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上一期介绍了人类眼睛的特征，本期将开始介绍动物眼睛的特征。由于资料过多，可能无法在一期中全部介绍所有动物眼睛的特征，因此需要分几期来进行。本期将以广角相机的角度，介绍不同动物眼睛在大视角方面的特点。
在动物界中，被捕者的视野角度通常比捕食者大（并非绝对）。对于被捕食者来说，它们的眼睛通常长在头的两侧，这样它们能够拥有尽可能宽的视野，比如兔子、水牛和羚羊。这些动物的两只眼睛通常可以独立转动，以增加视野范围，从而方便警戒捕食者和其他危险。某些鸟类即使保持眼睛不动，也可以实现360度视野。而捕食者的眼睛通常位于它们头部前方，这样可以产生双眼视觉和立体视觉，比如人、鹰、狼和蛇。然而，还有一些捕食者，尤其是某些大型动物，如蓝鲸和虎鲸，它们的眼睛却位于头的两侧。还有一些动物并不是严格意义上的捕食者，如果蝠和某些灵长类，它们的眼睛面向前方。这些动物通常需要精细的深度视觉来帮助它们提高抓取水果或树枝的能力。
双眼前视的动物通常需要联动使用两只眼睛，以获得更好的立体视觉效果。下面比较了鸽子和猫头鹰的视野范围，展示了典型的被捕食者和捕食者的区别。
鱼眼镜头
如果要谈论广角镜头，最有名的就是鱼眼镜头了。在所有动物中，鱼的视野最大，鱼眼的视野可达到160度至170度，甚至更大，如比目鱼的眼睛视野达到了270度。这是因为比目鱼长期生活在底层，对上方的敌人更加关注。鱼眼的位置也与人类大相径庭。人的双眼相对靠近，大致处于同一平面；而绝大多数鱼类的眼睛生在头部两侧，并突出于眼眶，这决定了它的视野比人类广阔得多。人类双眼尽管水平视角最大可达188度，然而，单眼舒适视野只有60度，即只能清晰地看到这60度范围内的物体，其余部分被称为“眼睛的余光”。
很多朋友可能觉得上面这图里的鱼有点眼熟,没错多宝鱼就是比目鱼的一种.
接下来我们介绍下鱼眼和鱼眼镜头之间的关系. 从下面这张图来看普通镜头很难记录180度的景物
鱼眼利用了特殊的折射.由于水的折射率比空气大，光线从空气进入水中，折射角比入射角更小，并且入射角越大，这个变小的程度也越大。这正好是我们所需要的特性。由于这个特性，使得水下的鱼在向上看的时候，能一眼看到整个水面上的这个半球形空间；这整个空间的影像，都被「扭曲」、「压缩」到了一个半顶角约为 48° 的锥形内。
在这个锥形空间内部，是来自水面上的空间的光线，在这个锥形外部，是来自水面下景色的反射。也就是说，在水下向上看，在一个圈之外，只能看到水底的景色；所有水面上的景色，都被压缩在一个圈内。这个圈，也叫「斯涅耳窗口（Snell's window）」 （图片来自 Snell's window）
镜头成像相当于进行了一次投影变换。那么鱼眼镜头是一个什么变换呢？首先来看下，鱼眼镜头的变换，需要有什么样的特性。
第一 镜头的FOV要大。对于某一个入射角，经过镜头之后射向成像面的出射角，一定是要小于入射角的。否则没办法在一个相对较小的范围内记录极大的视角。
第二，最好这个变换有比较良好的性质。这一点比较模糊，什么叫「良好的性质」？比如说普通镜头对应的射影变换，就有良好的性质，经过射影变换后，很多几何特征能保持不变，直线还是直线、圆锥曲线还是圆锥曲线。所以希望鱼眼镜头对应的这个变换，也能够保持一些几何特征不变。比如，变换前后，圆还是圆；比如，变换前后，一块空间所占的立体角不变。
