根據(jù)對視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的研究，目前認(rèn)為在人和大多數(shù)脊椎動物的視網(wǎng)膜中存在著兩種感光換能系統(tǒng)。一種由視桿細(xì)胞和與它們相聯(lián)系的雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等成分組成，它們對光的敏感度較高，能在昏暗的環(huán)境中感受光刺激而引起視覺，但視物無色覺而只能區(qū)別明暗；且視物時(shí)只能有較粗略的輪廓，精確性差，這稱為視桿系統(tǒng)或晚光覺系統(tǒng)；另一種由視錐細(xì)胞和與它們有關(guān)的傳遞細(xì)胞等成分組成，它們對光的敏感性較差，只有在類似白晝的強(qiáng)光條例下才能被刺激，但視物時(shí)可辨別顏色，且對物體表面的細(xì)節(jié)和輪廓境界都能看得很清楚，有高分辨能力，這稱為視錐系統(tǒng)或晝光覺系統(tǒng)（前述視敏度的測定實(shí)際是視錐系統(tǒng)視力的測定）。

證明這兩種相對獨(dú)立的感光-換能系統(tǒng)存在的主要依據(jù)是：①人視網(wǎng)膜中視桿和視錐細(xì)胞在空間上的分布是不均勻的，愈近視網(wǎng)膜周邊部，視桿細(xì)胞愈多而視錐細(xì)胞愈少；愈近視網(wǎng)膜中心部，視桿細(xì)胞愈少而視錐細(xì)胞愈多；在黃斑中心的中央凹處，感光細(xì)胞全部是視錐而無視桿細(xì)胞；與上述細(xì)胞分布相對應(yīng)，人眼視覺的特點(diǎn)正是中央凹在亮光處有最高的視敏度和色覺，在暗外則中央視力較差；相反地，視網(wǎng)膜周邊部則能感受弱光的刺激，但這時(shí)無色覺而清晰度較差。②兩種感光細(xì)胞和雙極細(xì)胞以及節(jié)細(xì)胞形成信息傳遞通路時(shí)，逐級之間都有一定程度的會聚現(xiàn)象（參看第十章），但這種會聚在視錐系統(tǒng)程度較小，在中央凹處甚至可以看到一個(gè)視錐細(xì)胞只同一個(gè)雙極細(xì)胞聯(lián)系，而這個(gè)雙極細(xì)胞也只同一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞聯(lián)系的情況，這種低程度會聚或無會聚現(xiàn)象的“單線聯(lián)系”，顯然是視錐系統(tǒng)有較高的精細(xì)分辨能力的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；與此相對照，在視桿系統(tǒng)則普遍存在多個(gè)感光細(xì)胞同一個(gè)雙極細(xì)胞聯(lián)系，而多個(gè)雙極細(xì)胞再同一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞聯(lián)系的會聚式排列；在視網(wǎng)膜周邊部，可看到多達(dá)250個(gè)視桿細(xì)胞經(jīng)少數(shù)幾個(gè)雙極細(xì)胞會聚于一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的情況；在這種情況下，當(dāng)然不能期待這樣的感覺系統(tǒng)有高的精細(xì)分辨能力。但這樣的聚合系統(tǒng)卻具有較強(qiáng)的總