将光线聚焦在近处物体上。
3. 颜色感知的调节视觉系统对颜色的感知主要依赖于视锥细胞，它们主要分为三种类型：红色视锥细胞、绿色视锥细胞和蓝色视锥细胞。
这三种类型的视锥细胞对不同波长的光敏感，它们的相互协作可以使我们感知到广泛的颜色范围。
然而，这种颜色感知的调节机制并不是完全固定的，而是可以通过神经调节进行调整。
例如，当我们在光线较暗的环境下观察物体时，视锥细胞的感光能力会增强，以便更好地辨别物体的颜色，而在光线较亮的环境下，视锥细胞的感光能力会减弱，以避免对刺眼的光线过度敏感。
4. 神经适应神经适应是指视觉系统对不同亮度和对比度的适应能力。
这是通过一个名为视觉皮质的大脑区域来实现的。
当我们从一个明亮的环境转移到一个昏暗的环境时，视觉皮质会自动将亮度范围调整到适应当前环境。
眼科生理学了解眼睛的视觉机制视觉是人类感知世界的最重要方式之一，而眼睛作为视觉系统的关键部分，扮演着收集和传递光信号的重要角色。
眼科生理学是研究眼睛的生理功能和视觉机制的学科。
了解眼睛的视觉机制，可以帮助我们更好地理解人类的视觉系统运作方式，也有助于相关领域的发展，如眼科医学和视觉科学等。
本文将介绍眼睛的主要结构和视觉机制。
一、眼球结构眼球是人眼的主要组成部分，它是由多个结构组成的复杂器官。
下面将介绍眼球的主要结构及其功能。
1. 角膜：角膜位于眼球前部，是一个透明薄膜，能够使光线聚焦在网膜上。
2. 瞳孔：瞳孔是位于虹膜中央的一个孔洞，可以调节进入眼球的光线量。
3. 晶状体：晶状体位于虹膜后方，它具备调节眼球对近距离和远距离物体进行聚焦的功能。
4. 脉络膜：脉络膜是位于眼球壁内的一层组织，它提供眼睛所需的氧气和养分。
5. 视网膜：视网膜是眼睛最重要的结构之一，它位于眼球后部，包含感光细胞，能够将光信号转化为神经信号。
二、视觉机制眼睛通过一系列复杂的过程将光信号转化为我们所看到的图像。
下面将介绍视觉机制的主要过程。
1. 光线聚焦：当光线通过角膜和晶状体时，会被屈光系统聚焦在视网膜上。
角膜和晶状体的曲率可以调节以实现对不同距离物体的聚焦。
2. 神经信号转导：光线聚焦在视网膜上后，感光细胞（视网膜中的视锥细胞和视杆细胞）将光能转化为神经信号。
视锥细胞对彩色视觉负责，而视杆细胞则对黑白视觉和低光环境下的视觉负责。
3. 神经信号传递：从视网膜出发，神经信号将通过视神经传递到视觉皮层进行处理和解码。
视神经是眼球后部的一束神经纤维，负责将神经信号传递到大脑中的视觉皮层。
4. 视觉加工：在视觉皮层中，神经信号经过一系列复杂的加工和解码过程，最终形成我们所看到的图像。
这个过程包括边缘检测、颜色感知、形状识别等。
三、相关临床应用眼科生理学对于眼科医学和视觉科学的研究和应用有重要意义。
以下是一些相关领域的应用示例。
1. 屈光度测量：通过了解眼球的屈光系统和晶状体的调节功能，可以测量和纠正人眼的屈光度问题，如近视、远视和散光等。
眼睛视觉系统与视觉艺术视觉是人类最主要的感官之一，同时也是我们最为依赖的感官之一。
每个人都能够通过自己的眼睛观察事物并加以理解和感受。
然而在视觉领域里，我们常常忽略视觉艺术对眼睛视觉系统的影响。
这种关系不仅仅是相互的，而是相辅相成的。
视觉艺术可以帮助我们更好地理解眼睛视觉系统的工作原理，而眼睛视觉系统也为我们欣赏视觉艺术提供了支撑和条件。
眼睛视觉系统主要由眼球、视网膜、视神经和大脑中的视觉皮层等部分组成。
当光线进入眼球后，它必须穿过角膜、晶状体和玻璃体等透明组织。
这些光线最终将落在视网膜上，并被视网膜上的光感受器接收。
红、绿、蓝三种光感受器是人类视觉系统中最重要的光感受器。
它们能够将光信号转化成神经信号，并通过视神经将这些信号发送到大脑的视觉皮层。
视觉艺术通常被定义为从视觉和审美的角度来创建艺术作品的过程。
这种艺术形式建立在创造者对色彩、形状、阴影等元素的独特理解上。
