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立体視（ステレオスコピックまたはステレオイメージングとも呼ばれる）とは、画像を三次元に見せることを指します。最も一般的な立体視は、2 視点立体視で、両眼視差を利用して 2 つの 2 次元画像から画像に部分的な奥行き知覚を作り出します。[ 2 ] [ 3 ]立体視という言葉は、古代ギリシャ語のστερεός ( stereós )「しっかりした、堅固な」とσκοπέω ( skopéō ) 「見る、見る」に由来します。[ 4 ] [ 5 ]立体視の画像はすべてステレオグラムと呼ばれます。元々、ステレオグラムとは、立体鏡を使って見ることができる 2 つの 2 次元画像を指していました。
ほとんどの立体視法では、視聴者に一対の二次元画像が提示されます。左の画像は左目に、右の画像は右目に提示されます。これらを見ると、人間の脳は画像を単一の3D画像として認識し、視聴者に3Dの奥行き感を与えます。しかし、この3D効果には適切な焦点深度が欠けているため、輻輳調節の矛盾が生じます。
立体視は、画像を完全な3次元で表示する他のタイプの3Dディスプレイとは異なり、観察者が頭や目の動きによって表示されている3次元オブジェクトに関する情報を増やすことができる。
立体視は、3 次元の奥行きの印象を作り出します。最も一般的な立体視の種類である 2 ビュー立体視は、一対の 2 次元画像から印象を作り出します。[ 2 ] [ 6 ]奥行きの知覚を含む人間の視覚は複雑なプロセスであり、目を通して取り込まれた視覚情報の取得から始まるだけです。生の情報を理解しようと努める脳内で多くの処理が行われます。目が見たものを解釈する際に脳内で発生する機能の 1 つは、観察者からの物体の相対的な距離と、それらの物体の奥行き次元を評価することです。知覚されたシーンの相対的な距離と奥行きを測るために脳が使用する手がかりには、次のものがあります。 [ 7 ]
（上記の手がかりのうち最初の３つを除くすべては、絵画、写真、テレビなどの伝統的な二次元画像に存在します。）[ 8 ]
2視点立体視は、写真、映画、またはその他の画像において、左右の目にわずかに異なる画像を提示することで奥行きの印象を作り出すもので、これにより最初の手がかり（立体視）が追加されます。2つの画像は脳内で結合され、奥行きの知覚が生まれます。立体視によって生成された画像内のすべての点は、元のシーンでの奥行きに関係なく同じ平面に焦点を合わせるため、3番目の手がかりである焦点は複製されず、したがって奥行きの錯覚は不完全です。立体視には、人間の視覚にとって不自然な2つの主要な要素があります。（1）ディスプレイまたはスクリーンの前または後ろにある物体の知覚位置と、その光の実際の発生源との違いによって生じる輻輳と調節の不一致、および（2）一部の立体視方法における画像の分離の不完全さによって生じる可能性のある両眼間のクロストーク。
「3D」という用語は広く使われているが、2次元画像を2つ並べて表示する方式は、立体ディスプレイを用いて画像を完全な3次元で表示したり、光場を再現したりする方式とは明らかに異なる。最も顕著な違いは、2視点3Dディスプレイの場合、観察者の頭や目の動きによって、見ている3次元物体に関する情報が変化しない点である。立体ディスプレイにはこのような制限はない。
ほとんどの3Dディスプレイは、2つの視点による立体視方式を使用して画像を伝えます。この方式は、1838年にチャールズ・ホイートストン卿によって初めて発明され[ 9 ] [ 10 ] 、最初の携帯型3Dビューイングデバイスを作ったデイビッド・ブリュースター 卿によって改良されました[ 11 ] 。
ホイートストンは当初、写真がまだ利用できなかったため、自身の立体鏡（かなりかさばる装置）[ 12 ]を図面とともに使用しましたが、彼の最初の論文は、現実的な画像化方法の開発を予見していたようです。[ 13 ]
