Stereovision
Da vores øjne er 5-6 cm fra hinanden, er de billeder, der projiceres på hver nethinde, lidt forskellige. Denne forskel i billederne er et fingerpeg om dybde, kaldet binokulær disparitet, som gør det muligt at opleve dybde gennem stereovisions-processen. Denne proces kombinerer tilsvarende træk i hvert nethindebillede til en enkelt repræsentation, der indeholder oplysninger om afstanden til seeren.
Vi er normalt ikke opmærksomme på, at vores øjne indeholder forskellige billeder af den samme scene, men det kan let påvises. Hold pegefingeren på hver hånd i en oprejst position lige foran næsen med den ene finger ca. 20 cm væk og den anden finger ca. 40 cm væk. Fokuser nu dine øjne på den fjerneste finger og luk og åbn skiftevis hvert øje. Når du gør dette, vil den nærmeste finger synes at hoppe fra den ene side af den fjernere finger til den anden. Hvis du nu åbner begge øjne sammen, bør du se, at der faktisk er to billeder af den nærmeste finger. Dette er binokulær disparitet, som muliggør en præcis opfattelse af dybde. Jo større den horisontale afstand er mellem de tilsvarende billeder af det samme objekt i de to øjne (de to billeder af den nærmeste finger i denne demonstration), jo større vil dets opfattede afstand være fra det objekt, der aktuelt befinder sig i centrum af fovea i begge øjne (den fjernere finger).
Positionerne af et objekt i de to nethindebilleder er systematisk relateret til den afstand, som dette objekt har til det objekt, der aktuelt befinder sig i centrum af de to billeder i hvert øje. I forhold til de lysstråler, der projiceres fra det fikserede objekt til midten af hver nethinde, vil lys fra et objekt, der er tættere på beskueren, falde lidt til højre for midten i venstre øje og til venstre for midten i højre øje (dette kaldes krydset disparitet). Lys fra et objekt, der er længere væk fra det fikserede objekt, vil gøre det modsatte og falde en smule til venstre for midten i venstre øje og til højre for midten i højre øje (ikke-krydset disparitet). For ethvert objekt, der er fikseret, er der et imaginært område af rummet, der omkranser beskueren i samme afstand, kaldet Panums område. Objekter i denne afstand har ingen binokulær disparitet, hvilket betyder, at de lysstråler, der projiceres fra dem, falder i samme afstand fra nethindens centrum i hvert øje. Derfor ser disse objekter også ud til at være i samme afstand fra seeren som det objekt, der i øjeblikket er fikseret. Objekter uden for dette område synes at være tættere eller fjernere, alt efter om de frembringer krydset disparitet (for tættere objekter) eller ukrydset disparitet (for fjernere objekter) i de to øjne. Desuden svarer størrelsen af dispariteten til objektets relative afstand fra det fikserede objekt. Stereovisionsprocessen gør det derfor muligt for hjernen at udlede den relative afstand mellem objekter på grundlag af både tegnet (krydset eller ikke-krydset) og størrelsen (størrelsen) af billedforskellene i de to øjne.
Stereovision kan udnyttes til at skabe illusioner om tredimensionalitet, som det f.eks. ses i stereoskoper fra den victorianske æra, den populære 20. århundredes Viewmaster-serie af børnelegetøj og de briller, som publikum bærer til moderne tredimensionelle film. Selv om de billeder, der anvendes i sådanne apparater, altid indeholder andre dybdecues end binokulær disparitet, såsom okklusion, relativ størrelse og skygge (se afsnittet om statiske billedcues), er det muligt at skabe en overbevisende illusion af dybde ved kun at bruge ændringer i dispariteten, hvilket betyder, at stereovision er et mere kraftfuldt dybdecue end de andre strukturelle cues. Bela Julesz opfandt tilfældige punktstereogrammer på Bell Laboratories i 1960’erne for at demonstrere dette. I nyere tid er de koncepter, der anvendes til at lave tilfældige punktstereogrammer, blevet anvendt til at generere de fascinerende billeder, der populært kaldes autostereogrammer eller Magic Eye™-billeder.
Som navnet antyder, fremstår et tilfældigt punktstereogram i første omgang som intet andet end en gruppe af punkter i et kaotisk mønster. Men nogle af prikkerne er faktisk blevet horisontalt forskudt i forhold til hinanden, således at hvis øjnene placeres enten foran eller bagved billedets dybde, kan en illusion af dybde springe frem. Når øjnene er fokuseret på den korrekte afstand, er hvert øjes billede af prikkerne nogenlunde det samme, men nogle af de tilsvarende prikker i hvert billede er forskudt i forhold til hinanden. Denne binokulære disparitet skaber oplevelsen af, at en delmængde af punktmønsteret er dukket op i forgrunden i forhold til andre områder af punktmønsteret, som nu synes at være i baggrunden.
Ud over at vise, at stereovision kan fungere uafhængigt af andre dybdesignaler, peger tilfældige punktstereogrammer også på kompleksiteten af hjernens stereovisionsmekanismer. Dette skyldes, at for at kunne opfatte dybde i mønstret af tilfældige prikker skal hjernen på en eller anden måde på forhånd vide, hvilke prikker i det ene nethindebillede der svarer til de samme prikker i det andet nethindebillede. Dette er kendt som korrespondanceproblemet, og som mange problemer i det menneskelige syn er det paradoksalt nok både et dårligt formuleret problem og alligevel et problem, som hjernen synes at løse ubesværet. Det faktum, at det er dårligt udformet, betyder, at der i mangel af anden information end den, der er indeholdt i punktmønstrene, er et uendeligt antal mulige måder at tilpasse to nethindebilleder til hinanden på. Det forhold, at hjernen løser problemet uden anstrengelse, fortolkes således, at hjernen må bruge a priori-antagelser om regelmæssigheder i omgivelserne til at løse problemet. En stor udfordring for synsforskere er at finde ud af, hvad disse a priori-antagelser er. Hvad der allerede står klart er, at stereovisionsprocessen kommer til en konklusion hurtigere og mere pålideligt, når den informeres af andre dybdeindikationer, herunder de monokulære indikationer på dybde, der gennemgås senere i dette indlæg.
Menneskelige spædbørn synes ikke at besidde funktionel stereovision ved fødslen, men den udvikler sig ret hurtigt. Når spædbørn er 6 måneder gamle, vil de fleste af dem vise stereovision på et stort set voksenniveau. Ligesom de andre fysiologiske signaler (akkommodation og vergens) er stereovision kun effektivt anvendelig inden for en afstand på ca. 3 m (10 ft) fra seeren. Af nogle af de samme grunde som nævnt i diskussionen om vergens (f.eks. strabisme og amblyopi) har mellem 5 % og 10 % af den almindelige befolkning ikke brugbar stereovision på grund af ubalancer i arten og kvaliteten af de oplysninger, der er indeholdt i de to øjne.