Мы знаем (см. статью Почему у человека два глаза), что зрение двумя глазами — объёмное: каждый глаз видит свою картинку, т. к. смотрит на предмет со своей точки, эти две картинки мозг соединяет в одну — объёмную.
Искусственные изображения, то есть созданные человеком, могут быть по-настоящему объёмными — например, скульптура. Но в большинстве случаев мы рассматриваем изображения на плоскости: картины, иллюстрации в книгах, фотографии на экране смартфона...
Так как на сетчатке глаза или светочувствительной матрице фотоаппарата более удалённые предметы формируют меньшие по размеру изображения, то данное явление мы бессознательно используем для оценки расстояний, даже если непосредственно объёма не видим, а рассматриваем всего лишь плоское изображение. Художники добиваются ощущения глубины пространства в своих картинах с помощью явления перспективы.
Но всё же такие изображения остаются плоскими. Наши два глаза ничуть не помогают нам в этом случае видеть объём, а напротив, мешают. Рассматривание плоской картинки двумя глазами, благодаря объёмности зрения, лишь позволяет быстрее увидеть её «плоскость». Поэтому, как писал в своей книге «Занимательная физика» Я. Перельман, картины, фотографии лучше рассматривать одним глазом. Попробуйте! Видна ли разница? Появляется ли ощущение, что вы перестаёте смотреть на экран компьютера и проваливаетесь в саму картинку?
А как бы хотелось, чтобы в книжке можно было поместить по-настоящему объёмный рисунок или фотографию! Это давно возможно!
Есть много способов увидеть в книге или на экране компьютера, телевизора, кинотеатра объёмное изображение, но во всех них нужно иметь два различных изображения для левого глаза и правого глаза, чтобы каждый глаз видел только предназначенное для него изображение и не видел картинку для второго глаза. Такие два изображения называются стереопарой и делаются с помощью фотоаппарата с двумя объективами или с помощью одного фотоаппарата, но с двух точек съёмки (или специальными компьютерными программами, моделирующими объёмный объект, рассчитывающими, каковы должны быть изображения для двух глаз, чтобы объект казался объёмным).
Можно просто поместить два изображения рядом (горизонтальная стереопара) и скосить глаза, стремясь слить два изображения в одно. Если скосили слишком сильно, то правый глаз будет видеть левое изображение, а левый — правое (такие стереопары тоже бывают). Есть второй вариант — смотреть как бы сквозь плоскость изображения посредине между двумя картинками — получится три изображения, среднее из которых, составленное из двух данных — объёмное. Это не сразу получается и не очень комфортно для глаз. Можно поместить между двумя картинками и носом вертикальный разделительный экран, например, журнал, чтобы каждый глаз видел только своё изображение — два изображения сольются и появится объём, возникнет, как теперь говорят, 3D-картинка.
Придумано специальное устройство для разглядывания таких стереопар — стереоскоп.
Существуют телевизоры, показывающие 3D-кино. Принцип действия 3D телевизоров с активным затвором, а также домашних кинопроекторов с такой же технологией, следующий: На экране очень быстро сменяют друг друга кадры для правого и левого глаза (две картинки стереопары), а специальные очки с активным затвором синхронно закрывают то один глаз, то другой, чтобы каждый глаз видел только предназначенное ему изображение и не видел «чужое».
Принцип действия 3D телевизоров с пассивной технологией (поляризационной) таков: На экране одновременно показываются два изображения стереопары как бы растворённые друг в друге: строка одного изображения, строка второго, строка одного, строка второго и т. д. (или разбитое по столбцам пикселей), имеющие разную поляризацию и рассматриваемые через поляризационные очки, в которых поляризационные фильтры для правого и левого глаз имеют разную ориентацию. По тому же принципу показывают кино в 3D-кинозалах, только там проекционный аппарат имеет два объектива (или же кино проецируют на экран через два связанных между собой проекционных аппарата).
Есть ещё технология анаглиф (по гречески «рельефный»). Пусть будет нарисовано синей краской то, что должен видеть левый глаз, а картинка для правого глаза пусть будет нарисована красным цветом. Если теперь смотреть на картинку через очки с цветными светофильтрами — левый глаз через красный, а правый — через синий, — то каждый глаз увидит только своё изображение, отличающееся от изображения для другого глаза. Через красное стекло не видно будет красного рисунка, через синее стекло не видно будет синего рисунка. Появится объём.
Сейчас выпускается много детских книжек с анаглифными очками в комплекте. Бывают стерео-картинки не в сине-красном, а в зелёно-красном цвете и анаглифные очки с соответствующими светофильтрами. Недостатком этой технологии является невозможность адекватной, полной цветовой передачи.