両眼視差

立体視

私たちの目は5~6cm離れているので、それぞれの網膜に映し出される像はわずかに異なっている。 この像の違いが両眼視差と呼ばれる奥行きの手がかりとなり、立体視のプロセスを通じて奥行きを感じることができるのです。

私たちは通常、自分の目が同じ光景の異なる画像を含んでいることを意識しませんが、これは簡単に証明することができます。 両手の人差し指を立てて鼻の真正面に置き、一方の指を約20cm、もう一方の指を約40cm離す。 次に,遠いほうの指に目を向け,交互に目を閉じたり開いたりします。 そうすると、近い方の指が、遠い方の指の片側からもう片側に飛び移るように見えます。 ここで両目を開いてみると、近い方の指の像が2つあることがわかるはずです。 これが両眼視差であり、奥行きを正確に認識することができます。 両眼の同一物体像(このデモでは近い方の指の像)の水平距離が大きいほど、両眼の眼窩の中心にある物体(遠い方の指)からの距離が大きく感じられることになる。 固定された物体からそれぞれの網膜の中心に投射される光線と比較すると、より近い物体からの光は、左目では中心よりやや右に、右目では中心より左に落ちる(これを交差視差と言う)。 固定した物体から遠い物体からの光は、その逆で、左目では中心よりやや左に、右目では中心より右に落ちる(視差が交差していない状態)。 固定された物体には、同じ距離で見る人を取り囲む仮想の空間領域があり、パナム領域と呼ばれる。 この距離にある物体には両眼視差がなく、物体から射出される光線は両目の網膜の中心から同じ距離にある。 つまり、この距離の物体は両眼視差がなく、そこから射出される光線は両目の網膜の中心から同じ距離にあるため、現在固定している物体と同じ距離にあるように見える。 この領域の外側にある物体は、両眼で交差視差(近くにある物体)か非交差視差(遠くにある物体)かによって、近くにあるように見えたり、遠くにあるように見えたりする。 さらに、視差の大きさは、固定した物体からの相対的な距離に対応する。 立体視は、ビクトリア時代のステレオスコープ、20世紀に流行した子供のおもちゃのビューマスターシリーズ、現代の立体映画で観客がかけるメガネなどに見られるような、立体的な錯覚を作り出すために利用されることがあります。 このような装置で使われる絵には、咬合、相対的な大きさ、陰影など両眼視差以外の奥行き手がかりが常に含まれているが(「静止画手がかり」の項参照)、視差の変化だけで説得力のある奥行き錯覚を作り出すことができるため、立体視は他の構造手がかりよりも強力な奥行き手がかりであることがわかる。 Bela Juleszはこれを実証するために、1960年代にベル研究所でランダムドットステレオグラムを発明した。 最近では、ランダムドットステレオグラムの作成に使用されたコンセプトは、オートステレオグラムまたはマジックアイ画像として一般に知られている魅力的な画像の生成に採用されています。 しかし、実際にはいくつかの点が水平方向にずれているため、目を絵の奥行きの前後に向けると、奥行きが飛び出してくるような錯覚に陥ります。 目の焦点を合わせると、それぞれの目のドットイメージはほぼ同じになるが、それぞれのイメージの中の対応するドットの一部が相対的にずれているのである。 この両眼視差により、ドットパターンの一部が前景に飛び出し、ドットパターンの他の領域が後景に見えるという体験が生まれるのです。 これは、ランダムドットのパターンで奥行きを知覚するためには、一方の網膜像のどのドットが他方の網膜像の同じドットに対応するかを、脳があらかじめ何らかの方法で知っていなければならないからである。 これは「対応問題」と呼ばれ、人間の視覚に関する多くの問題と同様、逆説的だが、形のない問題でありながら、脳が難なく解いているように見える問題である。 非形式的というのは、ドットパターン以外の情報がない場合、2つの網膜像を並べる方法は無限にあるということである。 脳が努力せずにこの問題を解くということは、脳が環境の規則性に関する先験的な仮定を用いて問題を解いているに違いないと解釈される。 視覚の研究者にとって大きな課題は、そのような先験的な仮定が何であるかを明らかにすることである。 すでに明らかなことは、立体視のプロセスは、このエントリで後述する奥行きに対する単眼的な手がかりを含む、他の奥行き手がかりによって知らされるとき、より速く、より確実に結論に至るということです。 生後6ヶ月になる頃には、ほとんどの乳幼児が基本的に成人レベルの立体視を示すようになります。 他の生理的手がかり(アコモデーションと輻輳)と同様、立体視は見る人から3m程度の距離でしか有効に機能しない。 また、輻輳の項で述べたのと同じ理由で(例:斜視、弱視)、両眼に含まれる情報の性質と質が不均衡であるため、一般人口の5%から10%が使用可能な立体視を持っていないと言われている

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