説明のために輪郭線のみを用いたのは、陰影や着色を導入すると、その効果が全部または一部これらの状況によるものと推測される可能性があるからである。一方、それらを考慮に入れないことで、立体感の全体的な効果が、それぞれの網膜に投影された2つの単眼像の同時知覚によるものであることに疑いの余地がなくなる。しかし、実物の物体に最も忠実な類似性を得る必要がある場合は、陰影や着色を適切に用いて効果を高めることができる。注意深く観察すれば、画家は2つの構成要素となる絵を描き、彩色することで、観察者の心に、結果として知覚される対象物との完全な同一性を提示することができる。花、水晶、胸像、花瓶、様々な種類の道具などは、このようにして実物そのものと視覚的に区別できないように表現することができる。[ 9 ]
立体視は写真測量で使用されるほか、ステレオグラムの作成を通じて娯楽にも使用されます。立体視は、実験データから生成されるような大規模な多次元データセットからレンダリングされた画像を表示するのに便利です。現代の産業用3次元写真では、3Dスキャナを使用して3次元情報を検出および記録することがあります。[ 14 ] 3次元深度情報は、左右の画像のピクセルを相関させることにより、コンピュータを使用して2つの画像から再構築できます。 [ 15 ]コンピュータビジョンの分野における対応問題の解決は、2つの画像から意味のある深度情報を生成することを目的としています。
2つの視点からの立体画像を見る際には、両眼視には3つの要素が関わっています。
これらの機能は幼児期に発達します。斜視のある人の中には立体視の発達が阻害される人もいますが、視能訓練によって両眼視を改善することができます。人の立体視力[ 16 ]は、奥行きとして知覚できる最小の画像のずれを決定します。さまざまな医学的状態により、約12%の人が3D画像を正しく見ることができないと考えられています。[ 17 ] [ 18 ]別の実験によると、最大30%の人が立体視が非常に弱く、立体視のずれに基づく奥行き知覚ができません。これにより、立体視の没入効果が無効になるか、大幅に減少します。[ 19 ]
立体視は、ヴァン・ヘア効果で実証されているように、見る人の脳によって人工的に作り出される場合がある。ヴァン・ヘア効果とは、対になった写真が全く同じであっても、脳が立体画像として認識する現象である。この「偽の立体感」は、脳の立体視能力の発達によって生じるものであり、対になった画像に実際には3Dの手がかりがほとんど、あるいは全くない場合でも、見る人が奥行き情報を補完することを可能にする。
従来の立体写真では、2D画像2枚から3Dの錯覚を生み出す両眼ステレオグラムを作成します。脳の奥行き知覚を高める最も簡単な方法は、同じ物体を2つの異なる視点から捉えた2枚の画像を見せることであり、その際のわずかなずれは、両眼視で自然に得られる視点とほぼ等しいか、それと同等です。
眼精疲労や歪みを避けるため、2つの2D画像はそれぞれ、無限遠にある物体が目の正面にあるように、つまり視線が交差したり開いたりしないように表示されるように提示されるべきである。地平線や雲など、無限遠にある物体が画像に含まれていない場合は、画像間の間隔をそれに応じて狭くする必要がある。
並列表示方式の利点は、輝度低下がないため、非常に高解像度かつフルスペクトルカラーで画像を表示できること、作成が容易であること、そして追加の画像処理がほとんど、あるいは全く不要であることです。自由視のために一対の画像を表示する場合など、状況によっては、装置や追加の光学機器は一切必要ありません。
並列表示方式の主な欠点は、大きな画像を表示する際に実用性に欠け、解像度が表示媒体の容量または人間の視力のどちらか小さい方によって制限される点です。これは、画像のサイズが大きくなるにつれて、快適に見るためには表示装置または視聴者自身が画像から比例して離れなければならないためです。より詳細な部分を見るために画像に近づくことは、その差に合わせて調整できる表示装置があって初めて可能になります。
フリービューイングとは、ビューイングデバイスを使用せずに、左右に並んだ一対の画像を見ることである。[ 3 ]
フリービューには、平行視と交差視の2つの方法があります。[ 16 ] [ 20 ]
