虹が出るのを見た - 知覚動詞「see」

I saw a rainbow appear.

画像提供:写真素材 足成

「動詞(see, hear, feel, etc) + O + 不定詞」の形を取り、
「Oが、〜(不定詞)するのを、見る、聞く、感じる」という意味になる動詞のこと、
を知覚動詞と言います。

この場合の「saw(seeの過去形)」がそうです。
「I saw a rainbow appear.」で「虹が出るのを見た」という意味になります。