第1章
視力表示與視力表原理
視覺是光感受器接收外界的刺激而產生反應，刺激的型態為光線，光線由不同的波段組成。感知的內容包括：光覺、色覺、深度、運動與空間感等。光感受器有特異性，對於特定頻率的光刺激敏感，人的可見光波段介於380 nm～700 nm，如圖1-1。對亮度感受範圍廣，眼睛感受亮度的範圍從最亮到最暗的可感受亮度差異可達1013倍（Kalawsky, 1993）。眼睛感知物體狀態稱為能見度（Visibility）；而辨視物體細微能力稱為視力（Visual acuity）。除了色彩因素外，影響視覺能見度及視力的主要因素為：物體尺寸、亮度、對比及時間。正常的視力依賴視軸的對正、角膜與水晶體的清澈度，以及視網膜上感光細胞的狀態。而在感光細胞接受到視覺刺激的訊號後，經過視覺傳導路徑最後會到達大腦V1初級視覺皮質區。視神經系統中大細胞始於網膜桿狀細胞，訊息傳遞快，對明暗對比刺激較為敏感，對顏色刺激較不敏銳，到大腦V1區後通向頂葉，與運動皮質和感覺皮質交匯，執行立體視與運動視覺相關訊息；小細胞始於錐狀細胞，訊息傳遞較慢，對明暗刺激較不敏感但對顏色刺激敏感，到大腦V1區後通向顳葉，與色彩辨別和精密辨識有關的視覺功能。
第一節　視力表示
視力是透過眼睛接受刺激和大腦一起完成的認知，人眼並不能完全分辨光譜上的所有波長，也無法分辨形體過小的物體，例如：細菌、微生物等微小生物，已超過人眼辨識的極限，必須依靠輔具儀器來觀察。人眼對物體的分辨度通常用視力作為表示，而能夠區分取決於物體在視網膜上對應的成像，即為感光細胞能夠分辨物體兩點對眼睛的最小夾角，稱最小分辨角。視角越小表示視力越佳，所以常常用視角的倒數來表示視力值。決定人眼的分辨率包括：光感受器的排列、光波動理論、環境因素和視覺障礙等等。
一、光感受器的排列
黃斑部中心小凹內是錐狀細胞最多的位置，錐狀細胞直徑約為1.5 m，細胞間的空隙為0.5 m，所以兩個錐狀細胞中心的距離約為2 m，一個錐狀細胞與相鄰兩個錐狀細胞中心距離為4 m，如圖1-2。用眼睛節點距離中心小窩的距離16.67 mm計算，兩個錐狀細胞中心對節點的夾角為49秒角。因為人眼利用相隔一個視錐細胞的兩個視錐細胞受到刺激，才能夠區分。因此，受到視網膜細胞大小的限制，理論上光感受器能區分的極限為49秒角，但還是有個體差異存在。最小視角的大小，根據視網膜上單位面積所包含的感光細胞數量而定，細胞體積愈小或是密度愈大，細胞間距越小，所測得的最小視角也越小。因此，黃斑部的中心小窩因為錐狀細胞最為密集，視力值最佳，離中心小窩越遠，視力也就越為下降。同樣的，若是因為某些眼疾造成視網膜視的錐狀細胞數量下降或連接不佳，都會影響到視力品質。
三、環境因素
包含物體的尺寸、環境的亮度、物體的對比和精密度等等。一般而言，物體愈大對於視覺愈容易，此處表達並非物理尺寸的大小，而是在距離考量下的相對視角大小（Angular size）。亮度較高較容易刺激眼睛反應。光的通量單位為流明（lumen, lm），光投射到單位面積上的光通量為照度，每平方米接受1流明的光通量時，稱為照度1勒克斯（lux, lx）。亮度為眼睛觀察物體明亮的感受，視網膜的照度常用亮度表示，亮度的單位為cd/m2，指單位面積所接受的光通量多寡。對比定義為物體與其背景的亮度差異。在照度相同的情況下，例如：白底黑字或黑底白字，即為物體（黑字）與背景（白紙）的高差異度，差異愈大愈易觀看。對比越低需要愈高的照度來幫助，通常對比減少1%，亮度必須增加10～15%光量。
四、視覺障礙
有些眼疾病會突然影響單眼視力，例如：虹膜炎、急性青光眼；或視網膜動靜脈阻塞、玻璃體出血和黃斑部出血等。雙眼突然視力減退可能由於視神經炎或藥物中毒引起。而眼睛屈光系統的疾病或外傷，也有可能影響視力值，角膜方面的問題，如：角膜炎、外傷、圓錐角膜等；水晶體方面的問題，如：白內障；以及玻璃體混濁等等。