Stereovision
Pentru că ochii noștri sunt la o distanță de 5-6 cm, imaginile proiectate pe fiecare retină sunt ușor diferite. Această diferență între imagini este un indiciu al adâncimii, numit disparitate binoculară, care permite experimentarea adâncimii prin procesul de stereoviziune. Acest proces combină caracteristicile corespunzătoare din fiecare imagine retiniană într-o singură reprezentare care include informații despre distanța față de privitor.
În mod normal, nu suntem conștienți de faptul că ochii noștri conțin imagini diferite ale aceleiași scene, dar acest lucru poate fi ușor de demonstrat. Țineți degetul arătător al fiecărei mâini în poziție verticală chiar în fața nasului, cu un deget la o distanță de aproximativ 20 cm (9 in.) și celălalt la aproximativ 40 cm (18 in.). Acum, concentrați-vă ochii asupra degetului mai îndepărtat și, pe rând, închideți și deschideți fiecare ochi. Pe măsură ce faceți acest lucru, degetul mai apropiat va părea că sare dintr-o parte în alta a degetului mai îndepărtat. Dacă deschideți acum ambii ochi împreună, ar trebui să vedeți că există de fapt două imagini ale degetului mai apropiat. Aceasta este disparitatea binoculară, care permite o percepție precisă a adâncimii. Cu cât este mai mare distanța orizontală dintre imaginile corespunzătoare ale aceluiași obiect în cei doi ochi (cele două imagini ale degetului mai apropiat în această demonstrație), cu atât mai mare va fi distanța percepută a acestuia față de obiectul care se află în prezent în centrul foveei în ambii ochi (degetul mai îndepărtat).
Posibilitățile unui obiect în cele două imagini retiniene sunt sistematic legate de distanța acelui obiect față de obiectul care se află în prezent în centrul celor două imagini din fiecare ochi. În comparație cu razele de lumină care se proiectează de la obiectul fixat în centrul fiecărei retină, lumina de la un obiect care este mai aproape de privitor va cădea ușor la dreapta centrului în ochiul stâng și la stânga centrului în ochiul drept (acest lucru se numește disparitate încrucișată). Lumina de la un obiect care este mai departe de obiectul fixat va face opusul, căzând ușor la stânga centrului în ochiul stâng și la dreapta centrului în ochiul drept (disparitate neîncrucișată). Pentru orice obiect care este fixat, există o regiune imaginară a spațiului care înconjoară privitorul la aceeași distanță, numită zona lui Panum. Obiectele aflate la această distanță nu au disparitate binoculară, ceea ce înseamnă că razele de lumină care se proiectează din ele cad la o distanță identică de centrul retinei din fiecare ochi. Ca atare, aceste obiecte par a fi, de asemenea, la aceeași distanță față de privitor ca și obiectul fixat în acel moment. Obiectele din afara acestei regiuni vor părea mai apropiate sau mai îndepărtate, în funcție de faptul că produc disparitate încrucișată (pentru obiectele mai apropiate) sau disparitate necrucișată (pentru obiectele mai îndepărtate) în cei doi ochi. În plus, mărimea disparității corespunde distanței relative a unui obiect față de obiectul fixat. Prin urmare, procesul de stereoviziune permite creierului să deducă distanța relativă a obiectelor pe baza atât a semnului (încrucișat sau necrucișat), cât și a magnitudinii (mărimea) disparităților imaginii în cei doi ochi.
Stereoviziunea poate fi exploatată pentru a crea iluzii de tridimensionalitate, așa cum se vede în stereoscoapele din epoca victoriană, în populara serie de jucării pentru copii Viewmaster din secolul XX și în ochelarii purtați de spectatorii la filmele tridimensionale moderne. Deși imaginile utilizate în astfel de dispozitive includ întotdeauna indicii de profunzime, altele decât disparitatea binoculară, cum ar fi ocluzia, dimensiunea relativă și umbrirea (a se vedea secțiunea privind indicii de imagine statică), este posibil să se creeze o iluzie convingătoare de profunzime utilizând doar modificări ale disparității, ceea ce înseamnă că stereoviziunea este un indiciu de profunzime mai puternic decât celelalte indicii structurale. Bela Julesz a inventat stereogramele cu puncte aleatorii la Bell Laboratories în anii 1960 pentru a demonstra acest lucru. Mai recent, conceptele utilizate în realizarea stereogramelor cu puncte aleatoare au fost folosite pentru a genera imaginile fascinante cunoscute în mod popular sub numele de autostereograme sau imagini Magic Eye™.
După cum sugerează și numele, o stereogramă cu puncte aleatoare apare inițial ca fiind nimic altceva decât un grup de puncte într-un model haotic. Cu toate acestea, unele dintre puncte au fost, de fapt, deplasate orizontal unele față de altele, astfel încât, dacă se plasează ochii fie în fața, fie în spatele adâncimii imaginii, apare o iluzie de adâncime. Atunci când ochii sunt focalizați la distanța corectă, imaginea punctelor de la fiecare ochi este aproximativ aceeași, dar unele dintre punctele corespunzătoare din fiecare imagine sunt deplasate unele față de altele. Această disparitate binoculară generează experiența că un subset al modelului de puncte a sărit în prim-plan în raport cu alte regiuni ale modelului de puncte care acum par a fi în fundal.
Pe lângă faptul că demonstrează că stereoviziunea poate funcționa independent de alte indicii de adâncime, stereogramele cu puncte aleatorii indică, de asemenea, complexitatea mecanismelor de stereoviziune ale creierului. Acest lucru se datorează faptului că, pentru a percepe profunzimea în modelul de puncte aleatorii, creierul trebuie să știe cumva în prealabil care puncte dintr-o imagine retiniană corespund acelorași puncte din cealaltă imagine retiniană. Acest lucru este cunoscut sub numele de problema de corespondență și, la fel ca multe alte probleme ale vederii umane, este, în mod paradoxal, atât o problemă prost formată, cât și una pe care creierul pare să o rezolve fără efort. Faptul că nu este bine formată înseamnă că, în absența oricăror alte informații în afară de cele conținute în modelele de puncte, există un număr infinit de moduri posibile de aliniere a oricăror două imagini retiniene. Faptul că creierul rezolvă problema fără efort este interpretat ca însemnând că, pentru a o rezolva, creierul trebuie să folosească ipoteze a priori despre regularitățile din mediu. O provocare majoră pentru cercetătorii din domeniul vederii este de a determina care sunt aceste ipoteze a priori. Ceea ce este deja clar este că procesul de stereoviziune ajunge la o concluzie mai rapid și mai fiabil atunci când este informat de alte indicii de adâncime, inclusiv indicii monoculari de adâncime analizați mai târziu în această intrare.
Copiii umani nu par să posede stereoviziune funcțională la naștere, dar aceasta se dezvoltă destul de repede. Până la vârsta de 6 luni, majoritatea sugarilor vor prezenta stereoviziune la niveluri practic adulte. La fel ca și celelalte indicii fiziologice (acomodarea și vergența), stereoviziunea este utilă în mod eficient doar la distanțe de aproximativ 3 m (10 ft) față de privitor. De asemenea, pentru unele dintre aceleași motive menționate în discuția despre vergență (de exemplu, condiții de strabism, ambliopie), între 5% și 10% din populația generală nu are stereoviziune utilizabilă din cauza dezechilibrelor în natura și calitatea informațiilor conținute în cei doi ochi.
.