プリズムを用いた自己マスキング眼鏡は、現在、一部の斜視支持者によって使用されている。これらは必要な輻輳の度合いを軽減し、大きな画像を表示できるようにする。しかし、プリズム、鏡、レンズを用いて融合や焦点合わせを補助する視覚補助具は、単なる立体鏡の一種であり、自由視の一般的な定義からは除外される。
鏡やプリズムを使わずに2つの別々の画像を立体視的に融合させ、同時に適切なビューイングレンズを使わずに鮮明な焦点を維持するには、必然的に眼球の輻輳と調節の不自然な組み合わせが必要となります。そのため、単純な自由視では、現実世界の視覚体験における生理的な奥行きの手がかりを正確に再現することはできません。個人によって、融合や良好な焦点合わせの容易さや快適さ、そして眼精疲労や眼圧のかかりやすさは異なります。
オートステレオグラムは、外部の2次元画像から人間の脳内に3次元（3D）シーンの視覚的錯覚を生み出すように設計された、単一画像ステレオグラム（SIS）です。これらのオートステレオグラムで3D形状を認識するには、通常は自動的に行われる焦点調節と輻輳の協調を克服する必要があります。
コントラストベースの立体視は、色のコントラストを利用することで、単一の二次元画像のみを用いて両眼立体視の効果を部分的に再現する方法です。この方法で立体画像を作成するには、2つの単色で部分的に透明な画像（一方が他方よりも明るい色）を重ね合わせる必要があります。この方法は輻輳操作を必要としませんが、特定の視野角からのみ奥行きの錯覚を生み出すことができ、オートステレオグラムのように完全な三次元シーンをシミュレートすることはできません。
立体鏡は、同じ被写体をわずかに異なる角度から撮影した2枚の写真を同時に、左右の目にそれぞれ表示する装置です。シンプルな立体鏡は、使用できる画像のサイズに制限があります。より複雑な立体鏡は、水平方向の潜望鏡のような装置を2つ使用することで、より大きな画像を使用でき、より広い視野で詳細な情報を表示できます。ホームズ式立体鏡のような歴史的な立体鏡は、骨董品として購入することもできます。
立体写真カードは、紙に印刷されたほぼ同一の写真またはプリント2枚を、硬いカードの台紙に並べて貼り付けたものです。[ 21 ]ただし、ダゲレオタイプ、ガラス乾板ネガ、その他のプロセスで作成されたものもあります。[ 21 ]立体写真カードの台紙は、鮮やかな色彩で装飾的な印刷や装飾的な縁取りが施されている場合もあれば、地味で簡素な、実用的な外観の場合もあります。色付きの台紙は一般的に色が均一で、カードの両面に同じ色が使われていますが、片面に1色、もう片面に別の色が使われている多色刷りの台紙もあります。[ 22 ] 19世紀に作られた鮮やかな色の立体写真カードの台紙には、エメラルドグリーンやパリグリーンなどの有毒な顔料が含まれている場合があります。[ 22 ]
ステレオスコープの中には、フィルムやガラスにプリントされた透明な写真（透過写真またはスライドと呼ばれる）を見るために設計されたものもあります。1850年代に発行された初期のステレオスコープ画像の中には、ガラス製のものもありました。20世紀初頭には、45×107 mmと6×13 cmのガラス製スライドが、特にヨーロッパでアマチュアのステレオ写真の一般的なフォーマットでした。その後、フィルムベースのフォーマットがいくつか使用されるようになりました。市販のフィルム製ステレオ画像で最もよく知られているフォーマットは、 1931年に発売されたTru-Vueと、1939年に発売され現在も生産されているView-Masterです。アマチュアのステレオスライドでは、1947年に発売されたStereo Realistフォーマットが圧倒的に一般的です。
ユーザーは通常、拡大レンズ付きの小型LCDまたはOLEDディスプレイが左右の目にそれぞれ1つずつ付いたヘルメットまたは眼鏡を着用します。この技術は、ステレオ映画、画像、ゲームを表示するために使用できますが、仮想ディスプレイを作成するためにも使用できます。ヘッドマウントディスプレイはヘッドトラッキングデバイスと組み合わせることもできます。これにより、ユーザーは頭を動かすことで仮想世界を「見回す」ことができ、別のコントローラーは不要になります。ユーザーに吐き気を起こさせないようにこの更新を十分速く行うには、大量のコンピュータ画像処理が必要です。6軸位置センシング（方向と位置）を使用する場合、装着者は使用する機器の制限内で動き回ることができます。コンピュータグラフィックスの急速な進歩とビデオやその他の機器の継続的な小型化により、これらのデバイスはより手頃な価格で入手できるようになります。
