在开始飞行前，我们就知道自己的裸眼视力是否正常；也知道自己是远视眼还是近视眼，或者有其他的视觉毛病。作为飞行员，如果有佩戴矫正视力镜片的习惯，都知道在执行飞行任务时多带一副隐形眼镜或框架眼镜以备不时之需。但是实际飞行中的视觉效应远比理论复杂。
“看见”其实是这样一个过程：外部物体表面反射的光动能（图像）经过眼球表面的眼角膜传递映射到眼球内部的视网膜上，在将此转化成特定的可被大脑识别分析的信号。
△眼球解剖图
- 外部物体反射的光线通过眼角膜进入眼球，然后通过瞳孔继续向内传播。
- 瞳孔的张开（舒张）和闭合（收缩）是由虹膜控制的，如图中着色部分。瞳孔的功能类似于相机中隔板的作用：用于控制光的通过量。
- 晶状体位于瞳孔之后，作用是使通过的光线汇聚到视网膜上。
- 视网膜是眼球的内层，其上分布着视杆细胞和视锥细胞，是光感细胞。视网膜的作用类似于相机中的胶卷：记录图像。视锥细胞分布的集中程度大于视杆细胞，其主要集中于视网膜的中央直径约4.5毫米的区域内，而这片区域被称作黄斑部。在黄斑部的正中央有一片更小的凹形区域——视网膜中央凹，中央凹中只有视锥细胞。视锥细胞主要在白天和强光环境中发挥功效，主要负责视觉中央、辨认物体细节、区别颜色以及分辨物体的远近。
- 视杆细胞主要分布在视网膜的外围——这部分对光线的敏感程度比视网膜中央凹强10000倍。视杆细胞主要在弱光和夜间发挥功效，主要负责周围视觉以明确相对位置，其中包括物体（固定或移动的）的灰度，但是不能观察物体的细节也不能区分颜色。
- 进入眼球的光能（图像）通过视锥细胞和视杆细胞转化成电信号，再以视神经为载体传送到大脑后域（枕叶）。这部分大脑将电信号转化成感觉像，也就是人们实际所见到的图像。
▽盲点解析
（遮住左眼并将右眼的注意力集中在图中瞄准符号内。将图片移向自己直到右侧飞机消失）
在每个眼球后部，视神经和视网膜相连的区域被称作视神经乳头，这些区域内完全没有是视锥细胞和视杆细胞，因此这些区域就是眼睛的盲区。
在正常的双眼观察的条件下，盲区的影响并不大，因为物体不可能同时处于双眼的盲区中。另一方面，如果一只眼睛的视野被物体挡住（风挡柱），那么目视目标（另一架飞机）就可能落入视野盲区内不能被观察到。
▽夜盲区
（在中央视野中5-10度的范围内存在夜盲区）
在外部照明条件弱的情况下，由于视网膜上缺乏足够的视杆细胞，所以会出现“夜盲区”，这片区域大致出现在在视野中央5-10度的范围内。因此，在夜间可能无法直接观察到某一位于“夜盲区”的物体，或者在首次观察到后丢失目标。
▽视网膜中央凹
视网膜中央凹是黄斑区正中央一小块凹陷的区域，该区域是视锥细胞富集区域，没有视杆细胞的存在，这也是我们视觉最犀利的地方。正常的视野通常是分为垂直和水平两个方向的，垂直方向上能达到约135度，而水平方向上能达到约160度，只有视网膜中央凹区能够准确清晰地将精确对焦的图像信息传输给大脑。视网膜中央凹区的视野范围很小，是一个只有约1度范围的扇形区域。
为了更好地理解1度的视野的大小，也为了更直观地展示这一场景，可以拿一个一元的硬币贴在玻璃上，比如窗户上。然后后退4 ½英尺，闭上一只眼睛。此时观察到的硬币的视野就是1度左右的视场，接近于视网膜中央凹的视野范围。
现在已知我们的视野远大于1度的范围。但是，你是否知道在（黄斑）中心凹锥（体）之外你又能注意到多少细节呢？比如，在与黄斑中心凹椎同轴的10度椎体范围之外，你所能注意到的细节只有中心凹椎视野能观察到的细节的1/10左右。还是以正面飞来的飞机为例，用中央凹锥视野范围观察的话，能在5000英尺开外地方发现飞机，但是如果用外围视野观察，只有当飞机飞到500英尺左右的距离时才能发现。
再举一个例子：中央视野能清楚发现7英里外飞来的飞机；但是，当使用外围视野（中央视野之外）发现同样方式飞来的飞机时，飞机离观察者只有0.7英里了。这就是为什么你最初学飞的时候，你的教员会不停提醒你“扭头观察”，以使双眼扫描更广阔的外部空间以及时察觉前方可能飞来的其他飞机。
▽视觉的种类
- 昼间视觉 在白天或是人造亮度高的环境中，眼睛主要依赖中央视觉（中央凹锥区域）发现和识别图像细节并区分物体颜色。
