立体視

ステレオスコピー（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）は、両眼視の立体視によって画像に奥行きがあるように見せる技術である。^[2]ステレオスコピーという言葉は、ギリシャ語のστερεός （ステレオス）  「堅固な、しっかりした」とσκοπέω （スコペオー）  「見る、見る」に由来している。 ^{[3] [4]}立体画像はステレオグラムと呼ばれる。もともと、ステレオグラムは、ステレオスコープを使用して見ることができる一対の立体画像を指していた。

ほとんどの立体視法では、視聴者に2 次元画像のペアを提示します。左の画像は左目に、右の画像は右目に表示されます。画像を見ると、人間の脳は画像を 1 つの 3D ビューとして認識し、視聴者に3Dの奥行きを感じさせます。ただし、3D 効果には適切な焦点深度がないため、輻輳調節矛盾が生じます。

立体視は、画像を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、観察者は頭と目の動きによって、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ます。

立体視は、2 次元の画像のペアから 3 次元の奥行きの印象を作り出します。^[5]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、目から取り込んだ視覚情報の取得から始まります。脳は生の情報を理解しようと努めるため、多くの処理を行います。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の次元を評価することです。脳が知覚したシーンの相対的な距離と奥行きを測定するために使用する手がかりには、次のものがあります。 ^[6]

• 輻輳
• 宿泊施設
• 立体視
• オクルージョン - ある物体が別の物体と重なり合うこと
• 大きさがわかっている物体の視野角
• 線遠近法（平行な辺の収束）
• 垂直位置（シーン内の地平線に近いオブジェクトは、より遠くにあるように認識される傾向があります）
• 霞やコントラスト、彩度、色。距離が長いほど霞が大きくなり、彩度が下がり、青に傾く傾向がある。
• テクスチャパターンの詳細サイズの変更

（上記の手がかりのうち最初の2つを除くすべては、絵画、写真、テレビなどの従来の2次元画像に存在します。）^[7]

立体視とは、写真、映画、その他の 2 次元画像に、それぞれの目にわずかに異なる画像を提示して最初の手がかり (立体視) を加えることにより奥行きの印象を作り出すことです。次に、2 つの画像が脳内で結合され、奥行きの知覚が生まれます。立体視によって生成される画像内のすべての点は、元のシーンの奥行きに関係なく同じ平面で焦点が合うため、2 番目の手がかりである焦点は複製されず、奥行きの錯覚は不完全になります。また、立体視には、人間の視覚にとって不自然な主に 2 つの効果があります。(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間の差によって引き起こされる輻輳と調節の不一致、および (2) 一部の立体視法における不完全な画像分離によって引き起こされる、両眼間のクロストークの可能性です。

「3D」という用語はいたるところで使用されていますが、デュアル 2D 画像の表示は、 3 次元で画像を表示することとは明らかに異なります。最も顕著な違いは、「3D」ディスプレイの場合、観察者の頭と目の動きによって、表示されている 3 次元オブジェクトについて受け取る情報が変化しないことです。ホログラフィック ディスプレイとボリューム ディスプレイにはこの制限はありません。2 つのステレオ スピーカーだけで完全な 3 次元音場を再現することができないのと同様に、デュアル 2D 画像を「3D」と呼ぶのは誇張です。正確な用語「立体」は、何十年にもわたる疑問の余地のない誤用によって定着した一般的な誤称「3D」よりも扱いにくいものです。ほとんどの立体ディスプレイは実際の 3D ディスプレイとは言えませんが、実際の 3D ディスプレイはすべて、より低い基準も満たしているため、立体ディスプレイでもあります。

ほとんどの3Dディスプレイは、この立体視方式を使用して画像を伝達します。これは1838年にチャールズ・ホイートストン卿によって最初に発明され、 ^{[8] [9] 、}デイビッド・ブリュースター 卿によって改良され、最初のポータブル3D視聴装置が作られました。^[10]