第三，最好这个变换的形式比较简单。简单的形式方便让人从成像中直接观测、推断，而不用经过复杂的运算才能看出拍的是个什么东西。
满足这三个条件的情况下，鱼眼镜头常见的4种投影变换
Stereographic 立体投影（保角）：r = 2f tan(θ/2)。保持角度不变。这种映射对摄影师来说理想，因为它不会过度压缩边缘物体。Samyang是唯一一家生产这种类型鱼眼镜头的制造商，但在不同品牌名下都有出售。这种映射可以通过软件轻松实现。
Equidistant 等距离投影（线性缩放）：r = f · θ。保持角距离不变。实际上可以用于角度测量（例如，星图）。PanoTools使用这种类型的映射。
Equisolid angle 等面积投影（等面积）：r = 2f sin(θ/2)。保持表面关系。每个像素都在单位球上展开相同的立体角，或占相同的面积。看起来像球上的镜像，具有最佳特殊效果（非复杂距离），适合面积比较（云层等级确定）。这种类型很受欢迎，但会压缩边缘物体。这些镜头的价格高，但并非极端。
Orthographic 正射投影：r = f sin(θ)。保持平面光照度不变。看起来像一个球，环境在最大180°孔径角之内。
除了鱼之外，许多鸟类都具有很大的视场角。
视觉是鸟类最重要的感觉，因为良好的视力对于安全飞行至关重要。鸟类有许多适应能力，使它们的视力优于其他脊椎动物。鸽子被描述为“两只眼睛和翅膀”。
鸟类间的视觉特性差异很大。一些鸟类群体的视觉系统有与其生活方式相关的特定改变。猛禽拥有非常高密度的受体和其他适应能力，可以最大限度地提高视力。它们眼睛的位置使它们具有良好的双眼视觉，从而能够准确判断距离。眼睛长在头部两侧的鸟类具有广阔的视野，有助于发现捕食者，而眼睛长在头部前部的鸟类（例如猫头鹰）则具有双眼视觉，可以在狩猎时估计距离。后续针对双目的特性的公众号文章还会有更多介绍。回到本文的主要话题，许多眼睛在两侧的鸟类可能都有接近 360 度的视角。据资料，美洲鹬可能拥有所有鸟类中最大的视野，水平面为 360°，垂直面为 180°。
陆地上的生物中，马也有着不错的广角视野。马的马眼比人眼大8倍，但是马所看到的颜色比人类少，红色对马匹来说显得更绿色。这是因为它们缺少红色的视锥细胞，而且专注于事物中心的能力也比人类更差。大约23％的马是近视的，有43%的马甚至仅能够在远距离的状态下分辨物体的细节。但是马的视角超过了350°，这是因为它们的眼睛长在头的侧面。不过，马有两个视觉盲区，其中后方只有屁股左右附近3度的盲区，这也就是为什么你站到马屁股旁会被踢到的原因。
然而，马的视野存在着另外一个一般动物没有的视觉盲区，即马无法看到自己正前方的景象。这是因为马的眼睛位置过于偏向外侧，被鼻子挡住视线所致（鼻子太高太大也不好）。此外，马能够识别的颜色非常少，它们的眼中只有蓝色、灰色和黄色。
羊和马非常相似。绵羊具有270-320度的广视角，而山羊则在320-340度之间。这样基本上可以看到周围所有的危险。不过，羊有着和马不同的横向缝状瞳孔。总结下来，羊的瞳孔有以下三个特点：
矩形瞳孔的动物因为瞳孔更大，在夜晚能够看得更清楚。白天睡觉时，由于眼睛闭得更紧，能够更好地避光。
羊基本居住在山地，经常进行高速的上下方向的运动。因此，羊类对于垂直方向的运动需要非常敏感，因而选择了横向缝状瞳孔。
横向缝状瞳孔减少了纵向的视野，可以避免来自太阳的炫光。关于这一点，羊还有个特性，就是无论头怎么动，羊的瞳孔总是会和地平线平行。
