Обе способности глаза могут быть характеризованы количественно указанием тех наименьших значений разностей фотометрических величин, относящихся к наблюдаемым поверхностям, которые могут быть замечены глазом при различных условиях наблюдения; с этими величинами связаны другие характеризующие свойства, как, например, пределы разрешения наблюдаемых близких точек и т. п. Все эти количественные характеристики свойств глаза остаются неизменными для одного и того же глаза. Их значения зависят от освещенности окружающих предметов, от яркости наблюдаемого предмета, от местоположения изображения на сетчатке от предшествующих наблюдению обстоятельств; одновременное раздражение другого органа чувств, например, звук также влияет на зрительное восприятие.
Обратимся к более сложному случаю периодически изменяющегося светового раздражения глаза, когда раздражение создается двумя световыми потоками различной цветности, периодически сменяющими один другого с большим числом смен в 1 сек. Если число перемен цвета за одну секунду не велико, то глаз воспринимает смену оттенков, отчетливо различая их. При постепенном увеличении числа перемен обоих цветов в 1 сек. глаз перестает различать их в отдельности; наблюдаемое поле представляется окрашенным всегда в один и тот же фон, образуемый смешением обоих цветных потоков, но при этом обычно наблюдается мелькание или мерцание освещенного поля. Изменяя насыщенность одного из смешиваемых во времени цветных потоков, можно устранить это мелькание, не увеличивая числа перемен в 1 сек.; мелькание прекращается, когда яркости обоих цветных полей, сменяющих одно другое, одинаковы. Конечно, тот же результат может быть получен посредством увеличения числи перемен двух цветов в 1 сек., но необходимое для этого число перемен всегда, больше того, какое необходимо для слияния обоих цветовых восприятий в одно восприятие сложного соцветия.
Многочисленные, тщательно выполненные исследования описанного явления при смешении двух тонов во времени показали, что при соблюдении различных предосторожностей это явление может быть применено для фотометрирования, т. е. для сравнения яркости различных оттенков. Получаемая точность результатов лишь немногим уступает точности сравнения яркости двух цветов посредством постепенных, ступенчатых сравнений сначала яркости данного тона с ближайшим к нему, мало отличающимся от него, далее — насыщенности этого ближайшего цвета с яркостью следующего, близкого к нему, и так далее — до второго цвета.
Фотометры, основанные на принципе смешения цветов во времени, называются мелькающими или мигающими фотометрами. Для получения хороших результатов измерений с такими фотометрами необходимо иметь наблюдаемое поле с яркостью не менее 25 апостильбов; угловая величина диаметра наблюдаемого поля, на котором происходит смена сравниваемых цветов, не должна превосходить 2°; это поле должно быть окружено фоном той же насыщенности с угловым диаметром около 25°.
Результаты измерения получаются более точными, если частота перемен оттенков возможно меньше отличается от критической, при которой глаз перестает воспринимать оба цвета отдельно.