ヘッドマウント型またはウェアラブル型のメガネを使用することで、現実世界の視界に透視画像を重ね合わせ、拡張現実と呼ばれるものを表示できます。これは、ビデオ画像を部分反射ミラーで反射させることで実現されます。現実世界の視界は、ミラーの反射面を通して見えます。実験的なシステムはゲームにも使用されており、プレイヤーが動き回ると仮想の対戦相手が実際の窓から覗き込むといったことが可能です。この種のシステムは、複雑なシステムの保守において幅広い用途が期待されています。隠れた要素をコンピュータグラフィックスでレンダリングし、技術者の自然な視覚と組み合わせることで、技術者に事実上の「X線視力」を与えることができるからです。さらに、技術データや回路図を同じ機器に送信できるため、かさばる紙の文書を入手して持ち運ぶ必要がなくなります。
拡張立体視は、放射線画像データ（ CTスキャンやMRI画像）と外科医の視覚を組み合わせることができるため、外科手術への応用も期待されている。
3Dビューア技術には、アクティブ型とパッシブ型の2種類があります。アクティブ型ビューアは、ディスプレイと相互作用する電子回路を備えています。一方、パッシブ型ビューアは、両眼からの入力信号を一定の速度でフィルタリングし、それぞれの目に送ります。
シャッター方式は、左目用の画像を表示しながら右目の視界を遮断し、次に右目用の画像を表示しながら左目を遮断するという動作を非常に高速に繰り返すことで、2つの画像が1つの3D画像に融合したように知覚される際に、この中断が妨げられないようにします。一般的には液晶シャッターメガネを使用します。各目のメガネには、電圧を印加すると暗くなる性質を持つ液晶層が含まれており、電圧を印加しない限り透明です。メガネはタイミング信号によって制御され、画面のリフレッシュレートと同期して、片方の目ともう片方の目を交互に暗くします。アクティブシャッターの主な欠点は、ほとんどの3Dビデオや映画が左右の同時ビューで撮影されているため、横方向に動くものに対して「時間視差」が生じることです。たとえば、 最新の2x60Hz投影の場合、時速3.4マイルで歩いている人は、20%近く見えたり、25%遠く見えたりします。
立体映画を上映するには、2 つの画像を偏光フィルターを通して同じスクリーンに重ねて投影するか、偏光フィルターを備えたディスプレイに表示します。投影には、偏光が保持されるように銀スクリーンが使用されます。ほとんどのパッシブディスプレイでは、ピクセルの行が 1 つおきに片方の目用に偏光されています。[ 23 ]この方法はインターレース方式としても知られています。視聴者は、反対の偏光フィルターのペアも含まれている安価な眼鏡をかけます。各フィルターは、同じ偏光の光のみを通過させ、反対の偏光の光を遮断するため、各目は 1 つの画像のみを見ることができ、効果が得られます。
この技術では、右目には赤、緑、青の特定の波長を使用し、左目には赤、緑、青の異なる波長を使用します。特定の波長をフィルタリングする眼鏡により、着用者はフルカラーの3D画像を見ることができます。これは、スペクトルコムフィルタリング、波長多重ビジュアライゼーション、またはスーパーアナグリフとしても知られています。Dolby 3Dはこの原理を使用しています。Omega 3D/ Panavision 3Dシステムもこの技術の改良版を使用しています[ 24 ]。 2012年6月、Panavisionに代わって販売していたDPVO Theatricalは、「厳しい世界経済と3D市場の状況」を理由に、Omega 3D/Panavision 3Dシステムの販売を中止しました。
