颜色视觉正常的视网膜上有3种体细胞,含有亲红、亲绿和亲蓝3种视色素。但是,有少数人出生后就不能辨别某些颜色,还有少数人由于视觉系统的疾病,使他们辨色能力衰退,成为色觉缺陷或异常色觉者。常见的色觉缺陷有色弱和色盲。
色弱是轻度异常色觉者,也称为异常三色觉者。他们对光谱上红色和绿色区域的颜色分辨能力较差,当红绿区波长有较大变化时,才能区别出色调的变化,且红光或绿光须有较高强度才能保证对颜色的正确辨认,在亮度不足的照明下,他们可能将红色和绿色相互混淆。
如果异常三色觉者对红色的辨别能力差,就属于红色弱亦称为甲型色弱;如果对绿色的辨别能力差就属于绿色弱亦称为乙型色弱。他们与正常色觉的人之间没有严格的界线,他们仍具有三色视觉,但是在用红、绿、蓝三原色相加混合出各种颜色时,红、绿原色的比例与色觉正常者不同。例如利用红原色和绿原色混合产生黄色时,甲型色弱者需要更多的红色成分,而乙型色弱者需要更多的绿色成分。
色弱多发生于后天,通常是由于健康状况原因而造成色觉感受系统的一种病态表现。男性多,女性少,红色弱者约占男性人口的1%,绿色弱者约占男性人口的5%。
色盲是严重的异常色觉者,对颜色辨别能力很差。其中又分为局部色盲和全色盲两类。局部色盲也称为二色觉者,包括红_绿色盲和蓝-黄色盲。红绿色盲者不能区分红色和绿色,红绿色盲又分红色盲和绿色盲,红色盲亦称为甲型色盲,绿色盲称为乙型盲;蓝-黄色盲又称为丙色盲,这种色盲仅对红绿产生色觉,对黄蓝不产生色觉。
图1-18说明正常色觉与甲、乙、丙三种色盲患者颜色辨别的特点。正常色觉者看到的可见光谱带包含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色。光谱上感觉最亮处为555nm 处(图中“0”所示)。
甲型色盲者看光谱的红端缩短到650nm处,650nm以上的光谱几乎看不见,如将光强度增强可延长至700nm处。光谱带上最亮的地方在540nm处,比正常人向短波方向偏移了15nm,光谱上蓝和黄之间(约在493nm)看成没有彩色的地带称为中性点,整个光谱带上只看到黄和蓝两种色彩,将光谱上所有的红、橙、黄、绿部分都看成饱和度不同的黄色,将光谱上青、蓝、紫等各部分看成饱和度不同的颜色,由中性点向光谱两端过渡,两种颜色的饱和度逐渐增加。甲型色盲者主要特征是将亮红和暗绿看成相同。英国著名化学家和物理学家道尔顿(Dalton)是一个甲型色盲患者,他是第一个描述这种色觉异常的人,故红_绿色盲又称为道尔顿氏色盲。
乙型色盲者看整个光谱带也只有黄和蓝两种颜色,光谱上最亮的地方与正常人相比略微移向橙色区,大约在560nm 左右,中性点在497nm。乙型色盲者主要特征是区分不出亮绿和暗红,都将它们看成黄白色。
丙型色盲者看整个光谱带只有红绿两种颜色,光谱的蓝紫端缩短,光谱最亮之处在黄色区(约560nm处),光谱上有两个中性点,一个在黄区(580nm处),一个在蓝区(470nm处),有的丙型色盲者在光谱中只见到一个中性点,在黄区(570nm 处),丙型色盲者的特征是黄-绿和蓝-绿分不清,紫和橙红分不清,都看成是灰色。
红色盲和绿色盲二者各大约占男性人口的1%,蓝-黄色盲者约占男性人口的0.002%,且多数是由视网膜疾病造成。
全色盲者只有明亮感觉而无颜色感觉,就如同我们正常颜色视觉的人用黑白电视机接收彩色电视节目一样,看不到颜色,只看到不同的明度和对比。全色盲者的视网膜缺省锥体细胞或锥体细胞功能丧失,主要靠杆体细胞起作用。全色盲一般都是先天性的,由于视网膜中缺乏锥体细胞,故缺乏视网膜中央区的中央视觉,所以全色盲者的视锐度都很低。这种色盲者比较罕见,只占人口的0.002~0.003%。