ホイートストンは当初、写真技術がまだなかったため、ステレオスコープ（かなりかさばる装置）^[11]を使って絵を描いていたが、彼の最初の論文では、現実的な画像化手法の発展を予見していたようだ。^[12]

説明のために、私は輪郭線のみの図を使用しました。なぜなら、陰影や色彩が加えられた場合、その効果はこれらの状況に全面的または部分的に起因していると考えられるからです。一方、それらを考慮に入れないことで、レリーフの効果全体が、各網膜に 1 つずつある 2 つの単眼投影の同時知覚によるものであることに疑問の余地はありません。しかし、実際の物体に最も忠実な類似性を得る必要がある場合は、効果を高めるために陰影や色彩を適切に使用することもできます。細心の注意を払えば、芸術家は 2 つの構成要素の絵を描き、その結果として、表現された物体との完全な同一性を観察者の心に提示することができます。花、水晶、胸像、花瓶、さまざまな種類の楽器などは、視覚的に実際の物体自体と区別がつかないように表現できます。^[8]

立体視は写真測量法で使用され、また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、実験データによって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の表示に役立ちます。現代の産業用3次元写真撮影では、3Dスキャナーを使用して3次元情報を検出し記録する場合があります。[ 13 ^] 3次元の深度情報は、コンピューターを使用して左画像と右画像のピクセルを相関させることにより、2つの画像から再構築できます。 ^[14]コンピュータービジョンの分野で対応問題を解決することは、2つの画像から意味のある深度情報を作成することを目指しています。

解剖学的には、立体画像を見るために必要な両眼視には 3 つのレベルがあります。

1. 同時知覚
2. 融合（両眼の「単一」視覚）
3. 立体視

これらの機能は幼少期に発達します。斜視のある人の中には立体視の発達を妨げる人もいますが、両眼視力矯正治療によって両眼視力を改善することができます。人の立体視力^[15]は、奥行きとして知覚できる最小の画像の視差を決定します。さまざまな病状により、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。^{[16] [17]}別の実験によると、最大 30% の人が立体視力が非常に弱く、立体視差に基づく奥行き知覚が妨げられています。これにより、立体視の没入感が無効になるか大幅に減少します。^[18]

立体視は、ヴァン・ヘア効果で実証されているように、視聴者の脳によって人工的に作り出されることがあります。ヴァン・ヘア効果では、一対の写真が同一であっても、脳は立体画像を認識します。この「偽の次元性」は、脳の立体視力が発達したために生じ、一対の画像に実際には 3D の手がかりがほとんどない場合でも、視聴者は奥行き情報を補うことができます。

従来の立体写真は、2D 画像のペア、つまりステレオグラムから 3D の錯覚を作り出すものです。脳の奥行き知覚を高める最も簡単な方法は、両眼が両眼で自然に受け取る視点と同等かそれに近いわずかな偏差で、同じ物体の 2 つの視点を表す 2 つの異なる画像を視聴者の目に提供することです。

目の疲れや歪みを避けるために、2 つの 2D 画像は、視聴者の目が交差したり、交差したりすることなく、無限遠にある物体が正面にあるように視聴者に提示される必要があります。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、画像の間隔をそれに応じて狭くする必要があります。

サイドバイサイド ビューアーの利点は、明るさの低下がないこと、非常に高解像度でフル スペクトル カラーで画像を表示できること、作成が簡単であること、追加の画像処理がほとんどまたはまったく必要ないことです。2 つの画像を自由に表示する場合など、状況によってはデバイスや追加の光学機器は必要ありません。

サイドバイサイド ビューアーの主な欠点は、大きな画像表示が実用的ではなく、解像度が表示媒体または人間の目の小さい方によって制限されることです。これは、画像のサイズが大きくなると、快適に画像を見るために、表示装置またはビューアー自身が画像から比例して離れる必要があるためです。より詳細を見るために画像に近づくことは、その差に適応した表示機器でのみ可能です。

フリービューイングとは、視聴装置を使用せずに、並べて表示された画像のペアを視聴することです。^[2]

