塑形镜课堂 | 人眼 Vs 相机 大PK，你的眼睛究竟有多值钱？ 之 角膜 晶状体Vs 相机镜头
估计大家都听说过“视网膜屏”这个概念吧？不过估计有深入研究这个含义的人就很少了。其实他是苹果公司在2010年给iPhone4做上市时创造的一个营销话术，大概是指分辨率能够达到人眼识别极限的高分辨率屏幕（将960×640的像素压缩到一个3.5英寸的显示屏内，像素密度达到326 ppi）。
这个概念一经推出就吸引了我的注意，倒不是说较真这个分辨率是不是真的达到了视网膜分辨极限，而是说把人眼和一个机器放在一起做比较，是一个非常有意思的想法。我们都知道机器都是人造的，参数都是明确可以查询的，也都能用货币价格标识，所以，今天就想写写这篇文章，把人眼和相机做个比较，看看究竟是生物的人更胜一筹，还是机器的相机更先一步？好了，一起看看吧！
（人眼）
为了简便起见，我把PK分成5组
今天就来讲讲第一组：
在比较这个的时候，首先需要解释下人眼和相机的屈光方法的区别。相机的屈光力来自于镜头，确切的说就是一个度数很高的凸透镜，镜头一般也是相机最贵的元件之一了。而人眼的屈光力，75%来自于角膜，25%来自于晶状体。很有意思的是，角膜本身是中间薄周边厚，中间大概是0.5mm，周边大概1mm，也就是说，它本身是个凹透镜！那为什么它有这么强的屈光能力呢？秘密来自于角膜前后表面的介质不同，前表面是空气，后表面是房水，空气的屈光系数是1.0, 角膜的屈光系数是1.376，房水的屈光系数是1.336，也就是说，万一人眼里进了气体（比如受穿通伤了），人眼马上就是一个上千度的高度远视眼。当然，具体的计算方法有点复杂，我就不在这里详细说明啦！
镜头的主要参数是三个：焦距，像差和视角。
镜头最重要的作用就是屈光，而反映屈光能力的基本参数，一个是焦距，也就是能够屈光的力量；一个是变焦能力，也就是改变屈光能力的范围。基本上人眼的物像焦距是固定的，从光学中心到视网膜，平均焦距是17mm，这个和Olympus M.Zuiko 17mm f / 2.8镜头一致，大概也就是人民币3000元。相机的焦距是可变的，因此能够拍摄不同物像距离的物体，比如索尼 24-105mm F4镜头，它的焦距可以在24到105mm之间随意改变。我们使用相机时经常前后拉伸镜头的位置，本质上就是在改变物像焦距。而人眼之所以能够变焦，不是靠改变焦距，而是靠改变镜头的屈光度，也就是晶状体的度数，以儿童为例，平均可以从0-12D之间自由转换。由于相机可以有多个透镜组合，因此如果把整个组合看成一个镜头的话，也可以改变屈光度数。因此，就焦距来说，相机可变，人眼固定；就变焦能力和范围来说， 其实人眼并不占据优势，甚至要略弱于相机。
但是，人眼有一个强大的优势，就是对焦速度极高，可以在不到0.5秒内迅速完成，而且对焦的准确度非常高，基本不存在明显的跑焦现象。所有这些变化，都是“全自动”，也就是确切的来说，“不需要经过大脑”，而是位于中脑的动眼神经核控制的，这就跟心跳，出汗等一个道理，这些都不需要人主动控制，就能自动实现。而最优秀的相机，恐怕焦距还是得靠人慢慢调，而且速度肯定比不过人眼。
人眼和相机一样，看远时近处模糊，看近时远处模糊。人眼聚焦更快，所以人们平时不会注意到“聚焦”即人眼调节带来的模糊
另外一个就是镜头的像差概念了。像差可能是一个大家经常听说但又有点深涩的概念，简单来说就是不完美的光学系统，使得实际成像和经典的物理光学成像之间有一定的实际差异，会造成成像质量的下降。像差分为单色像差和色差，前者又可以继续分为低阶像差和高阶像差。低阶像差其实就是近视，散光等，高阶像差包括球差、慧差、像散、场曲和畸变等。人眼真心不是一个完美的光学系统，因此像差都还是存在的，如果有了近视或散光那就更不用说了，这就是为什么现在的人工晶体，屈光手术都会有消像差或者零像差的概念。而相机镜头早期也有像差问题，比如畸变，在很多镜头的广角端都会发生，但随着技术改良，现在能够实现非常高级的消像差技术，堪称完美。比如哈勃的继任者，詹姆斯韦伯太空望远镜，可以看到7.6亿光年外的空间，接近宇宙的边缘了。这一点上，人眼是完全输给了相机。
各种不同像差的波前分析
接下来就是比较视角了，在这个单项上，人眼基本上可以说是完爆相机。如果在眼球固定不动的情况下，人眼单眼视角大概是120度，双眼视角大概是180度，在转动的情况下，人眼单眼的视角大概能达到156度，双眼视角能达到188度，这是个超超广角的相机的参数啊，相当于一个1mm的镜头了。1mm的镜头可是相当贵的，比如尼克尔6mm镜头，大概100,000块以上。
而且，更重要的是，由于人是双眼，因此在双眼交叉的部分，也就是下图中的A区，拥有很大区域的立体视觉。我们之所以能看3D电影，本质上也是要靠两个摄像机模拟人眼的位置关系拍摄，再利用偏振片眼镜把两个摄像机拍摄的内容分别给左右眼看到。立体视是人眼的独门绝技，其他所有的动物，其立体视范围都没有人眼大，这也是人能够进化到现在的重要原因了。
人眼的视角，A为立体区
总的来说，人眼（角膜+晶状体）Vs 相机（镜头），人眼在焦距和变焦上和相机打平，在消像差能力上不如相机，但是在视角上完胜相机。第一局，就按照双方打平来算吧！而后面的人眼PK相机大战还会更加精彩，且听下回分解吧！