Начнем с "когда". Первые ископаемые глаза датируются Эдиакарским периодом (примерно 550 миллионов лет назад). Но, возможно, органы зрения существовали и раньше.
С "как" поинтереснее. Считается, что сам механизм глаза независимо эволюционировал в разных ветках животных несколько десятков раз. По некоторым оценкам - до 60 раз. Независимо!
Однако есть мнение, что светочувствительные клетки могли появиться лишь однажды. На это указывает ген PAX6, отвечающий (в числе прочего) за развитие органов зрения. Ген PAX6 в том или ином виде обнаруживается у самых разных животных, от мышей и медуз до плодовых мушек и осьминогов, что указывает на его раннее появление. Пересадив ген PAX6 от медузы к незрячей мухе, можно добиться появления у нее глаз. Необязательно на голове.
Кроме того, опсины - светочувствительные белки - также обнаруживаются у самых разных животных, вплоть до общего предка всех двустороннесимметричных животных. Т.е. те самые 550 миллионов лет назад. Конкретные же механизмы зрения у различных животных эволюционировали независимо в разные периоды времени.