此外，视觉艺术也可以帮助我们通过光、阴影和纹理等视觉效果来创造视觉错觉。
视觉艺术家常常导引我们的视线，通过构图的手法来提供或限制我们观看的角度。
视觉艺术对颜色、形状、对比度等因素的运用，可以触发我们视觉系统的反应，并激活我们大脑中关于视觉感知和理解的区域。
对于视觉艺术家和普通观众来说，理解眼睛视觉系统的运作原理是至关重要的。
例如，艺术家需要对光和色彩的交互有深刻的认识，他们必须掌握混合和匹配各种颜色的技巧。
此外，视觉艺术家还需要了解视觉效果在绘画中的作用。
他们通常会利用色彩对比、明暗处理、色彩跳跃等技巧来创造真实感和刺激感。
这种理解可以帮助他们在绘画中正确使用这些技术来产生看起来真实的画面。
对于观众而言，对运作原理的了解并不完全是必需的，但它可以帮助我们理解为什么一副作品看起来是真实的，或者为什么它让我们有某些情感反应。
观众可以通过分析视觉艺术中的构图方式和颜色运用，洞察艺术家试图表达的含义和感情。
他们可以寻找一些视觉线索，以及艺术家使用的一些改变来进行推断，从而更完全地理解视觉艺术的内涵。
眼的视觉功能视觉是人们从外界获得信息最主要的来源，外界信息总量中至少有70%来自视觉。
眼是引起视觉的外周感觉器官。
外界物体发出的光线经眼的折光系统成像于视网膜上，再由眼的感光换能系统将视网膜像所含的视觉信息转变成生物电信号，并在视网膜中对这些信号进行初步的处理。
这些经视网膜初步处理过的视觉信息在传入中枢后，将在各级中枢，尤其是大脑皮层作进一步的分析处理，视觉才能最终形成。
人眼的折光系统是一个复杂的也是可以调节的光学系统人眼的适宜刺激是波长为380~760nm的电磁波，即可见光。
人眼的折光系统是一个复杂的光学系统，人眼光线到达视网膜之前，要经过角膜、房水、晶状体、玻璃体4个折射率不同的折光体（媒质），以及各折光体的前后表面多个屈光度不等的折射界面。
由于角膜的折射率明显高于空气的折射率，而其他几种折光体之间的折射率以及折射界面之间的曲率相差不大，故入眼光线的折射主要发生在角膜前表面。
简化眼(reduced eye)是一种与正常眼折光系统等效的简单模型：①模型由一个前后直径为20 mm的单球面折光体所构成；②入射光线仅在由空气进入球形界面时折射一次，折射率为1.333；③折射界面的曲率半径为5 mm，即节点(nodal point)在折射界面后方5 mm处；④后主焦点位于该折光体的后极，相当于人眼视网膜的位置。
利用简化眼模型可以计算出不同远近的物体在视网膜上成像的大小。
人的视力有一个限度，只能看清楚在视网膜上成像大于5μm的物体，这个大小大致相当于视网膜中央凹处一个视锥细胞的平均直径。
眼的调节(accommodation of the eye)眼的调节包括视近物时的近调节和对不同光照强度引起的瞳孔反射。
远点(far point of vision)的概念：通常将眼不作任何调节时所能看清楚的最远物体所在之处称为远点。
理论上无限远，但实际不是，原因：①距离太远的物体发出的光线过弱，被吸收和散射后到达视网膜时已经不足以兴奋感光细胞；②物体太远以至于在视网膜上的成像过小（<5 μm），以至于超出感光细胞分辨能力的下限。
当注视6 m以内的物体时，从物体发出的进入眼内的光线呈不同程度的辐射状，光线通过眼的折光系统将成像于视网膜之后，由于未聚焦，所以产生一个模糊的视觉影像。
正常眼之所以能够看清近物，是因为眼在视近物时已经进行了调节——近反应或近反射，这是神经调节，包括①晶状体曲度增加→折光能力增强；②瞳孔缩小→↓球面像差和色像差；③视轴会聚→物像落在两视网膜对称点。
眼视近物时，晶状体曲度的调节是通过反射实现的。
过程如下：模糊视觉→视皮层→ 皮层发出下行冲动→皮层中脑束→中脑正中核→动眼神经缩瞳核→副交感节前纤维→睫状神经节→睫状肌收缩→悬韧带放松→晶状体变凸(以前凸为主)→曲度（折光力）↑→物像前移在视网膜上→清晰物像。