フリービューには2つの方法があります: ^{[15] [19]}

• 平行表示法では、左目の画像を左側に、右目の画像を右側に置いた画像ペアを使用します。融合された 3 次元画像は、実際の 2 つの画像よりも大きく遠くに見え、実物大のシーンを説得力を持ってシミュレートできます。視聴者は、実際のシーンを見ているかのように、実質的に平行な目で画像を見ようとします。目の焦点と両眼の輻輳は習慣的に調整されているため、これは通常の視力では難しい場合があります。2 つの機能を切り離す 1 つの方法は、完全にリラックスした目で画像ペアを非常に近くから見ることであり、はっきりと焦点を合わせようとはせず、単に「ルックスルー」アプローチによって 2 つのぼやけた画像の快適な立体的融合を達成し、その後で焦点をより明確にするために努力し、必要に応じて視聴距離を増やします。使用するアプローチや画像媒体に関係なく、快適な視聴と立体的正確さのために、画像のサイズと間隔は、シーン内の非常に離れたオブジェクトの対応するポイントが視聴者の目と同じ距離だけ離れている必要がありますが、それ以上離れてはいけません。平均的な両眼間距離は約 63 mm です。これよりはるかに離れた画像を見ることも可能ですが、通常の使用では両眼が離れることはないため、事前にある程度の訓練が必要となり、眼精疲労を引き起こす傾向があります。
• 交差視法では、左目と右目の画像を入れ替えて、正しく交差視されるようにします。左目で右目の画像を見、その逆も同様です。融合した 3 次元画像は実際の画像よりも小さく近くに見えるため、大きな物体やシーンが縮小されて見えます。この方法は通常、自由視の初心者にとって簡単です。融合を補助するために、指先を 2 つの画像の境界の真下に置き、目を指先に向けたまま、ゆっくりとまっすぐに観察者の目の方に持っていきます。一定の距離で、融合した 3 次元画像が指の真上に浮かんでいるように見えるはずです。または、小さな開口部が切り込まれた紙を同様の方法で使用できます。画像のペアと観察者の目の間に正しく配置すると、小さな 3 次元画像がフレームされているように見えます。

斜視の支持者の中には、プリズム式の自己遮蔽メガネを使用している人もいます。これにより、必要な収束度合いが軽減され、大きな画像を表示できます。ただし、融合や焦点合わせを補助するためにプリズム、鏡、レンズを使用する視覚補助器具は、単に立体視の一種であり、自由視の通常の定義からは除外されます。

鏡やプリズムを使わずに 2 つの別々の画像を立体的に融合し、同時に適切な観察レンズを使わずに鮮明な焦点を維持するには、必然的に目の輻輳と調節の不自然な組み合わせが必要になります。したがって、単純な自由観察では、現実世界の観察体験の生理学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。融合と適切な焦点の達成における容易さと快適さの度合いは個人によって異なり、目の疲労や緊張の傾向も異なります。

オートステレオグラムは、単一画像ステレオグラム (SIS) であり、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作り出すように設計されています。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、焦点合わせと輻輳の間の通常の自動調整を克服する必要があります。

ステレオスコープは、基本的に、同じ物体をわずかに異なる角度から撮影した 2 枚の写真が、それぞれの目に 1 枚ずつ同時に表示される機器です。単純なステレオスコープでは、使用できる画像のサイズが制限されます。より複雑なステレオスコープでは、水平の潜望鏡のような装置が 1 組使用され、より広い視野でより詳細な情報を表示できる、より大きな画像を使用できます。ホームズ ステレオスコープなどの歴史的なステレオスコープは、骨董品として購入できます。

一部のステレオスコープは、フィルムやガラス上の透明な写真（トランスペアレンシーまたはダイアポジティブ、一般にスライドと呼ばれる）を見るために設計されています。1850年代に発行された最も初期のステレオスコープビューの一部はガラス上でした。20世紀初頭には、45x107 mmおよび6x13 cmのガラススライドが、特にヨーロッパでアマチュアステレオ写真撮影用の一般的な形式でした。後年、いくつかのフィルムベースの形式が使用されました。商業的に発行されたフィルム上のステレオビューの最も有名な形式は、 1931年に導入されたTru-Vueと、 1939年に導入され現在も生産されているView-Masterです。アマチュアステレオスライドの場合、 1947年に導入されたStereo Realist形式が圧倒的に一般的です。

