눈에 의한 상 형성

눈은 물체가 방출하거나 반사시킨 빛을 모으고 그것을 망막에 초점을 맺어 상을 만든다. 이러한 물체의 상을 맺는데 각막과 수정체의 복합된 굴절력이 동원된다. 이러한 눈의 굴절력의 대부분이 수정체보다 각막에 기인한다.

이는 빛이 공기로부터 눈에 도달하고 각막이 주로 물로 이루어져 있다는 점에서 기인한다. 상당한 정도의 굴절이 일어나게 되는데 이는 빛이 공기보다 물에서 매우 천천히 진행하기 때문이다. 

각막에 의한 굴절

물체에서 발산하여 평행하게 도달한 빛이 각막을 가로질러 때리게 된다. 그럼에도 이 빛을 하나의 점으로 볼 수 있는 이유는 가감ㄱ에 도달한 빛을 망막에 작은 한 점으로 초점을 맺기 위해 굴절을 이용하기 때문이다.

빛이 관통하는 속도가 더 느린 매질로 들어갈 때, 두 매질 사이의 경계에 대해 수직한 선의 방향으로 휘어진다는 것을 생각, 

각막에 도달해 부딪혀 공기로부터 방수 쪽으로 들어갈 때의 상황에 적용된다. 그림에서와 같이 각막 표면에 수직으로 눈에 들어간 빛은 망막으로 일직선으로 진행한다. 그러나 수직이 아닌 각을 이루며 각막의 휘어진 표면에 부딪힌 빛은 휘어져 망막의 뒤쪽에서 수렴하게 된다. 평행하게 들어온 이, 굴절이 일어난 표면으로부터 그 빛이 한 점으로 수렴된 곳까지의 거리를 초점거리라고 한다. 

많이 휘어진 각막일수록 초점거리는 짧아지게 된다. 

만일 우리가 공기를 눈 속 구조물들과 같은 속도로 통과하는 매질로 바꾼다면, 각막의 굴절력은 사라지게 될 것이다. 이것은 물속에서 눈을 뜰 때 사물이 흐릿하게 보이는지를 설명해준다. 

수정체에 의한 원근조절반사

각막뿐만 아니라 수정체 또한 굴절력을 더한다. 그러나 수정체는 9m 내에 위치한 사물에 대한 정확한 사을 만드는 데 관여한다는 점이 더 중요한 기능이다. 가까운 곳에 물체가 위치한 경우, 그 물체에서 나오는 빛은 눈에서 볼 때 더 이상 평행한 빛이 아니다. 이는 분산되는 빛이라 볼 수 있는데, 이를 초점에 맺게 하려면 더 큰 굴절력이 필요하다. 이렇게 부가적인 굴절력이 수정체에 의해 제공되는 과정을 원근조절반사라고 한다.

동공반사

각막과 수정체 (굴절) 외에 동공 또한 주위의 다른 수준의 빛에 끊임없이 적응함으로써 눈의 광학 기능에 일조한다. 

동공반사는 망막과 동공을 수축시키는 기능을 하는 근육을 지배하는 뇌간에 위치한 신경세포 사이의 연결을 통해 이뤄진다. 이러한 동공반사의 흥미로운 특징은 공감성 consensual 이라는 것이다. 한쪽 눈에만 빛을 비춰도 양쪽 눈의 동공은 모두 수축한다. 맞동공반사의 소실은 심각한 신경 질환의 징후로 여겨진다.

시야

눈의 구조와 머리의 위치가 한 번에 볼 수 있는 세계를 제한한다. 

망막에 맺히는 상은 상하좌우가 뒤바뀌어 상을 맺는다.

시력

서로 가까이에 있는 두 점을 서로 구분할 수 있는 눈의 능력을 시력이라고 한다. 이는 망막의 광수용세포의 분포와 눈의 굴절의 정확도에 의해 결정된다.

눈의 결절점을 통해 망막에 맺힌 물체의 상의 망막 내 거리를 시각각으로 기술한다. 어느 정도의 시각각에 의해 떨어진 점들을 구별할 수 있는지를 통해 시각능력을 평가할 수 잇다.