近点(near point)：眼作充分调节时能看清楚的眼前最近物体所在之处称为近点。
晶状体的最大调节能力可用近点表示，近点离眼越近，说明晶状体的弹性越大，即眼的调节能力越强；近点远移，说明晶状体弹性变弱，硬度增加，眼的调节能力下降，引起老视(presbyopia)。
瞳孔大小受自主神经的调控，正常人眼的瞳孔直径可在1.5-8.0 mm之间变动。
当眼见近物时，可反射性地引起双侧瞳孔缩小，称为瞳孔近反射(near reflex of the pupil) 或瞳孔调节反射(pupillary accommodation reflex)。
具体过程：动眼神经缩瞳核→副交感神经纤维→瞳孔虹膜环形肌收缩→瞳孔缩小。
瞳孔缩小的意义：减少折光系统的球面像差和色相差，使视网膜成像更加清晰。
视轴会聚：当双眼注视某一近物或物体由远及近时，两侧视轴向鼻翼会聚的现象，也称辐辏反射(convergence reflex)。
具体过程：晶状体调节的反射活动中，中脑正中核→动眼神经核→动眼神经活动→两眼球内直肌收缩→视轴会聚。
其意义是物像始终能落在两眼视网膜的对称点(corresponding points)上。
辐辏反射异常：无视轴会聚调节，物像落在双眼视网膜的非对称点上，即复视(diplopia)。
瞳孔对光反射(pupillary light reflex)或互感性对光反射(consensual light reflex)：瞳孔在外界环境光线较强时可反射性缩小，而在光线较弱时反射性增大，即瞳孔的大小随入射光量的多少而改变的活动。
因为瞳孔对光反射的中枢位于中脑，因此临床上通过检查反射是否完好来判断麻醉的深浅和病情的危重程度。
眼的折光能力异常（近视、远视、散光）正常人眼在安静未作调节的情况下就可以使平行光线聚焦于视网膜上，因而能看清楚远处的物体；经过调节后，只要物距不小于眼与近点之距离，也能看清6 m之内的物体，这种眼称为正视眼(emmetropia)。
若眼的折光异常，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，这种眼称为非正视眼(ametropia)，也称屈光不正(error of refraction)，包括近视(myopia)、远视(hyperopia)和散光(astigmatism)。
近视是眼前后径过长（轴性近视）或折光力过强（屈光性近视），成像在视网膜前，用凹透镜纠正；远视与上相反；散光是角膜或晶状体表面不同经线上的曲率不等所致，在视网膜上形成焦线，用柱面镜纠正（只限规则散光）。
房水循环及其意义充盈于眼前、后房中的透明液体称为房水(aqueous humor)。
房水循环：来源血浆→睫状体脉络膜丛生成→后房→瞳孔→前房→前房角的小梁网→许氏管→静脉。
房水循环功能包括营养角膜、晶状体及玻璃体，维持一定眼内压（房水量、前后房容积恒定），保持眼球特别是角膜的正常形状和折光能力。
房水循环障碍导致眼内压升高，即青光眼(glaucoma)。
人眼的感光换能系统具有形成和初步处理视觉信息的功能视网膜(retina)的基本功能是感受外界光刺激，并将这种形式的刺激能量转换成神经纤维上的电信号。
视网膜结构特点：眼球壁最内层，透明的神经组织膜, 厚0.1~0.5 mm；视网膜在组织学上可分为10层，包含两种感光细胞：视杆(rod)和视锥(cone)细胞，以及4种神经元：双极细胞、神经节细胞、水平细胞和无长突细胞。
色素上皮层是视网膜的最外层（与脉络膜相邻），不属于神经组织。
功能是消除视像干扰、接受来自脉络膜一侧的血液供应，为视网膜提供营养、吞噬感光细胞外段脱落的膜盘和代谢产物。
感光细胞层：人和哺乳动物的视网膜中存在视杆细胞(rod cell)和视锥细胞(cone cell) 两种感光细胞，在形态上都分为外段、内段和突触3部分。
两者数量、外段、分布、连接方式、视色素及功能均各不相同。
感光细胞的外段是一种发生特殊改变的纤毛。