ユーザーは、通常、両目に 1 つずつ、拡大レンズ付きの2 つの小型LCDまたはOLEDディスプレイが付いたヘルメットまたはメガネを着用します。この技術は、ステレオ映画、画像、ゲームの表示に使用できますが、仮想ディスプレイの作成にも使用できます。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、別のコントローラは不要になります。この更新を、ユーザーに吐き気を起こさせないように迅速に実行するには、大量のコンピュータ画像処理が必要です。6 軸位置検出 (方向と位置) を使用すると、着用者は、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利用できるようになり始めています。

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して、現実世界のビューに重ねられたシースルー画像を表示し、いわゆる拡張現実を作り出すことができます。これは、部分的に反射するミラーを介してビデオ画像を反射することによって行われます。現実世界のビューは、ミラーの反射面を通して見られます。実験的なシステムはゲームに使用されており、プレーヤーが動き回ると、仮想の対戦相手が実際の窓から覗くことがあります。このタイプのシステムは、隠れた要素のコンピューターグラフィックスレンダリングと技術者の自然な視覚を組み合わせることで、技術者に事実上「X線視覚」を提供できるため、複雑なシステムのメンテナンスに幅広く応用できると予想されています。さらに、技術データと概略図をこの同じ機器に配信できるため、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、放射線データ（CAT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、手術への応用も期待されています。

仮想網膜ディスプレイ (VRD) は、網膜スキャン ディスプレイ (RSD) または網膜プロジェクター (RP) とも呼ばれ、「網膜ディスプレイ」と混同しないでください。これは、ラスター画像 (テレビ画像など) を目の網膜に直接描画するディスプレイ技術です。ユーザーは、目の前の空間に浮かんでいるように見える従来のディスプレイを目にします。真の立体視を実現するには、それぞれの目に個別のディスプレイを用意する必要があります。比較的大きなレンズやミラーを使用せずに、有効に大きな視角を占める仮想ディスプレイを作成するには、光源を目のすぐ近くに配置する必要があります。1 つ以上の半導体光源を組み込んだコンタクト レンズは、最も一般的に提案されている形式です。2013 年現在、コンタクト レンズに適切な光線スキャン手段を組み込むことは、正確に位置合わせされた数十万 (HD 解像度の場合は数百万) の適度に透明な平行光源アレイを埋め込むという代替案と同様に、依然として非常に困難です。

3D ビューアー技術には、アクティブとパッシブの 2 つのカテゴリがあります。アクティブ ビューアーには、ディスプレイと対話する電子機器が搭載されています。パッシブ ビューアーは、両眼入力の一定ストリームを適切な目にフィルタリングします。

シャッター システムは、左目用の画像を右目の視界を遮りながら開放的に表示し、次に右目の画像を表示しながら左目を遮り、これを非常に高速に繰り返すことで機能します。このため、中断によって 2 つの画像が 1 つの 3D 画像に融合しているという認識が妨げられることはありません。シャッター システムでは通常、液晶シャッター グラスが使用されます。各目のグラスには液晶層が含まれており、電圧が加えられると暗くなり、それ以外は透明になります。このグラス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、グラスが交互に片方の目ともう一方の目で暗くなります。アクティブ シャッターの主な欠点は、ほとんどの 3D ビデオと映画が左目と右目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、時速 3.4 マイルで歩いている人は、最新の 2x60 Hz 投影の場合、20% 近くまたは 25% 遠くに見えます。