羊的这个眼睛可以说是一个自动防眩光的广角镜头。
老鼠的眼睛没有锥形细胞，只有杆状细胞，因此即使在白天它们的视力也很差，可以说是天生的高度近视眼（这么看来，鼠目寸光似乎没有什么错误）。尽管老鼠的视力很差，但由于它们的眼睛位于头部两侧，因此它们的视野范围非常广，能够达到280度以上，这也意味着鼠类能够更早地发现危险并提前逃跑！
下图显示了人类和老鼠的视野的比较
不过，小型哺乳动物兔子比老鼠还要夸张。兔兔眼睛的构造是为了应对发现掠食者时快速逃跑而演变而来的。人类/猿猴科动物的眼睛位于正前方，而兔子的眼睛位于二侧上方。兔子的视力范围几乎达到了360度，它们的视野比较宽广，能看到身后甚至头顶上的东西（据说兔子跑的时候可以看见天上的老鹰,方便兔子蹬鹰）。但是这样的视角也有盲点。兔兔的视觉盲点大概位于距离鼻尖5~10cm左右的范围内，嘴巴周围和脖子附近也是无法看到的地方。只有在兔子视线交叠处的大约30度范围内才有影像立体感。此外，大部分兔子看到的影像都是平面的，但也有一种说法认为兔子能够通过运动感知深度。
除了常见的动物外，再介绍下蜘蛛（蜘蛛不是昆虫，昆虫在后面）。虽然大多数蜘蛛有8只眼睛，但它们的视力并不好，部分原因是它们织网捕猎。然而，跳蛛是蜘蛛中的异类，因为它们拥有出色的视野，能够迅速找到猎物。跳蛛可以利用8只眼睛来360度查看周围环境，头部前方的大眼睛用来查看细节，次要的小眼睛可以看到动作。这很像一个完整的环视相机加上长焦放大的相机。
介绍广角相机不得不提变色龙。变色龙的特点是眼帘较厚，呈环形，两只眼球突出，可以左右180度、上下左右自如地转动。它的左右眼可以各自单独活动，不协调一致。变色龙是捕食昆虫的高手。为了扩大视野范围，它的两只眼睛可以向不同方向搜寻猎物，可以通过眼睛的移动获得360度的视野。此外，变色龙的眼睛还能像变焦镜头一样，聚焦并放大它们正在看的东西。不过也有说法认为变色龙的两只眼睛并不是完全独立的，当图像信息发送给大脑后才串联在一起作出判断。
下面是人和变色龙的看到的景色的差别
蜻蜓的复眼由成千上万只细小眼睛组成（苍蝇和蚊子也类似，但是蜻蜓更多些），每只眼睛直径只有0.04毫米，每个小眼是一个独立的感光单位。蜻蜓的视角几乎可以达到360度，由于复眼中较大的晶状体，蜻蜓具有了更敏锐的视觉。它们还能看到多种不同的颜色。相比之下，在2015年的一项研究中，科学家通过对12种蜻蜓的分析发现，这些昆虫的眼睛中具有11到30种光敏蛋白。
然而，复眼系统对昆虫的重要性不仅限于此。复眼上小眼的数量因昆虫而异，有些蚂蚁的小眼数量只有个位数，而某些蜻蜓的小眼数量可能高达三万多个。可以想象，小眼数量越多，眼睛影像的分辨率就越高。但即使是视力最好的昆虫也无法聚焦，眼睛无法在眼窝里转动（所以必须转动整个头才能够改变眼前影像），而且除非距离很近，否则影像的清晰度很差。然而，曾经想要抓蜻蜓、苍蝇或打蚊子的人都很清楚，它们的强项是对动作非常敏锐，据研究能够达到人的五倍以上。也就是说，我们的动作在它们眼里都是慢动作。因此，蜻蜓、苍蝇的眼睛可以说是广角加高速相机。
蜻蜓看到的世界
后面几期应该还会从色彩识别,夜视等不同方面分析动物的眼睛的特点
部分内容参考知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/29273352 wiki 相关内容.