- 过渡视觉（黄昏黎明视觉）。在黎明、黄昏、或是只有月光环境中，视觉的灵敏度以及对颜色的区分能力会减弱。在这些情况下，为了保持正常的视觉能力，需要中央视野（中央凹锥区域）和外围视野（视杆细胞）相互配合。
- 暗视觉（夜间或微光视觉）。 在夜间、月光不明朗或是人造亮度低的环境中，中央视野（中央凹锥区域）会失效，表现为无法保持视觉灵敏度也无法识别物体颜色。在这样的情况下，如果直接注视某个物体数秒，物体的图像会完全消失（夜盲点）。在黑暗环境中外围视野（非中央区域扫描）只提供观察非常灰暗的物体的能力。
影响视觉的因素
- 物体尺寸越大，外部光照度、对比度、观察时间以及大气纯净度越高，被观察的物体越清晰。
- 在白天，物体距离虽远但是也能有很好的分辨率。在夜间，识别灰暗物体的距离会缩短而且分辨率也不佳。
- 即使能见度在VFR最低标准之上，因为烟、雾、烟雾、霾、尘、冰霰等，以及一些其他的气象条件，地表参照或物体边界会变得模糊。有的机场位于广阔水域附近或是人烟稀疏的地方，这样的地方几乎没有明显的地标参照，尤其容易出现这样的现象。在跨水、夜间和低能见度环境中运行时，都会有缺乏地平线或地标作为参照的风险。
- 外部光照过强，尤其是从驾驶舱座舱盖、飞机内部光洁表面、云层、水面、积雪以及沙漠地表反射来的强光会导致人眼不适而出现斜视、流泪甚至短时致盲。
- 裸眼屈光不正常比如近视（对远处物体聚焦不完全），远视（对近处物体聚焦不完全），散光（角膜厚度不一导致物体的反光通过角膜各子午线的曲折率不一致），老花眼（由于年龄导致的无法对近处物体完全聚焦）。
- 自我施压比如，使用药物，饮酒（包括宿醉的影响），吸烟（包括戒烟），低血糖以及睡眠缺失/疲劳会严重影响视觉。
- 在低压环境中飞行而不供氧（白天在10000英尺以上，夜间在5000英尺以上）都会导致缺氧而削弱视觉。
- 其他一些会对视觉造成负面影响的因素还包括：风挡玻璃起雾，驾驶舱以及/或其他工具反光，使用的工具表面污损，使用驾驶舱红灯照明，驾驶舱环境控制系统功效不足（温度和湿度），不当使用墨镜和/或视力矫正镜片和/或隐形眼镜，以及在飞行过程中长时间保持视觉负荷。
对焦
眼睛本能性地对焦对于飞行安全至关重要。要知道的是，正常的眼睛也需要数秒时间才能完成近距（图表阅读）、中距（仪表监控）和远距（交通态势观察以及获取外部目视参考）对焦的转换。
疲劳会导致对焦不完全，会使眼睛观察高于或低于目标，同时也会影响飞行员在近距、中距和远距之间快速转换注意力的能力。最常见的视觉疲劳现象包括但不限于：视力模糊、持续流泪、眼皮沉重感、额眶头痛、烧灼感或干涩。
在没有确定的参照物的情况下，远距对焦能力会迅速衰减。如果是在开放水域上空或朦胧的环境中飞行，地平线会很模糊，在夜间云层间飞行时也是同样的道理，在大约60-80秒后，远距对焦就进入了休息状态。
如果真的没有什么需要眼睛对焦观察的物体,眼睛会自动恢复到中距对焦状态（10-30英尺）。这就意味着实际上你相当于什么都没看，这很危险！解决办法就是让双眼调整回远距视觉。将注意力集中到你所能看见的最远的物体上，甚至可以盯一下翼尖。我们建议你在将注意力转移到飞行方向正前方的天空中扫视之前，先按照上述方法恢复一下。在扫视的过程中也请确保自己有重复重新对焦过程。
暗适应或夜间视觉适应
暗适应是眼睛为了在外部光照条件弱的环境中为了达到最佳夜间视觉而进行适应的过程。在最暗的环境中，眼睛大概需要30-45分钟的时间来完全适应环境。一开始所处环境光照越弱，眼睛进入完全黑暗并适应的过程就越短。为了将暗适应转化所必须的时间尽量减小并长期保持，你应该：
- 避免吸入香烟中或尾气排放中所含的一氧化碳
- 从食谱中获取足够的维生素A
- 将驾驶舱中仪表显示亮度和照明调整至最暗
- 避免长时间处于强光环境中
- 夜间飞行高度大于5000英尺（MSL）时使用供氧设备
如果已经形成暗适应的眼睛暴露在亮光源中（比如探照灯、着陆灯、闪光等）超过1秒的时间，夜间视觉就会短时被破坏。但是飞机的防撞灯并不会破坏夜间视觉，因为间隔性的闪亮持续时间很短（少于1秒）。
扫视
防止空中相撞的重要手段是不断扫视天空中其他的飞机，所扫视的空域应当包含驾驶舱内全部可见范围。大多数人都对潜在的迎面相撞有着本能性的警惕。
