在人眼中的视网膜由三层细胞组成，其中的第一层为感光细胞层，感光细胞层有两种细胞，分别是椎体细胞和杆体细胞。椎体细胞有精细的分辨能力，所以能很好的分辨颜色，但对明暗不敏感；杆体细胞对明暗敏感，但没有分辨颜色的能力。因此，这两种细胞分别赋予了我们人眼感觉明暗和色彩的功能。

然而，人们一直在对人眼是如何分辨颜色的机理作更深入的探索，在十九世纪分别形成了扬-赫姆霍兹三原色学说和对抗色理论，1971年，Vos和Walraven根据以上两种学说提出了阶段性学说。

一、  扬-赫姆霍兹三原色学说

扬-赫姆霍兹三原色学说假设人眼视网膜上有三种神经纤维，对应红、绿、蓝三原色，每种神经纤维的兴奋都引起对应的一种原色的感觉。光照射到视网膜时，三种神经纤维根据光包含的波长呈现不同的兴奋，人眼就形成了特定的色彩感觉。

经过多年的研究，近20年来，发现人眼视网膜上确实有三种不同类型的椎体细胞，分别含有不同的视色素，起对应的光谱吸收峰分别是440nm~450nm、530nm~540nm、560nm~570nm。

二、对抗色理论

对抗色理论又称为四色学说，其假设视网膜中有三对视素：白——黑、红——绿、黄——蓝。这三对视素有两种对立过程，分别是建设（同化）、破坏（异化）。

有光：白——黑被破坏，产生白色感觉；

       无光：白——黑被建设，产生黑色感觉；

       红光：红——绿被破坏，产生红色感觉；

    绿光：红——绿被建设，产生绿色感觉；

    黄光：黄——蓝被破坏，产生黄色感觉；

    蓝光：黄——蓝被建设，产生蓝色感觉。

三、阶段学说

Vos和Walraren在1971年提出了阶段学说，认为颜色视觉过程可以分为几个阶段：第一阶段是视网膜上的杆体细胞对亮度产生感应和和三椎体细胞对红、绿、蓝产生颜色感应；第二阶段是三椎体细胞感应到的红、绿、蓝颜色中，红、绿的一部分合成黄色，剩下的组成红——绿对，合成的黄与蓝组成黄——蓝对；红、绿、蓝组合形成了明暗视觉。

经过以上的过程之后，神经将这些信息传递给大脑，形成了颜色感觉。