アナグリフ3Dとは、異なる（通常は色相的に反対の）色のフィルター（一般的には赤とシアン）を使用して各目の画像をエンコードすることによって実現される立体視3D効果の名称です。赤とシアンのフィルターが使用できるのは、人間の視覚処理システムが、物体の色と輪郭を判断するために、青と黄色の比較だけでなく、赤とシアンの比較も使用するためです。アナグリフ3D画像には、各目に1つずつ、2つの異なるフィルターで色付けされた画像が含まれています。「色分けされた」アナグリフメガネを通して見ると、2つの画像がそれぞれ片方の目に届き、統合された立体視画像が現れます。脳の視覚野はこれを融合して、3次元のシーンまたは構成の知覚にします。[ 25 ]
アメリカンペーパーオプティクスのクロマデプス方式は、プリズムによって色がさまざまな程度に分離されるという事実に基づいています。クロマデプス眼鏡には、微細なプリズムで構成された特殊なビューフォイルが内蔵されています。これにより、画像が色に応じて一定量だけ移動します。片方の目にプリズムフォイルを使用し、もう片方の目に使用しない場合、見える2つの画像は 、色に応じて 、多かれ少なかれ広く分離されます。脳はこの差から空間的な印象を作り出します。この技術の利点は、何よりもまず、クロマデプス画像を眼鏡なしでも（つまり2次元でも）問題なく見ることができる点にあります（2色アナグリフとは異なります）。ただし、色は画像の奥行き情報を含んでいるため、選択できる色は限られています。物体の色を変更すると、その物体の観測距離も変化します。[ 26 ]
プルフレッヒ効果は、暗いレンズを通して見るときのように、光量が少ないときに人間の目が画像を処理する速度が遅くなるという現象に基づいています。[ 27 ]プルフレッヒ効果は、奥行きの錯覚を引き起こすために特定の方向への動きに依存するため、一般的な立体視技術としては役に立ちません。たとえば、静止している物体が画面の内側または外側に伸びているように見せるために使用することはできません。同様に、垂直方向に動く物体は、奥行き方向に動いているようには見えません。物体の偶発的な動きは偽のアーティファクトを生み出し、これらの偶発的な効果は、シーンの実際の奥行きとは関係のない人工的な奥行きとして認識されます。
立体視は、画像を上下に重ねて表示することで実現されます。上下表示形式には、右目をわずかに上向きに、左目をわずかに下向きに傾ける特殊なビューアが用いられます。ミラーを使用した最も一般的なものは View Magic です。プリズム眼鏡を使用した別のものとしてはKMQ ビューアがあります。[ 28 ]この技術の最近の使用例としては openKMQ プロジェクトがあります。[ 29 ]
オートステレオスコピックディスプレイ技術は、ユーザーが装着するのではなく、ディスプレイ内の光学部品を使用して、左右の目に異なる画像を表示できるようにします。ヘッドギアが不要なため、「メガネ不要の3D」とも呼ばれます。光学系は画像を視聴者の両目に方向別に分割するため、ディスプレイの視認ジオメトリでは、立体視効果を実現するには限られた頭の位置しか必要ありません。オートマルチスコピックディスプレイは、同じシーンを2つだけでなく、複数の視点から表示します。各視点は、ディスプレイの正面の異なる範囲の位置から見ることができます。これにより、視聴者はディスプレイの前で左右に移動しても、どの位置からでも正しい視点を見ることができます。この技術には、大きく分けて2つの種類のディスプレイがあります。1つは、ヘッドトラッキングを使用して視聴者の両目に画面上の異なる画像が表示されるようにするもの、もう1つは、複数の視点を表示することで、ディスプレイが視聴者の視線の方向を知る必要がないものです。オートステレオスコピックディスプレイ技術の例としては、レンチキュラーレンズ、パララックスバリア、ボリュームディスプレイ、ホログラフィー、ライトフィールドディスプレイなどがあります。