立体画像を提示するには、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、偏光フィルター付きのディスプレイに表示します。投影には、偏光が維持されるように銀スクリーンを使用します。ほとんどのパッシブ ディスプレイでは、ピクセルの 1 行おきが片方の目またはもう一方の目用に偏光されます。^[20]この方法はインターレースとも呼ばれます。視聴者は、反対の偏光フィルターのペアを含む安価な眼鏡をかけます。各フィルターは同様に偏光した光のみを通過させ、反対の偏光をブロックするため、各目には画像が 1 つだけ表示され、効果が得られます。

この技術は、右目に赤、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、波長多重視覚化、またはスーパーアナグリフとも呼ばれます。ドルビー3Dはこの原理を使用しています。オメガ3D /パナビジョン3Dシステムも、この技術の改良版を使用しています^[21] 2012年6月、オメガ3D /パナビジョン3Dシステムは、パナビジョンに代わって販売していたDPVOシアトリカルによって、「世界経済と3D市場の厳しい状況」を理由に廃止されました。

アナグリフ 3D は、異なる (通常は色彩的に反対の) 色 (通常は赤とシアン) のフィルターを使用して各目の画像をエンコードすることで実現される立体 3D 効果に付けられた名前です。赤シアン 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、赤とシアン、および青と黄色の比較を使用して、物体の色と輪郭を決定するためです。アナグリフ 3D 画像には、各目に 1 つずつ、異なるフィルターをかけた色の画像が 2 つ含まれています。「色分けされた」「アナグリフ グラス」を通して見ると、2 つの画像がそれぞれ片方の目に届き、統合された立体画像が現れます。脳の視覚皮質はこれを融合して、3 次元のシーンまたは構成を認識します。^[22]

American Paper Optics の ChromaDepth 法は、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。ChromaDepth 眼鏡には、極小のプリズムからなる特殊なビュー フォイルが含まれています。これにより、画像は色に応じて一定量移動します。プリズム フォイルを片方の目に使用し、もう一方の目には使用しない場合、2 つの画像は色に応じて、多かれ少なかれ離れます。脳はこの違いから空間的印象を生み出します。この技術の利点は、何よりも、眼鏡なしでも ChromaDepth 画像 (したがって 2 次元) を問題なく見ることができることです (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。オブジェクトの色を変更すると、そのオブジェクトの観察距離も変更されます。^[23]

プルフリッヒ効果は、暗いレンズを通して見るときのように、光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。^[24]プルフリッヒ効果は、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、静止した物体が画面の内外に明らか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、垂直方向に移動する物体は奥行き方向に動いているようには見えません。物体が偶発的に動くと偽のアーティファクトが生成され、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表示されます。

立体視は、画像のペアを上下に配置することで実現されます。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オーバー/アンダー形式用の特別なビューアーが作られています。最も一般的なものは、ミラーを使用する View Magic です。プリズムグラスを使用する別のビューアーは、 KMQ ビューアーです。^[25]この技術の最近の使用例は、openKMQ プロジェクトです。^[26]

自動立体ディスプレイ技術では、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、それぞれの目に異なる画像が見えるようにします。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目に方向的に分割するため、ディスプレイの表示ジオメトリでは、立体効果を実現するために必要な頭の位置が制限されます。自動多視点ディスプレイは、同じシーンを 2 つだけではなく複数のビューで表示します。各ビューは、ディスプレイの前のさまざまな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、どの位置からでも正しいビューを見ることができます。この技術には、2 つの大きなクラスのディスプレイが含まれます。ヘッド トラッキングを使用して視聴者の 2 つの目がそれぞれ画面上で異なる画像を見るようにするディスプレイと、複数のビューを表示して、視聴者の目がどこに向いているかをディスプレイが知る必要がないようにするディスプレイです。自動立体ディスプレイ技術の例には、レンチキュラー レンズ、視差バリア、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、写真透過ホログラムの本来の「純粋な」形態で、物体またはシーンを完全なリアリズムで再現し、元の照明条件が与えられれば、複製が視覚的にオリジナルと区別できないほどに再現できる、これまでに開発された唯一の技術です。^[要出典]レーザー ホログラフィーは、すべての軸について視差があり、非常に広い視野角を持つ、元のシーンから発せられたのと同一の光場を作成します。目は異なる距離にある物体に異なる焦点を合わせ、被写体の詳細は顕微鏡レベルまで保存されます。その効果は、まさに窓から見ているのと似ています。残念ながら、この「純粋な」形態では、写真の露出中に被写体がレーザーで照らされ、光の波長のごく一部まで完全に静止している必要があり、結果を適切に表示するにはレーザー光を使用する必要があります。ほとんどの人は、レーザーで照らされた透過ホログラムを見たことはありません。一般的に見られるホログラムの種類は、画像品質が著しく低下しているため、通常の白色光を使用して表示することができ、生体を撮影する場合は、強力で危険なパルスレーザーを使用する代わりに、非ホログラムの中間画像化プロセスがほぼ常に使用されます。

