Stereoskopické vidění neboli Stereopsis (ze sterea znamená pevnost a opsis znamená vidění nebo zrak) je proces ve vizuálním vnímání vedoucí k vnímání stereoskopické hloubky. Stereoskopická hloubka je zase pocit vnímání hloubky, který vzniká spojením dvou mírně odlišných projekcí světa na obou sítnicích. Rozdíl mezi obrazy obou očí, který je výsledkem horizontálního oddělení očí, je obvykle označován jako binokulární nepoměr nebo retinální nepoměr. Skutečnost, že tento binokulární nepoměr je mozkem interpretován jako hloubka, byl poprvé objeven anglickým géniem Charlesem Wheatstonem a popsán jím v klasickém článku publikovaném v roce 1838: „… mysl vnímá objekt trojrozměrného rozměru pomocí dvou rozdílných obrazů, které promítá na obě sítnice…“ (Wheatstone, 1838). Na důkaz svých myšlenek Wheatstone vynalezl jednoduchý přístroj, kterému přezdíval stereoskop. S použitím svého nově vynalezeného stereoskopu Wheatstone dokázal přesvědčivě ukázat, že živý smysl pro hloubku se vynořuje ze dvou zcela plochých obrazů znázorňujících dvě rozdílné projekce téže scény.
Stereopsi poprvé popsal Charles Wheatstone v roce 1838. Poznal, že protože každé oko se dívá na vizuální svět z mírně odlišných horizontálních pozic, obraz každého oka se od druhého liší. Objekty v různých vzdálenostech od očí promítají obrazy v obou očích, které se liší ve svých horizontálních pozicích, což dává podnět k hloubce horizontální disparity, známé také jako retinální disparity a jako binokulární disparity. Wheatstone ukázal, že to byl účinný podnět k hloubce tím, že vytvořil iluzi hloubky z plochých obrázků, které se lišily pouze v horizontální disparitě. Aby Wheatstone zobrazil své obrázky odděleně oběma očím, vynalezl stereoskop.
Leonardo da Vinci si také uvědomil, že objekty v různých vzdálenostech od očí promítají obrazy v obou očích, které se liší ve své horizontální poloze, ale dospěl pouze k závěru, že to znemožňuje malíři vykreslit realistické zobrazení hloubky ve scéně z jednoho plátna. Leonardo si pro svůj blízký objekt vybral sloup s kruhovým průřezem a pro svůj vzdálený objekt plochou stěnu. Kdyby si vybral jiný blízký objekt, mohl objevit horizontální nepoměr jeho rysů. Jeho sloup byl jedním z mála objektů, které promítají identické obrazy sebe sama v obou očích.
Stereopsis se stala populární ve viktoriánské době vynálezem hranolové stereskopy od Davida Brewstera. To v kombinaci s fotografií znamenalo, že vznikly desítky tisíc stereogramů.
Až do šedesátých let se výzkum stereózy věnoval zkoumání jejích mezí a vztahu k jedinečnosti vidění. Mezi badatele patřili Panum, Hering, Adelbert Ames Jr. a Kenneth N. Ogle.
Také v šedesátých letech vynalezl Bela Julesz stereogramy s náhodnými tečkami. Na rozdíl od předchozích stereogramů, ve kterých každá polovina obrázku ukazovala rozpoznatelné objekty, každá polovina obrázku prvních stereogramů s náhodnými tečkami ukazovala čtvercovou matici asi 10 000 malých teček, přičemž každá tečka měla 50% pravděpodobnost, že bude černá nebo bílá. Ani v jedné polovině obrázku nebylo vidět žádné rozpoznatelné objekty. Dvě poloviny obrázků stereogramu s náhodnými tečkami byly v podstatě totožné, až na to, že jedna měla čtvercovou plochu teček posunutou horizontálně o jeden nebo dva průměry teček, což dávalo horizontální nepoměr. Mezera, která po posunutí zbyla, byla vyplněna novými náhodnými tečkami, které ukrývaly posunutý čtverec. Nicméně, když se obě poloviny obrázků podívaly do každého oka, čtvercová plocha byla téměř okamžitě viditelná tím, že byla blíž nebo dál než pozadí. Julesz rozmarně nazval čtverec kyklopovým podnětem po mytických Kyklopech, kteří měli jen jedno oko. Bylo to proto, že to bylo, jako bychom měli v mozku kyklopské oko, které vidí kyklopské podněty skryté každému našemu skutečnému oku. Stereogramy s náhodnými tečkami upozorňovaly na problém stereopsí, problém korespondence. To znamená, že každá tečka v jedné polovině obrazu může být reálně spárována s mnoha stejně barevnými tečkami v druhé polovině obrazu. Naše vizuální systémy jasně řeší problém korespondence v tom, že vidíme zamýšlenou hloubku místo mlhy falešných shod. Výzkum začal chápat jak.