实际上，有一个针对50起空中相撞事故的调查，结果表明其中仅有8%的事故是迎面相撞。而剩余的42%的事故都是同一航向的飞机相撞。所以航空器之间相互超越时发生相撞事故的概率是迎面飞来的航空器发生相撞事故概率的5倍以上，这不论是你超越其他航空器还是其他航空器超越你。
对于飞行员而言建立起一边有效扫视周围空域一边监控飞行仪表的能力是十分有必要的。你可以通过一系列快速连续的扫视将一连片的区域图像都反馈给中央（中央视锥凹区）视觉区。为了使扫视有效，应当左右来回进行。从正前方视野的顶端向下扫视直到视野底部。这应当是一种不断运动式的眼动方式。在每次短停应该持续至少1秒但是不超过2-3秒。
在外部光照条件弱的情况下发现并识别物体，应该避免直视被观察物体超过2-3秒（因为夜盲效应物体可能会消失）。正确的做法是使用非中央视野，先用大范围搜寻式眼动（上下左右各10度的范围）确定物体所在位置，然后小范围眼动将物体保持在视野中。为始终保持物体处于非中央视野区内，飞行员应该每隔2-3秒将注意力从一个非中央视点转移到另一个。
在夜间和低光照强度环境中之所以要使用非中央视觉是因为视杆细胞主要分布在视网膜的外围区域内，在视网膜中央（视网膜中央凹区）不存在视杆细胞。在夜间为提高运行的安全性，飞行员应该着力培养这种使用非中央视野区扫视的能力。
单眼视觉概述
如果一个飞行员只有一只眼睛（独眼），或是有效视觉灵敏度等效于独眼（比如：视力较差那只眼睛的最佳矫正视力低于20/200），如果有以下情况，就应该考虑根据67部（14CFR67.401）规定的特定程序对该飞行员进行医学认证：
- 独眼过渡适应期超过6个日历月；在适应期间，个人出现过视觉模糊以及失去平衡感。
- 通过依据FAA Form 8500-7制定的完整的视力评估，视力评估报告中应该清晰表明受检人的眼睛不存在影响其搜寻物体的稳定性的病理特征。
- 视力较好眼睛的裸眼视力达到20/200及以上，矫正视力能达到20/20及以上，使用的矫正镜片屈光度不超过±3.5。
- 受检人通过FAA医学认证的飞行测试
隐形眼镜概述
使用隐形眼镜使得航空人员能够达到远距视觉灵敏度要求的医学认证自1976年起就得到了批准。但是，为老年患者开发的单眼隐形镜片，即一只眼睛用于观察远处而另一只眼睛用于近处阅读，未经批准用于飞机驾驶。
一只眼睛用于观察远处而另一只眼睛用于近处阅读的单眼隐形镜片在航空中认为是不可接受的，因为这样要求飞行员不断转换自己的视野；这样一次只使用一只眼睛而压制另一只眼睛的视觉会使双眼视力和深度知觉受损。因为一次只用一只眼睛观察的状态并不是持久的，所以期间缺少永久性独眼视觉那样的必要过渡适应期，因此，在飞行中绝对不能接受单眼隐形眼镜。
眼镜该有的能力
作为飞行员，有责任保证自己的视觉能够胜任飞行任务——有良好的近距、中距和远距视觉灵敏度，因为：
- 在VFR运行中，要求飞行员在起飞、高度保持、导航和着陆期间远距视觉良好；
- 距视觉对于避免空中相撞至关重要；
- 查看图表、地图以及设置无线电频率等要求近距视觉良好；
- 检查飞机相关仪表要求近距和中距视觉良好。
了解自己视觉的长处和弱点。视觉上的变化可能是不知不觉中发生的，也可能是极迅速的。周期性地通过观察近处、中距和远处物体细节的方式有助于自查视觉灵敏度的变化。如果发现视觉能力有所变化，请将其与航空医学检查（AME）项目仔细比对。而且，如果你正在使用符合规范的框架或隐形眼镜，在飞行前请带一副额外的眼镜作为备份。请牢记：视觉是飞行员最重要的感官。
要点
- 注意力最敏锐的远距视觉仅能观察到1度的范围。
- 在10度锥形区域外视觉灵敏度会下降90%。
- 水平地扫视整个空域，而不仅仅观察飞机前方的空域。
- 与同方向飞行的航空器发生相撞的概率是与对头飞行的飞航空器相撞的概率的5倍。
- 避免自我施压，比如使用药物、饮酒、吸烟、低血糖、睡眠缺失以及疲劳。
- 在飞行期间不要使用单眼隐形眼镜。
- 夜间在5000英尺（MSL）及以上飞行时使用供氧设备。
- 任何飞行员都可能遇到幻觉。确保使用仪表设备对视觉进行确认证实。
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