在自然界的竞争中，人类的成功有赖于我们的大脑。尽管大脑只占体重的2.5%，它却消耗了全身约25%的氧气，说明它是能耗最大的器官。
令人惊讶的是，我们大脑的约65%用来处理从眼睛收集的信息。若将大脑比作人体的中央处理器（CPU），那么眼睛就占据了65%的内存。
眼睛占用如此多的内存，其实与一些功能强大的电脑软件类似——功能越强大，对内存的需求就越高。
那么，眼睛究竟有多强大呢？
眼睛的奇妙事实
人类的眼睛堪称第二强大的器官，仅次于大脑。其中一个原因是眼睛的发育从出生时起就已完成，眼球的大小在出生后不再发生变化。
图源：che
为了配合眼睛的强大功能，人体内最强壮的肌肉就是那些控制眼球移动的肌肉，其力量比其他肌肉强大100倍。
尽管我们常常感到眼睛疲劳，需要休息，但实际上眼睛从未真正休息，无论昼夜，它始终在工作，真正需要休息的是眼部的肌肉。
眼睛的“硬件”功能固然众多，但它们的复杂程度远不及眼睛的功能！
眼睛的主要作用是成像，它将周围的光线转化为图像传送至大脑，随后大脑会对这些信息进行分析，并指挥其他身体部位做出反应。
图注：凸透镜成像原理
眼睛是如何成像的？
眼睛的成像机制类似于
凸透镜成像
，但眼睛并非单纯的凸透镜，而是一个极其复杂的系统。
当光线进入眼睛后，会经过角膜和晶状体等多个眼部结构的折射和调节，最终在视网膜上形成图像。
这种光线汇集成的图像被称为
实像
，其特点是图像是倒立的，因此
我们的眼睛实际上向大脑传输的是倒立的世界
由于大脑会对这种倒立的图像进行适应，所以我们并不觉得自己生活在一个倒立的世界中。事实上，如果我们长时间以倒立姿势观察世界，大脑也能适应这种“倒立视角”。
图注：凸透镜的成像规律
凸透镜成像的另一大应用是照相机，因此人们常将眼睛与相机进行对比。
尽管这两者难以真正比较，但为了展示眼睛的强大，我们可以进行简单的像素对比（尽管可能并不完全公平）。
现代数码图像分辨率常用像素数量来表示，例如一些手机能拍摄分辨率达到12032*9024的图像，这张图片的像素总数超过1亿，相当于手机摄像头具有1亿像素。
那么，人眼的“像素”是多少呢？
科学家兼摄影师罗杰·克拉克（Roger Clark）博士认为，
人眼的数码图像分辨率为5.76亿像素[1]。
他的计算方法比较简单：根据人眼的视力，在良好光线下，我们能分辨0.6角分的间隔，因此他计算了0.3角分（垂直和水平方向）的等效像素。
每只眼睛的水平视野角度在120°到180°之间，垂直视野角度约为60°，因此双眼合计可以拍摄分辨率为120 * 120 * 60 * 60的照片。
像素大小可以随意定义，源：小7的背包
在上述情况下，每个像素的大小是0.3角分，所以两只眼睛“拍摄”的图像像素数是120 * 120 * 60 * 60 / (0.3 * 0.3)，结果为5.76亿。
尽管我们常说人眼的像素为5.76亿，这个数据其实具有一定误导性。
由于进化的局限，我们的眼睛虽然能够观察较广的视野，但只能清楚地识别中心区域的细节，而对周围的细节关注主要是对运动物体的检测。
这种进化有助于我们专注于猎物，同时用周围的视野来警惕捕食者。周围视野不需要过于清晰，只要能察觉到运动即可。
在某些国外论坛上，一位专家根据人眼的视角制作了一张人眼“拍摄”的图片，大致如下：
眼睛拍摄的图像大概是这样，源：cambri
眼睛在中心20°的范围内能保持图像清晰，而超出这个范围后，图像变得模糊，因此实际像素远低于5.76亿，大约在500万到1500万像素之间。
像素的高低并不重要，关键在于眼睛能够辨别0.6角分的细节，同时还能识别大约500种灰度，而计算机屏幕上的RGB颜色模型通常只能显示256种不同的灰度。
图注：两只眼睛的深度感知
双眼协作的奇迹
虽然眼睛的成像能力令人印象深刻，但它们只能生成平面图像，或称2D图像。
显然，
我们生活在三维世界，但眼睛仅能呈现二维的图像
。真正感知“深度”依赖于大脑以及双眼的配合。
许多捕食者的眼睛通常位于前方，这种进化方向有助于产生
立体视觉
，通过双眼同时向大脑传输图像，大脑能够推算出物体的距离。
由于双眼之间存在一定距离，每个视网膜生成的图像略有不同，大脑通过这种差异计算出“深度”。
这种立体视觉在5米以内的距离效果最佳，超过此距离，大脑会依赖物体的相对大小和运动来估算“深度”。
图源：Michael Gäbler
多数食草动物的眼睛位于两侧，因此很多人认为食草动物的深度感知能力较差，至少无法像人类一样感知丰富的世界。
可以看出，眼睛收集的大量信息需要大脑进一步处理，这也解释了为何眼睛对大脑的“内存”占用如此之高。
眼睛的进化堪称奇迹，达尔文也对眼睛的进化表示困惑，并承认眼睛通过自发突变和自然选择进化的说法“荒谬”。
这就是自然界的奇妙之处！
参考资料：
[1]clarkvision.Notes on the Resolution and Other Details of the Human Eye