Také v šedesátých letech Horace Barlow, Colin Blakemore a Jack Pettigrew našli neurony v kočičí zrakové kůře, které měly svá vnímavá pole v různých horizontálních polohách v obou očích. To vytvořilo neurální základ pro stereopsii. Jejich zjištění zpochybnili David Hubel a Torsten Wiesel, i když nakonec připustili, když našli podobné neurony v opičí zrakové kůře. V osmdesátých letech Gian Poggio a další našli neurony ve V2 opičího mozku, které reagovaly na hloubku stereogramů s náhodnými tečkami.
V 90. letech vymyslel Christopher Tyler autostereogramy, stereogramy s náhodnými tečkami, které lze prohlížet bez stereoskopu. To vedlo k populárním obrázkům Magic Eye.
Geometrický základ pro stereopsi
Zdá se, že stereopsie je zpracovávána ve zrakové kůře v binokulárních buňkách, které mají v obou očích vnímavá pole v různých horizontálních polohách. Taková buňka je aktivní pouze tehdy, je-li její preferovaný podnět ve správné poloze v levém oku a ve správné poloze v pravém oku, což z ní činí detektor nepoměru.
Když člověk zírá na objekt, obě oči se sbíhají tak, že objekt se objevuje ve středu sítnice v obou očích. Ostatní objekty kolem hlavního objektu se objevují posunuté ve vztahu k hlavnímu objektu. V následujícím příkladu, zatímco hlavní objekt (delfín) zůstává ve středu obou obrazů v obou očích, kostka je posunuta doprava v obrazu levého oka a je posunuta doleva, když v obrazu pravého oka.
Obě oči se sbíhají k objektu pozornosti.
Kostka je posunuta vpravo na obrázku levého oka.
Kostka je posunuta doleva v pravé oko obraz.
Vidíme jediný, kyklopský obraz z obrazů obou očí.
Protože každé oko je v jiné horizontální poloze, každé má trochu jinou perspektivu na scéně, která přináší jiné retinální obrazy. Normálně nejsou pozorovány dva obrazy, ale spíše jeden pohled na scénu, jev známý jako ojedinělost vidění.
Pokud jsou snímky velmi odlišné (například tím, že šilhají, nebo tím, že prezentují různé snímky ve stereoskopu), pak lze vidět jeden snímek po druhém, což je jev známý jako binokulární rivalita.
Mozek dává každému bodu kyklopského obrázku hodnotu hloubky, kterou zde představuje mapa hloubky ve stupních šedi.
Stereo vidění, důležité pole počítačového vidění, je někdy metodou používanou v mobilní robotice k detekci překážek. Bylo učiněno mnoho pokusů o reprodukci lidského stereo vidění na rychle se měnících počítačových displejích a za tímto účelem byly v USPTO podány četné patenty týkající se 3D televize a kina. Přinejmenším v USA byla obchodní činnost týkající se těchto patentů omezena výhradně na koncesionáře a držitele licencí držitelů patentů, jejichž zájmy zpravidla trvají dvacet let od okamžiku podání.
Zvýhodnění 3D televize a kina (které obecně vyžadují pluralitu digitálních projektorů, jejichž pohyblivé obrazy musí být synchronizovány počítačem), několik stereoskopických LCD bude nabízet Sharp, který již začal dodávat notebook se zabudovaným stereoskopickým LCD. Ačkoli starší technologie vyžadovala, aby si uživatel nasadil brýle nebo hledí pro prohlížení počítačem generovaných obrazů, nebo CGI, novější technologie mají tendenci používat fresnelové čočky nebo desky nad displeji z tekutých krystalů, což uživatele osvobozuje od nutnosti nasazovat si speciální brýle nebo brýle.