レーザーホログラフィーは、その本来の「純粋な」形態である写真透過ホログラムにおいて、元の照明条件を前提とすれば、再現物が元のものと視覚的に区別できないほど完全にリアルに物体やシーンを再現できる唯一の技術です。これは、元のシーンから発せられた光場と同一の光場を生成し、すべての軸で視差があり、非常に広い視野角を持ちます。目は異なる距離にある物体に焦点を合わせるため、被写体の細部が顕微鏡レベルまで保持されます。その効果は、窓越しに見ているのと全く同じです。残念ながら、この「純粋な」形態では、撮影中に被写体がレーザー光で照らされ、光の波長のごくわずかな割合を除いて完全に静止している必要があり、結果を正しく見るにはレーザー光を使用しなければなりません。ほとんどの人は、レーザー光で照らされた透過ホログラムを見たことがありません。一般的に見られるホログラムは、通常の白色光で鑑賞できるように画質が著しく低下しており、生きた被写体を撮影する際には、強力で危険なパルスレーザーを使用する代わりに、非ホログラフィックな中間画像処理プロセスがほぼ必ず用いられる。
従来の写真技術は一般用途には不向きであることが証明されているものの、長年にわたり開発が進められてきたコンピュータ生成ホログラム（CGH）と光電子ホログラフィックディスプレイの組み合わせは、半世紀にわたる夢物語であったホログラフィック3Dテレビを現実のものにする可能性を秘めている。しかしながら、詳細なホログラムを1つ生成するために必要な膨大な計算量と、それらを連続して送信するために必要な膨大な帯域幅が、この技術を研究室レベルにとどめている。
ボリュームディスプレイは、物理的な機構を用いて、ある体積内の光点を表示します。このようなディスプレイは、ピクセルの代わりにボクセルを使用します。ボリュームディスプレイには、複数の表示面を積み重ねたマルチプレーンディスプレイや、回転パネルが体積を走査する回転パネルディスプレイなどがあります。
装置の上空の空中に光の点を投影する他の技術も開発されている。赤外線レーザーを宇宙空間の目標地点に集束させ、可視光を発する小さなプラズマの泡を生成する。
インテグラルイメージングは、オートステレオスコピックかつマルチスコピックな3Dディスプレイを生成する技術です。つまり、3D画像は特殊なメガネを使用せずに見ることができ、水平方向または垂直方向の異なる位置から見ると、異なる側面が見えるということです。これは、マイクロレンズアレイ（レンチキュラーレンズに似ていますが、X - Yまたは「フライズアイ」アレイであり、各レンズレットは通常、より大きな対物レンズの助けを借りずにシーンの独自の画像を形成します）またはピンホールを使用してシーンを4Dライトフィールドとしてキャプチャして表示することで実現され、視聴者が左右上下に移動したり、近づいたり遠ざかったりすると、視差と遠近感がリアルに変化する立体画像が生成されます。
インテグラルイメージングは厳密にはオートステレオスコピーの一種とは言えないかもしれない。なぜなら、オートステレオスコピーは依然として2つの画像を生成することを指すからである。
ウィグルステレオスコピーは、ステレオグラムの左右を素早く交互に表示することで実現する画像表示技術です。ウェブ上ではアニメーションGIF形式で公開されており、オンラインの例はニューヨーク公共図書館のステレオグラムコレクションで見ることができます（2022年5月25日アーカイブ、 Wayback Machine）。
一般的なステレオ写真では、人間の自然な視覚を再現し、実際にその場にいるかのような視覚的印象を与えることが目的であるため、正しいベースライン（左右の画像が撮影される位置間の距離）は両眼間の距離と同じになります。[ 30 ]このようなベースラインで撮影された画像を、撮影時の条件を再現する観察方法を用いて閲覧すると、撮影場所で見えるものとほぼ同じ画像が得られます。これは「オルソステレオ」と表現できます。
しかし、状況によっては、より長いまたはより短いベースラインを使用することが望ましい場合もあります。考慮すべき要素には、使用する観察方法と写真撮影の目的が含まれます。ベースラインの概念は、ステレオ図面やコンピュータ生成ステレオ画像など、ステレオグラフィーの他の分野にも適用されますが、これはカメラやレンズの実際の物理的な距離ではなく、選択された視点に関係します。
