Oczom potrzebne jest światło, by mogły zaopatrywać wizualne centrum w mózgu koniecznymi informacjami, które następnie w ciągu ułamka sekundy układają się w drzewo, kota czy zachód słońca. Widzenie jest złożonym procesem, którego podstawę stanowią bodźce świetlne. Światło to elektromagnetyczne promienie o zróżnicowanej długości fal.

Od wszystkiego co widzimy – drzew i domów, gwiazdy na scenie i gazety – odbijane jest światło. Odbite promienie świetlne trafiają najpierw na rogówkę, przechodzą przez źrenicę, trafiają następnie na soczewkę oka, przedostają się przez galaretowaty płyn we wnętrzu oka, by w końcu dotrzeć do siatkówki w tylnej części oka. Tutaj światło przekształcane jest w bodźce nerwowe, które poprzez nerw wzrokowy docierają do mózgu. Obraz powstaje dopiero w głowie. A wszystko to dzieje się z „prędkością światła”!

Abyśmy mogli zobaczyć ostry obraz, oko musi skupić promienie świetlne na siatkówce w jednym ognisku. Dlatego nasze oko często utożsamiane jest z kamerą. Czy jednak porównuje się samochód wyścigowy z hulajnogą? Układ optyczny naszego oka funkcjonuje wprawdzie jak kamera, która wpadające przez soczewkę i przesłonę światło utrwala jako obraz. Ale dopiero na siatkówce rozpoczyna się cud widzenia i dopiero w mózgu powstaje obraz taki, jaki widzimy. W procesie tym ważną rolę odgrywają również doświadczenia i emocje.

Na układ optyczny naszego oka składają się rogówka, ciecz wodnista, soczewka oka i ciało szkliste. Te części oka wspólnie działają tak jak soczewka skupiająca o o sile łamiącej około 60 dioptrii lub – by pozostać przy przykładzie kamery –o ogniskowej długości około 22 mm. Ostry obraz powstaje w wyniku skupiania wpadającego światła. Światło wędruje – odbite od oglądanego przedmiotu – przez źrenicę, która dzięki odruchowi źrenicznemu tak jak przesłona kamery może zmieniać wielkość otworu, do tylnej części oka w kierunku siatkówki. Na tej drodze światło skupiane jest w jednym punkcie przez układ soczewek składający się z rogówki, cieczy wodnistej, soczewki oka i ciała szklistego.

Na drodze od światła do obrazu promienie trafiają więc najpierw na gałkę oczną, mówiąc dokładniej na lekko wypukłą, przezroczystą rogówkę. Krzywizna rogówki w mniej więcej dwóch trzecich ma udział w załamaniu światła.

Nikt nie potrafi jednocześnie widzieć ostro przedmiotów położonych daleko i blisko. Tylko to, na czym dokładnie skupimy wzrok, widzimy najbardziej ostro. Takie dopasowanie do różnych odległości – chodzi tutaj o akomodację – zawdzięczamy idealnej współpracy soczewki oka i mięśni rzęskowych.

Soczewka oka zawieszona jest na pierścieniowatym mięśniu na delikatnych, podobnych do szprych, włóknach obwódkowych. Podczas patrzenia w bliży mięsień rzęskowy napina się, soczewka przyjmuje swój pierwotny, okrągły kształt i w ten sposób osiąga większą zdolność skupiającą. Wpadające światło jest więc silniej załamywane. Podczas patrzenia w dal proces ten przebiega odwrotnie: mięśnie rzęskowe rozluźniają się, włókna obwódkowe spłaszczają soczewkę, która w mniejszym stopniu załamuje wpadające prawie równolegle światło. Mięśnie rzęskowe zmieniają więc krzywiznę soczewki oka i w ten sposób mają wpływ na siłę łamiącą układu soczewek.

Wszystko to dzieje się automatycznie bez udziału naszej woli: siła łamiąca zmienia się płynnie. Wraz z wiekiem elastyczność soczewki oka jednakże zmniejsza się. Następstwem jest starczowzroczność (prezbiopia), którą przy pomocy okularów do czytania lub okularów progresywnych można łatwo skorygować.