元の写真処理は一般使用には非実用的であることが証明されていますが、長年開発が続けられているコンピューター生成ホログラム (CGH) と光電子ホログラフィック ディスプレイを組み合わせることで、半世紀もの間夢見られてきたホログラフィック 3D テレビを現実のものにできる可能性があります。しかし、これまでのところ、詳細なホログラムを 1 つ生成するだけでも膨大な計算量が必要であり、また、ホログラムのストリーム送信には膨大な帯域幅が必要であるため、この技術は研究室の枠内にとどまっています。

2013年、シリコンバレーの企業LEIA社は、多方向バックライトを使用し、メガネを必要とせずに3Dコンテンツを視聴できる広いフル視差角ビューを可能にする、モバイルデバイス（時計、スマートフォン、タブレット）に適したホログラフィックディスプレイの製造を開始しました。^[27]

ボリューム ディスプレイは、何らかの物理的なメカニズムを使用してボリューム内の光の点を表示します。このようなディスプレイでは、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、複数の表示平面が積み重ねられたマルチプレーン ディスプレイや、回転パネルがボリュームを掃引する回転パネル ディスプレイなどがあります。

装置の上空に光の点を投影する技術も開発されている。赤外線レーザーを宇宙空間の目的地に焦点を合わせると、可視光を発する小さなプラズマの泡が発生する。

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 ディスプレイを作成するための技術です。つまり、3D 画像は特別なメガネを使用せずに表示され、水平または垂直の異なる位置から見るとさまざまな側面が見られます。これは、マイクロレンズのアレイ(レンチキュラーレンズに似ていますが、各レンズレットが通常、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するX-Y または「ハエの目」アレイ) またはピンホールを使用してシーンをキャプチャして 4Dライトフィールドとして表示することで実現され、視聴者が左右、上下、近く、または遠くに移動したときに視差と遠近感がリアルに変化する立体画像を生成します。

オートステレオスコピーは依然として 2 つの画像の生成を指すため、インテグラル イメージングは​​技術的にはオートステレオスコピーの一種ではない可能性があります。

ウィグル立体視は、ステレオグラムの左側と右側を素早く交互に表示することで実現される画像表示技術である。ウェブ上ではアニメーションGIF形式で見つかり、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る。2022年5月25日アーカイブ、Wayback Machineで。この技術は「ピクピク」としても知られている。^[28]

人間の自然な視覚を再現し、実際にそこにいるような視覚的印象を与えることを目的とする汎用ステレオ写真の場合、正しいベースライン（右画像と左画像が撮影された場所の間の距離）は両目の間の距離と同じになります。^[29]このようなベースラインで撮影された画像を、写真が撮影された条件を再現する表示方法を使用して表示すると、写真が撮影された場所で見られ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」と説明できます。

ただし、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、使用する表示方法と写真を撮る目的が含まれます。ベースラインの概念は、ステレオ図やコンピューターで生成されたステレオ画像など、ステレオグラフィーの他の分野にも適用されますが、カメラやレンズの実際の物理的な分離ではなく、選択された視点が関係します。

