Estereovisión
Debido a que nuestros ojos están separados por 5-6 cm, las imágenes proyectadas en cada retina son ligeramente diferentes. Esta diferencia en las imágenes es una señal de profundidad llamada disparidad binocular, que permite la experiencia de la profundidad a través del proceso de estereovisión. Este proceso combina las características correspondientes de cada imagen retiniana en una única representación que incluye información sobre la distancia al espectador.
Normalmente no somos conscientes de que nuestros ojos contienen diferentes imágenes de la misma escena, pero esto puede demostrarse fácilmente. Mantenga el dedo índice de cada mano en posición vertical directamente frente a su nariz, con un dedo a unos 20 cm de distancia (9 pulgadas) y el otro a unos 40 cm (18 pulgadas). Ahora enfoca tus ojos en el dedo más lejano y cierra y abre cada ojo por turnos. Al hacerlo, el dedo más cercano parecerá saltar de un lado al otro del dedo más lejano. Si ahora abre los dos ojos a la vez, verá que en realidad hay dos imágenes del dedo más cercano. Esto es la disparidad binocular, que permite una percepción precisa de la profundidad. Cuanto mayor sea la distancia horizontal entre las imágenes correspondientes del mismo objeto en los dos ojos (las dos imágenes del dedo más cercano en esta demostración), mayor será su distancia percibida con respecto al objeto que se encuentra actualmente en el centro de la fóvea en ambos ojos (el dedo más lejano).
Las posiciones de un objeto en las dos imágenes retinianas están sistemáticamente relacionadas con la distancia de ese objeto con respecto al objeto que se encuentra actualmente en el centro de las dos imágenes en cada ojo. En comparación con los rayos de luz que se proyectan desde el objeto fijado al centro de cada retina, la luz de un objeto que está más cerca del espectador caerá ligeramente a la derecha del centro en el ojo izquierdo, y a la izquierda del centro en el ojo derecho (esto se llama disparidad cruzada). La luz de un objeto que está más lejos del objeto fijado hará lo contrario, cayendo ligeramente a la izquierda del centro en el ojo izquierdo, y a la derecha del centro en el ojo derecho (disparidad no cruzada). Para cualquier objeto fijado, existe una región imaginaria del espacio que rodea al observador a la misma distancia, denominada área de Panum. Los objetos a esta distancia no tienen disparidad binocular, lo que significa que los rayos de luz que se proyectan desde ellos caen a una distancia idéntica del centro de la retina en cada ojo. Por lo tanto, estos objetos también parecen estar a la misma distancia del espectador que el objeto fijado en ese momento. Los objetos fuera de esta región parecerán estar más cerca o más lejos, dependiendo de si producen disparidad cruzada (para los objetos más cercanos) o disparidad no cruzada (para los objetos más lejanos) en los dos ojos. Además, el tamaño de la disparidad corresponde a la distancia relativa del objeto fijado. Por lo tanto, el proceso de estereovisión permite al cerebro inferir la distancia relativa de los objetos basándose tanto en el signo (cruzado o no cruzado) como en la magnitud (tamaño) de las disparidades de la imagen en los dos ojos.
La estereovisión puede explotarse para crear ilusiones de tridimensionalidad, como las que se ven en los estereoscopios de la época victoriana, en la popular serie de juguetes infantiles Viewmaster del siglo XX y en las gafas que llevan los espectadores de las películas modernas en tres dimensiones. Aunque las imágenes utilizadas en estos dispositivos siempre incluyen señales de profundidad distintas de la disparidad binocular, como la oclusión, el tamaño relativo y el sombreado (véase la sección sobre señales de imagen estáticas), es posible crear una ilusión de profundidad convincente utilizando únicamente cambios en la disparidad, lo que significa que la estereovisión es una señal de profundidad más potente que las demás señales estructurales. Bela Julesz inventó los estereogramas de puntos aleatorios en los Laboratorios Bell en los años 60 para demostrarlo. Más recientemente, los conceptos utilizados en la creación de estereogramas de puntos aleatorios se han empleado para generar las fascinantes imágenes conocidas popularmente como autoestereogramas o imágenes Magic Eye™.
Como su nombre indica, un estereograma de puntos aleatorios aparece inicialmente como nada más que un grupo de puntos en un patrón caótico. Sin embargo, algunos de los puntos se han desplazado horizontalmente unos respecto a otros, de manera que al enfocar los ojos por delante o por detrás de la profundidad de la imagen se produce una ilusión de profundidad. Cuando los ojos están enfocados a la distancia correcta, la imagen de los puntos de cada ojo es aproximadamente la misma, pero algunos de los puntos correspondientes de cada imagen están desplazados entre sí. Esta disparidad binocular genera la experiencia de que un subconjunto del patrón de puntos ha saltado al primer plano en relación con otras regiones del patrón de puntos que ahora parecen estar en el fondo.
Además de demostrar que la estereovisión puede funcionar independientemente de otras señales de profundidad, los estereogramas de puntos aleatorios también señalan la complejidad de los mecanismos de estereovisión del cerebro. Esto se debe a que, para percibir la profundidad en el patrón de puntos aleatorios, el cerebro debe saber de algún modo por adelantado qué puntos de una imagen retiniana se corresponden con los mismos puntos de la otra imagen retiniana. Esto se conoce como el problema de la correspondencia y, al igual que muchos problemas de la visión humana, es paradójicamente un problema mal formado y, sin embargo, uno que el cerebro parece resolver sin esfuerzo. El hecho de que esté mal planteado significa que, en ausencia de cualquier otra información que no sea la contenida en los patrones de puntos, hay un número infinito de formas posibles de alinear dos imágenes retinales cualesquiera. El hecho de que el cerebro resuelva el problema sin esfuerzo se interpreta como que el cerebro debe estar utilizando suposiciones a priori sobre regularidades en el entorno para resolver el problema. Un reto importante para los investigadores de la visión es determinar cuáles son esas suposiciones a priori. Lo que ya está claro es que el proceso de estereovisión llega a una conclusión más rápida y más fiable cuando está informado por otras señales de profundidad, incluidas las señales monoculares de profundidad que se revisan más adelante en esta entrada.
Los bebés humanos no parecen poseer estereovisión funcional al nacer, pero se desarrolla con bastante rapidez. A los 6 meses de edad, la mayoría de los niños muestran la estereovisión a un nivel esencialmente adulto. Al igual que las otras señales fisiológicas (acomodación y vergencia), la estereovisión sólo es útil en distancias de unos 3 m del observador. Además, por algunas de las mismas razones mencionadas en la discusión de la vergencia (por ejemplo, condiciones de estrabismo, ambliopía), entre el 5% y el 10% de la población general no tiene estereovisión utilizable debido a desequilibrios en la naturaleza y calidad de la información contenida en los dos ojos.