Stereovision
Protože jsou naše oči od sebe vzdáleny 5-6 cm, obrazy promítané na každou sítnici jsou mírně odlišné. Tento rozdíl v obrazech je vodítkem pro hloubku zvaným binokulární disparita, která umožňuje vnímání hloubky prostřednictvím procesu stereovize. Tento proces spojuje odpovídající rysy v každém obrazu na sítnici do jediné reprezentace, která zahrnuje informaci o vzdálenosti od pozorovatele.
Obvykle si neuvědomujeme, že naše oči obsahují různé obrazy téže scény, ale lze to snadno prokázat. Držte ukazováčky obou rukou ve vzpřímené poloze přímo před nosem, přičemž jeden prst je vzdálen asi 20 cm a druhý asi 40 cm. Nyní zaměřte oči na vzdálenější prst a střídavě zavírejte a otevírejte každé oko. Přitom se vám bude zdát, že bližší prst přeskakuje z jedné strany vzdálenějšího prstu na druhou. Pokud nyní otevřete obě oči společně, měli byste vidět, že ve skutečnosti existují dva obrazy bližšího prstu. Jedná se o binokulární disparitu, která umožňuje přesné vnímání hloubky. Čím větší je horizontální vzdálenost mezi odpovídajícími obrazy téhož předmětu v obou očích (dva obrazy bližšího prstu v této ukázce), tím větší bude jeho vnímaná vzdálenost od předmětu, který je aktuálně ve středu fovey v obou očích (vzdálenější prst).
Polohy předmětu v obou sítnicových obrazech jsou systematicky vztaženy ke vzdálenosti tohoto předmětu od předmětu, který je aktuálně ve středu obou obrazů v každém oku. Ve srovnání s paprsky světla, které se promítají z fixovaného objektu do středu každé sítnice, bude světlo z objektu, který je blíže k divákovi, dopadat mírně vpravo od středu v levém oku a vlevo od středu v pravém oku (to se nazývá zkřížená disparita). Světlo z objektu, který je vzdálenější od fixovaného objektu, bude dopadat opačně, tedy mírně vlevo od středu v levém oku a vpravo od středu v pravém oku (nezkřížená disparita). Pro každý fixovaný objekt existuje pomyslná oblast prostoru obklopující diváka ve stejné vzdálenosti, která se nazývá Panumova oblast. Předměty v této vzdálenosti nemají binokulární disparitu, což znamená, že světelné paprsky z nich vycházející dopadají do stejné vzdálenosti od středu sítnice každého oka. Proto se také tyto objekty zdají být ve stejné vzdálenosti od diváka jako objekt, který je právě fixován. Objekty mimo tuto oblast se budou jevit jako bližší nebo vzdálenější podle toho, zda v obou očích vytvářejí zkříženou disparitu (pro bližší objekty) nebo nezkříženou disparitu (pro vzdálenější objekty). Velikost disparity navíc odpovídá relativní vzdálenosti objektu od fixovaného objektu. Proces stereovize tedy umožňuje mozku odvodit relativní vzdálenost objektů na základě jak znaménka (zkřížené nebo nezkřížené), tak velikosti (velikosti) obrazových disparit v obou očích.
Stereovize může být využita k vytvoření iluze trojrozměrnosti, jak je vidět například u stereoskopů z viktoriánské éry, populární série dětských hraček Viewmaster z 20. století a brýlí, které nosí diváci při sledování moderních trojrozměrných filmů. Ačkoli obrazy používané v těchto zařízeních vždy obsahují jiné hloubkové signály než binokulární disparitu, jako je okluze, relativní velikost a stínování (viz oddíl Statické obrazové signály), je možné vytvořit přesvědčivou iluzi hloubky pouze pomocí změn disparity, což znamená, že stereovize je silnější hloubkový signál než ostatní strukturální signály. Bela Julesz vynalezl v 60. letech 20. století v Bellových laboratořích stereogramy s náhodnými body, aby to demonstroval. V nedávné době byly koncepty použité při vytváření stereogramů s náhodnými body použity k vytvoření fascinujících obrazů známých jako autostereogramy nebo obrazy Magic Eye™.
Jak název napovídá, stereogram s náhodnými body se zpočátku jeví pouze jako skupina bodů v chaotickém vzoru. Některé z bodů jsou však ve skutečnosti vůči sobě horizontálně posunuty, takže vertikála očí buď před, nebo za hloubkou obrazu umožňuje vyniknout iluzi hloubky. Když jsou oči zaostřeny na správnou vzdálenost, je obraz bodů v každém oku přibližně stejný, přesto jsou některé odpovídající body v každém obraze vůči sobě posunuty. Tato binokulární disparita vytváří zážitek, že podmnožina bodového obrazce vyskočila do popředí vzhledem k jiným oblastem bodového obrazce, které se nyní zdají být v pozadí.
Kromě toho, že stereovize může fungovat nezávisle na jiných hloubkových signálech, náhodné bodové stereogramy také poukazují na složitost mozkových mechanismů stereovize. Je tomu tak proto, že aby mohl mozek vnímat hloubku ve vzoru náhodných bodů, musí nějakým způsobem předem vědět, které body v jednom sítnicovém obraze odpovídají stejným bodům v druhém sítnicovém obraze. Tomuto problému se říká korespondenční problém a stejně jako mnoho jiných problémů lidského vidění je to paradoxně problém špatně formulovaný, a přesto se zdá, že jej mozek řeší bez námahy. Skutečnost, že je špatně formulovaný, znamená, že při absenci jiných informací než těch, které jsou obsaženy ve vzorcích bodů, existuje nekonečný počet možných způsobů, jak zarovnat libovolné dva sítnicové obrazy. Skutečnost, že mozek řeší problém bez námahy, je interpretována tak, že mozek musí při řešení problému používat apriorní předpoklady o zákonitostech v prostředí. Hlavní výzvou pro výzkumníky vidění je určit, jaké jsou tyto apriorní předpoklady. Již nyní je jasné, že proces stereovize dochází k závěru rychleji a spolehlivěji, pokud je informován o dalších hloubkových signálech, včetně monokulárních hloubkových signálů, o nichž bude pojednáno dále v tomto příspěvku.
Zdá se, že lidské děti nemají funkční stereovize po narození, ale vyvíjí se poměrně rychle. V době, kdy je kojencům 6 měsíců, většina z nich vykazuje stereovizi v podstatě na úrovni dospělých. Stejně jako ostatní fyziologické signály (akomodace a vergence) je stereovize účinně využitelná pouze do vzdálenosti asi 3 m od pozorovatele. Ze stejných důvodů, které byly zmíněny v diskusi o vergenci (např. šilhavost, tupozrakost), nemá 5 až 10 % běžné populace použitelné stereovizi z důvodu nerovnováhy v povaze a kvalitě informací obsažených v obou očích.
.