ステレオ ウィンドウの概念は常に重要です。ウィンドウは、立体画像を構成する左ビューと右ビューの外部境界の立体画像であるためです。ウィンドウの側面で切り取られたオブジェクトがウィンドウの前に置かれると、不自然で望ましくない効果が生じます。これは「ウィンドウ違反」と呼ばれます。これは、実際の物理的なウィンドウの例えに戻ると最もよく理解できます。したがって、2 つの異なる奥行きキューの間に矛盾があります。つまり、画像の一部の要素がウィンドウによって隠されているため、ウィンドウがこれらの要素よりも近くに表示され、画像の同じ要素がウィンドウよりも近くに表示されます。したがって、奥行きキューの矛盾によって視聴者が不快感を覚えないように、ステレオ ウィンドウは常にウィンドウ違反を回避するように調整する必要があります。

一部の物体は、窓の側面に届かない範囲で、窓の前方に見えることがあります。しかし、快適に見るための視差範囲には常に限界があるため、これらの物体は近すぎるようには見えません。

シーンを窓から見ると、通常はシーン全体が窓の後ろに隠れます (平行ビューを想定し、左の画像は左目で見られ、その逆も同様)。シーンが遠い場合は、シーンは窓の少し後ろになります。シーンが近くにある場合は、シーンは窓のすぐ向こうに見えるようになります。ウィンドウ自体よりも小さいオブジェクトは、ウィンドウを通過して、ウィンドウの前に部分的または完全に現れることもあります。ウィンドウよりも小さい大きなオブジェクトの一部にも同じことが当てはまります。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、画像全体に対するウィンドウの位置は、画像の大部分がウィンドウの向こう側に見えるように調整する必要があります。3D テレビで表示する場合は、ウィンドウを画像の前に配置して、ウィンドウを画面の平面に配置する方が簡単です。

逆に、もっと大きなスクリーンに投影する場合は、ウィンドウをスクリーンの前方に配置する（「フローティング ウィンドウ」と呼ばれる）方がはるかに効果的です。たとえば、最前列に座っている視聴者が約 2 メートル離れたところからウィンドウを見るように設定してください。こうすることで、通常、これらの人々は画像の背景を無限遠で見ることができます。もちろん、その向こう側に座っている視聴者はウィンドウをより遠くに見ますが、画像が通常の状態で作成され、最前列の視聴者がこの背景を無限遠で見ることができる場合、この背景の視差は平均的な人間の両眼間距離に等しいため、後ろに座っている他の視聴者もこの背景を無限遠で見ることができます。

左目と右目のビューを互いに水平にスライドさせることにより、ウィンドウを含むシーン全体を奥行き方向に前後に移動できます。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、一方、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、たとえば、この投影に 2 つのプロジェクターを使用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シフト/トリミングすることによって行われますが、図面やコンピューターで生成された画像などの他の形式の立体視では、ウィンドウは画像が生成されるときにそのデザインに組み込まれます。

画像をクリエイティブに切り取って、必ずしも長方形でなくても、また視聴者の視線に対して垂直な平面上に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 フレームのエッジは直線または曲線にすることができ、3D で表示すると、視聴者に向かって流れたり、視聴者から離れて流れたり、シーンの中を流れたりします。これらの設計されたステレオ フレームは、ステレオ画像の特定の要素を強調するのに役立ち、ステレオ画像の芸術的なコンポーネントになることもあります。

フリービュー平行法またはメガネ/ステレオスコープ補助による 3D 表示では、「ウィンドウ違反」は焦点面または画面を超えて切り取られた被写体を指す場合があります (狭いウィンドウを埋め尽くす大きなオブジェクトの一部を見ているかのように)。ただし、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オブジェクト (「ポップアウト」でオブジェクトが焦点面または画面の前に表示される、右の画像が左目に表示され、その逆も同様) を指し、オブジェクトの一部が物理的に切り取られているように見えます。大きなオブジェクトが小さなウィンドウから押し出され、その端が文字通り切り取られているところを想像してください。これは、ウィンドウの前 (視聴者と画面の間) にある重大な従来のウィンドウ違反であり、ポップアウト オブジェクトの一部が、ウィンドウ (奥行き) の向こう側にある平行表示オブジェクトのように単に隠れているのではなく、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、^[30]アナグリフや写真を使用した印刷物、オートステレオグラムのポスターや本など、娯楽のために一般的に使用されてきましたが、この技術は他にも用途があります。