立体視ウィンドウの概念は常に重要です。なぜなら、ウィンドウとは、立体視画像を構成する左右の視野の境界の立体視像だからです。ウィンドウの左右の境界によって遮られている物体をウィンドウの前に置くと、不自然で好ましくない効果が生じます。これを「ウィンドウ違反」と呼びます。これは、実際の物理的な窓を例に考えると最もよく理解できます。つまり、2つの異なる奥行きの手がかりの間に矛盾が生じるのです。画像の一部の要素はウィンドウによって隠されるため、ウィンドウはこれらの要素よりも近くに見え、また同じ要素はウィンドウよりも近くに見えます。そのため、視聴者が奥行きの手がかりの矛盾によって不快感を抱かないように、ウィンドウ違反を避けるように常に立体視ウィンドウを調整する必要があります。
窓の手前にある物体は、窓の左右の端に届かない範囲であれば見ることができます。しかし、快適に見るためには視差の範囲に常に限界があるため、これらの物体をあまり近くに見ることはできません。
窓を通して景色を眺める場合、通常は景色全体が窓の向こう側にあるように見えます（平行視を前提とし、左目は左側の像を、右目は右側の像を見る）。景色が遠くにある場合は、窓の向こう側にある程度の距離を置いて見え、近くにある場合は、窓のすぐ向こう側にあるように見えます。窓よりも小さい物体であれば、窓を通り抜けて、窓の手前に部分的に、あるいは完全に現れることもあります。窓よりも小さい大きな物体の一部についても同様です。ステレオウィンドウを設定する目的は、この効果を再現することです。
したがって、画像全体に対する窓の位置を調整し、画像の大部分が窓の向こう側に見えるようにする必要があります。3Dテレビで視聴する場合は、窓を画像の手前に置き、画面と同じ平面上に配置するのが最も簡単です。
逆に、はるかに大きなスクリーンに投影する場合は、例えば最前列に座る観客が約2メートル離れた位置から見えるように、スクリーンの手前に窓を設置する方がはるかに良い（これを「フローティングウィンドウ」と呼ぶ）。そのため、これらの観客は通常、画像の背景を無限遠に見ることができる。もちろん、その後ろに座っている観客は窓をより遠くに見ることになるが、画像が通常の条件で作成され、最前列の観客がこの背景を無限遠に見るようにすれば、その背景の視差が人間の平均的な両眼間距離に等しいため、その後ろに座っている他の観客もこの背景を無限遠に見ることができる。
窓を含むシーン全体を、左右の視点を互いに水平方向にスライドさせることで、奥行き方向に前後に移動させることができます。左右どちらか、または両方の画像を中央から遠ざけると、シーン全体が視聴者から遠ざかり、逆に左右どちらか、または両方の画像を中央に近づけると、シーン全体が視聴者に近づきます。これは、例えば2台のプロジェクターを使用して投影する場合に可能です。
ステレオ写真では、ウィンドウの調整は画像を移動したりトリミングしたりすることで行われますが、図面やコンピュータ生成画像などの他の形式の立体視では、ウィンドウは画像の生成時にデザインに組み込まれています。
画像を工夫してトリミングすることで、必ずしも長方形ではなく、また見る人の視線に垂直な平面上に配置されなくてもよいステレオウィンドウを作成できます。ステレオフレームの縁は直線でも曲線でも構いません。3Dで表示すると、見る人に向かって、あるいは見る人から遠ざかるように、シーンの中を流れるように表現できます。このようにデザインされたステレオフレームは、ステレオ画像内の特定の要素を強調したり、ステレオ画像の芸術的な構成要素として機能したりすることができます。
フリービューの平行表示方式やメガネ/立体視を用いた3D表示では、「ウィンドウ違反」とは、焦点面やスクリーンを超えて切り取られた被写体（狭い窓に収まる大きな物体の一部を見ているような状態）を指す場合があります。しかし、ほとんどのウィンドウ違反は、クロスビューで表示される物体（焦点面やスクリーンの前に物体が現れる「ポップアウト」、右の画像を左の目に、左の目に右の画像が映る）を指し、物体の一部が物理的に切り取られているように見えます。小さな窓から大きな物体が押し出され、その端が文字通り切り取られている様子を想像してみてください。これは、窓の前（視聴者とスクリーンの間）で発生する、重要かつ伝統的なウィンドウ違反であり、ポップアウトした物体の一部が、平行表示で窓の向こう側（奥行き）にある物体のように単に隠れるのではなく、欠落しているように見えるため、最も混乱を招きます。