视杆细胞的外段成圆柱状，而视锥细胞的外段则成圆锥状。
视杆细胞的外段被圆盘状的膜盘占据，而视锥细胞的膜盘则由外段的细胞膜向内折叠而成，更像纤毛。
膜盘膜上镶嵌着大量的蛋白质，绝大部分为视色素蛋白（视杆细胞上的视色素蛋白约占膜盘蛋白总量的90%，所以视杆细胞内的视色素含量要比视锥细胞多）。
视色素是接受光刺激而产生视觉的物质基础。
视杆细胞内的视色素是视紫红质(rhodopsin)，视锥细胞内有3种不同的视色素，分别存在于三种不同的视锥细胞中。
所含视色素不同，导致两种感光细胞在功能上存在明显差异。
视网膜细胞的联系包括：1）纵向联系是视觉信息传递的重要基础。
视杆和视锥细胞以其突触部与双极细胞构成化学性突触，双极细胞与神经节细胞之间也以化学性突触相连接；2）横向联系：位于外网层的水平细胞在感光细胞之间起联络作用，位于内网层的无长突细胞在神经节细胞之间起联络作用，并且感光细胞突触部、水平细胞之间以及无长突细胞之间有缝隙链接。
盲点(blind points)：视神经乳头处没有感光细胞分布，落在此处的光线不能被感受而成为视野中的一个盲区。
视网膜中存在两种不同的感光换能系统--视杆系统和视锥系统视网膜中存在两种具有不同生理功能的感光换能系统--视杆系统和视锥系统。
视杆系统对光的敏感度较高，能在暗环境中感受弱光而引起视觉，但无色觉，对被视物体细微结构的分辨率低，故称晚光觉或暗视觉(scotopic vision)系统；视锥系统对光的敏感度较低，只有在强光下才被激活，但视物时可分辨颜色，且对被视物体细微结构的分辨能力较高，故又称昼光觉或明视觉(photopic vision)。
1. 不同感光细胞在视网膜中分布不同：视杆细胞主要分布于视网膜的周边区，其数量在中央凹外10~20度处为最多，越往视网膜周边区越趋减少；视锥细胞高度集中在中央凹处（此处仅有视锥细胞分布），向视网膜周边区即明显减少。
相对应的，在明处，人眼具有良好的颜色分辨能力和对被视物体细微结构的分辨能力，分辨能力最强在中央凹处（视锥细胞多）；而在暗处，人眼不能分辨颜色，对被视物体只能辨别轮廓和亮度差别，对光的敏感度以视网膜周边区为高。
2. 两种系统的细胞联系方式不同，视杆系统存在较高程度的会聚（视网膜周边区可见多达250个视杆细胞经几个双极细胞会聚于一个神经节细胞）；视锥系统会聚程度低（一个视锥细胞仅与一个双极细胞相联系）。
3. 不同种系动物的不同习性：只在白昼活动的动物，如鸡，感光细胞以视锥细胞为主；而在夜间活动的动物，如猫头鹰，感光细胞主要是视杆细胞。
4. 不同感光细胞含有不同的视色素，视杆细胞只有一种色素，即视紫红质；视锥细胞有三种吸收光谱特性不同的视色素，所以视杆系统无色觉而视锥系统有色觉功能。
感光细胞的感光换能机制感光细胞外段膜盘上的膜存在视色素蛋白。
视色素是对光线敏感的物质，在光线作用下视色素会发生一系列化学反应，最后形成感光细胞的感受器电位。
绝大部分视杆和视锥细胞的视色素由视蛋白(opsin)和视黄醛(retinene，11-顺视黄醛)结合而成。
视黄醛也称维生素A醛，由维A转变而来，又称视黄醇(retinol)。
构成各种不同视色素的主要差别在于视蛋白，其分子结构中的微小差异决定与其结合的视黄醛分子对不同波长光线的敏感性。
因此才能区分出视杆色素（即视紫红质）和三种不同的视锥色素（分别对红、绿、蓝敏感的视色素）。
视紫红质的光化学反应视紫红质是目前了解最清楚的视色素，在吸收光谱曲线上的吸收峰在505nm 处，提示对暗光敏感。
含有视紫红质的视蛋白被称为视暗蛋白。
视紫红质在光照下能迅速分解为视蛋白和视黄醛，这是一个多阶段反应。
具体过程：光照→视黄醛分子构型改变（由较为弯曲的11-顺型视黄醛→直挺的全反型视黄醛）→视蛋白分子构象改变→信号转导系统活动→诱发视杆细胞产生感受器电位。
在此过程中，视紫红质将失去原先（暗处时）的紫红色而变为无色透明，故称漂白。