サルバドール・ダリは、さまざまな錯視の探求の中で、印象的なステレオグラムをいくつか作成しました。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。^[31]赤とシアンのアナグリフ立体画像も手描きされています。^[32]

19世紀には、立体画像が人々に遠く離れた場所や物を体験する機会を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、地理、科学、歴史などの学習を可能にする本が出版されました。^[33]このような使用は20世紀半ばまで続き、キーストーンビュー社は1960年代までカードを製造していました。

火星の表面を探査するために2003年にNASAによって打ち上げられ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ます。

各ローバーのパンカムを構成する2台のカメラは、地表から1.5mの高さに設置されており、30cm離れており、1度の角度で傾いています。これにより、画像ペアを科学的に有用な立体画像にすることができ、ステレオグラムや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することができます。^[34]

人間とほぼ同じ高さにある 2 台のカメラからリアルな 3D 画像を作成できるため、研究者は、観察している風景の性質についてより深い洞察を得ることができます。霞んだ大気や見慣れたランドマークのない環境では、人間は立体的な手がかりに頼って距離を判断します。そのため、単一のカメラの視点では解釈が難しくなります。Pancam のような複数のカメラによる立体システムは、無人宇宙探査でこの問題を解決します。

ステレオグラムカードとベクトルグラフは、検眼士、眼科医、視能訓練士、視覚療法士によって両眼視機能障害や調節障害の診断と治療に使用されています。^[35]

ステレオペア写真は、航空写真の3次元（3D）視覚化の方法を提供しました。2000年頃から、3D航空ビュー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1つの問題は、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、コンピュータービジョンの科学者は、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な冗長性に対処する手法を見つけようとしました。^{[37] [38]}今日、地図製作者は、地形を3次元で視覚化するために、コンピュータープログラムを使用してステレオペアを生成します。^[39]コンピューターによるステレオ視覚化は、ステレオマッチングプログラムを適用します。^[40] 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 (または科学的、または工学的) なパラメータにも適用できますが、これらの場合には、「歪んだ」メッシュまたはシェーディング (遠くの光源からのように) を使用して 3 次元効果を作成する方が一般的です。

• クラウド立体視

• シモンズ、ゴードン（1996年3月～ 4月）。「クラレンス・G・ヘニング：マクロの背後にいる男」ステレオワールド。23 （1）：37～43。
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• スコット・B・スタインマン、バーバラ・A・スタインマン、ラルフ・フィリップ・ガルジア（2000年）。両眼視の基礎：臨床的観点。マグロウヒルメディカル。ISBN 0-8385-2670-5 

• エドワード R. フランク ステレオグラフ コレクション ガイド。カリフォルニア大学アーバイン校図書館の特別コレクションおよびアーカイブ、カリフォルニア州アーバインの図書館。
• ナイアガラフォールズステレオカード RG 541 ブロック大学図書館デジタルリポジトリ
• ルイビル大学アーカイブおよび特別コレクション所蔵のルイビルおよびその周辺の立体図、1850 年代から 1930 年

• Curlieの立体視
• ダーラム可視化研究所の立体画像化手法とソフトウェアツール
• ワシントン大学図書館デジタルコレクションステレオカードコレクション
• Flickrのステレオスコピー
• カイロ・アメリカン大学貴重書・特別コレクションデジタル図書館アンダーウッド＆アンダーウッドエジプトステレオビューズコレクション
• カリフォルニアと西部の風景、1867年頃～1903年、バンクロフト図書館
• ステレオ写真とステレオスコープの歴史に関する博物館の展示（1850～1930年）
• 1890 年の 2 枚の立体セルフィー
• 立体写真