Układ optyczny musi więc tak skupić światło, aby znalazło się ono w ognisku w dołku środkowym siatkówki. Na siatkówce światło trafia na komórki wzrokowe. To, co się tam dzieje, można porównać z cudem: wiele milionów komórek receptorowych przygotowuje tutaj informacje dla naszego mózgu. Bodźce świetlne przetłumaczone zostają na chemiczny język bodźców nerwowych, które z kolei wywołują bodźce elektryczne, podróżujące drogą nerwową do mózgu. Obraz, który powstaje na siatkówce, nie jest tym obrazem, który my „widzimy”. Obraz siatkówkowy jest pomniejszony, strony są zamienione i świat stoi na głowie! Dopiero nasz mózg przywołuje świat „do porządku” i wszystko co się wydarzyło stawia z powrotem na nogi! Do dzisiaj nie każdy szczegół tego fascynującego procesu widzenia został już w pełni naukowo zbadany.

Na siatkówce znajdują się miliony komórek wzrokowych – pręciki i czopki. Pręcików jest znacznie więcej i są bardziej światłoczułe niż czopki. Pobudzane są już przy niskim natężeniu światła i przesyłają swoje bodźce do mózgu. Wraz ze słabnącym światłem zanika jednak ostrość szczegółów. Poza tym nasz świat szybko traci kolory, gdy robi się ciemno: wszystko staje się szare i nieostre. Im jest ciemniej, tym szerzej otwierają się źrenice, by złapać możliwie dużo światła. Jednocześnie obraz traci głębię ostrości. Dostosowanie się do ciemności nazywamy adaptacją. Spośród wielu kolorów człowiek rozpoznaje również przy słabym świetle barwę żółtą, gdyż dzięki kontrastowości z reguły wyróżnia się ona od otoczenia, żółty jest więc idealnym kolorem sygnałów świetlnych.

Widzisz kolor czerwony? Od powierzchni odbijane są więc promienie świetlne o długiej fali. Krótkie fale spostrzegamy jako kolor niebieski, te o średniej długości jako zielony. Jeżeli od obiektu odbijane są fale o różnej długości, zachodzi zjawisko syntezy addytywnej: powstają barwy drugorzędne, takie jak żółty, różowy, brązowy itd. Człowiek może spostrzegać i rozróżniać nawet do 5000 odcieni kolorów.

Drogami nerwowymi bodźce barwne docierają do mózgu, tam powstaje właściwe „odczuwanie” koloru. Leśniczy być może widzi zieleń lasu z inną intensywnością niż mieszkaniec dużego miasta? Emocje i doświadczenia również odgrywają rolę przy widzeniu kolorów. Czopki to specjaliści od kolorów, którzy reagują na określoną długość fali. Jeżeli wszystkie trzy rodzaje czopków zostaną pobudzone w równej części, widzimy kolor biały. Czopki i pręciki potrzebują odpowiedniego natężenia światła, by w ogóle zareagować. Powiedzenie „W nocy wszystkie koty są czarne” ma źródło w rzeczywistości: gdy jest za ciemno, świat wydaje się być bezbarwny, gdyż czopki przestały działać. Jeżeli brakuje jednego ze specjalistów – np. rodzaju czopka wrażliwego na kolor czerwony – mylą się kolory zielony z czerwonym i dana osoba cierpi wówczas na ślepotę barw.

Przymknij jedno oko: widzisz teraz tylko płaski obraz! Mimo to wydaje się on być przestrzenny? Dokonuje tego nasz mózg: korzysta z doświadczeń i dajemy mu się nabrać na wrażenie przestrzeni. Jednym tylko okiem nie możemy widzieć trójwymiarowo. Potrzebujemy obojga oczu, które idealnie ze sobą współpracują. Nasze prawe oko widzi obraz trochę bardziej z prawej strony, lewe oko trochę bardziej z lewej – i znowu to właśnie mózg układa w całość „prawidłowy” i przestrzenny obraz.