立体画像は、立体カード、3D映画、3Dテレビ、立体ビデオゲーム[ 31 ]、アナグリフを使用した印刷物、オートステレオグラムの写真、ポスター、書籍など、娯楽目的で一般的に使用されてきましたが、この技術には他にも用途があります。
サルバドール・ダリは、さまざまな錯視を探求する中で、印象的なステレオグラムをいくつか制作しました。他のステレオアーティストには、ゾーイ・ベロフ、クリストファー・シュネバーガー、レベッカ・ハッケマン、ウィリアム・ケントリッジ、ジム・ノートンなどがいます。[ 32 ]赤とシアンのアナグリフ立体画像は手描きでも制作されています。[ 33 ]立体画像の文化的および歴史的側面は、ブリット・サルヴェセンがキュレーションしたロサンゼルス郡立美術館の「3D: Double Vision (2018–2019)」で検証されました。これは、北米の美術館でこの媒体の約200年の歴史を初めて概観したものとされています。[ 34 ]
19世紀には、立体画像が遠く離れた場所や物事を体験する機会を人々に提供することが認識され、多くのツアーセットが制作され、人々が地理、科学、歴史、その他の主題について学ぶことができる書籍が出版されました。[ 35 ]このような用途は20世紀半ばまで続き、キーストーン・ビュー社は1960年代までカードを制作していました。
NASAが2003年に火星の表面探査のために打ち上げた火星探査ローバーには、研究者が火星の表面の立体画像を見ることができる独自のカメラが搭載されている。
各探査車のPancamを構成する 2 つのカメラは、地表から 1.5m の高さに設置され、30cm の間隔で配置され 、1度の内向きの角度が付けられています。これにより、画像ペアを科学的に有用な立体画像に変換することができ、立体図、アナグリフとして表示したり、3D コンピュータ画像に処理したりできます。[ 36 ]
人間の身長に近い高さに設置された一対のカメラからリアルな3D画像を生成できるようになったことで、研究者は観測対象の景観の性質についてより深い洞察を得られるようになった。霞がかった大気や見慣れたランドマークがない環境では、人間は立体視の手がかりに頼って距離を判断する。そのため、単一カメラの視点では解釈がより困難になる。Pancamのような複数カメラによる立体視システムは、無人宇宙探査におけるこの問題を解決する。
ステレオグラムカードとベクトグラフは、検眼医、眼科医、視能訓練士、視覚療法士によって両眼視および調節障害の診断と治療に使用されます。[ 37 ]
ステレオペア写真は、航空写真の 3 次元 (3D) 可視化の方法を提供しました。2000 年頃から、3D 航空写真は主にデジタルステレオイメージング技術に基づいています。ステレオ画像に関連する問題の 1 つは、そのようなファイルを保存するために必要なディスク容量です。実際、ステレオ画像は通常、通常の画像の 2 倍の容量を必要とします。最近、コンピュータビジョン科学者は、ステレオペアファイルの圧縮バージョンを定義することを目的として、ステレオペアの視覚的冗長性に対処する技術を見つけようとしました。[ 39 ] [ 40 ]現在、地図製作者は、地形を 3 次元で可視化するために、コンピュータ プログラムを使用してステレオペアを生成します。[ 41 ]コンピュータ化されたステレオ可視化は、ステレオマッチング プログラムを適用します。[ 42 ] 生物学と化学では、複雑な分子構造がステレオペアでレンダリングされることがよくあります。同じ手法は、2つの変数の関数である数学的（あるいは科学的、工学的）パラメータにも適用できますが、これらの場合、歪んだメッシュやシェーディング（遠くの光源からの光のように）を使用して3次元効果を作成する方が一般的です。
2010年代の多くのビデオゲームは立体視技術を採用しており、『トップスピン4』はその代表的な例である。しかし、今日では立体視技術の普及率は大幅に低下しており、ほとんどのビデオゲームとその開発会社はVR（仮想現実）を用いたゲーム制作を好んでいる。
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