我們認知中的「顏色」，本質究竟是什麼呢？人的眼睛又是用什麼樣的方式看到物體與光的呢？我們的周圍有各式各樣的顏色。不只是顯眼的東西、鮮豔的東西，某些乍看之下色彩沒那麼豐富的東西，之所以會讓我們深有感觸，也是因為顏色在這裡起了意想不到的作用。而不只是物體的顏色，人類本身，甚至是人與人之間的關係也深受顏色的影響。
人類的視網膜共有三種視錐細胞（L、M、S）。這三種視錐細胞產生的訊號傳送至大腦時，大腦可由這三種訊號的比例判斷事物的顏色。包含人類在內的靈長類皆擁有三種視錐細胞，為「三色型」色覺。但和多數靈長類不同，人類族群中有一定比例的個體擁有二色型色覺或變異三色型色覺。
過去很長的一段時間中，人們以為色覺障礙肇因於色覺發展遲緩，所以想試著摸索出一套治療方法。但後來人們發現視錐細胞的基因有多種基因型，進而了解到人類的色覺存在著多種形式。
現在的科學家們認為，不同的色覺型是遺傳上的個體差異。與血型類似，色覺類型來自基因組合，故存在個體間差異。造成色覺差異的因子相當多，故存在著多種不同的色覺型態。
無論如何，如果各種色覺型態之個體皆可辨識的色彩設計方式能夠普及的話，人們或許就不會將不同於多數人的色覺視為色覺障礙了。
擁有三種視錐細胞（L、M、S）之三色型色覺的人，可以識別約100 萬種顏色。另外，有一定比例的人，他們的L 視錐細胞或M 視錐細胞因突變而產生缺陷，使他們成為二色型色覺或變異三色型色覺。既然如此，會不會有一定比例的人擁有四種視錐細胞，屬於四色型色覺呢？
視桿細胞內有視紫質這種物質，而L 視錐細胞內有紅視蛋白，M 視錐細胞內有綠視蛋白，S 視錐細胞內有藍視蛋白，分別由紅視蛋白基因、綠視蛋白基因、藍視蛋白基因製造。色覺之所以和遺傳有關，也是這個原因。
與色覺有關的基因很多，其中，最著名的例子大概是紅視蛋白基因，其外顯子3 的第180 個胺基酸如果是絲胺酸的話，L 視錐細胞最敏感的光波長會是557 奈米（紅色）；如果是丙胺酸的話，最敏感的光波長則會是552 奈米（帶有橙色的紅色）。
在日本人與白人中，這個位置是絲胺酸的人占所有正常色覺者的比例分別為78% 和62%；是丙胺酸的比例則是22% 和38%。
如果出現對視蛋白影響更大的基因突變，使視錐細胞對光的敏感度大幅改變的話，可能會多出一種視錐細胞，從原本的三種(L、M、S) 變成四種。紅視蛋白基因與綠視蛋白基因位於X 染色體上，而女性有兩個X 染色體，可能會同時繼承了一個正常的等位基因與一個突變的等位基因，研究人員認為這可能就是產生四色型色覺的原因。
在一項基因分析的實驗中，研究人員以擁有四種視錐細胞的人為對象，請他們嘗試分辨各種被認為只有四色型色覺才能分辨的顏色差異。最後，24 人中只有一人可以分辨得出這些顏色的差異。
也就是說，基因型上有四種視錐細胞的人中，只有少數人擁有四色型色覺，原因至今尚不明確。不過透過試算，我們知道四色型色覺的人可以辨別出約一億種顏色。但可惜的是，那由一億種顏色所構成的世界會是怎樣的景象，三色型色覺的人們是永遠看不到的。
我們會用「爆青筋」來形容一個人憤怒到臉上浮現出靜脈的樣子，因為這時我們看到的靜脈是青色（藍色）的。然而立命館大學文學部的北岡明佳教授2014 年發表的論文指出，實際測定這個「青筋」的顏色時，卻發現它其實是帶著一點黃色的灰色。灰色的靜脈看起來之所以像是藍色，是因為皮膚色的補色藍綠色與灰色發生了加法混合，這又叫作「同時對比」。
「楊格亥姆霍茲的三色理論」是色覺研究中的權威學說，卻無法說明對比、殘像、適應等現象。德國的生理學家埃瓦爾德．赫林(Ewald Hering, 1834～1918) 基於對比、殘像等現象，於1874 年時發表了「對立色理論（四色理論）」。
赫林假設視網膜上有三種可接收成對顏色的視覺物質。當這些物質碰到光時，會發生生化反應，進而產生視覺。他將這三種視覺物質命名為白黑物質、黃藍物質、紅綠物質。當這三種物質發生異化反應（分解）時，我們會看到白、黃、紅等顏色；發生同化反應（合成）時，則會看到黑、藍、綠等顏色。
舉例來說，當我們看到皮膚色時，會產生白、黃、紅的視覺。此時，視網膜上的部分視覺細胞對於白、黃、紅的敏感度會下降，這種現象叫作部分適應。出現部分適應現象的細胞會影響鄰近細胞，使鄰近細胞對白、黃、紅的敏感度也跟著下降。此時，眼睛對皮膚色的補色──藍綠色的敏感度就會相對地上升。
▲本文節錄：【打動人心的色彩科學】一書
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