La stereoscopia

Le nozioni di stereoscopia hanno origini assai remote, infatti, le prime conoscenze risalgono ad Euclide nel 208 a.C., che comprese i principi della visione tridimensionale.
La sensazione di tridimensionalità che abbiamo quando guardiamo un oggetto ci è fornita dalla presenza dei due occhi. Questi essendo distanziati tra loro (circa 6,5 cm) ci forniscono due immagini bidimensionali diverse che il cervello elabora in un'unica immagine in rilievo, permettendoci di stimare le dimensioni attraverso una valutazione differenziale relativa.

Questo effetto percettivo, che prende il nome di stereoscopia è legato all'angolo di convergenza degli assi visuali che dalle pupille si incontrano sull'oggetto osservato. Tale angolo prende il nome si parallasse stereoscopica angolare ed è tanto più piccolo quanto più distante è il punto che si sta osservando. Da ciò si evince che la stima sarà tanto più precisa quanto più grande è lo stesso angolo, dunque quanto più vicino è l'oggetto. Se però il punto osservato è molto vicino, ovvero l'angolo suddetto supera un certo limite, si ha maggiore difficoltà a far convergere gli assi visuali con il conseguente sdoppiamento dell'immagine. Lo schema che si riporta va visto con opportune cautele, considerando che il nostro sistema visivo consente di avere un'immagine nitida solo per quei raggi che rientrano all'interno di quella zona della retina chiamata fovea. Le due pupille devono quindi ruotare per mettere a fuoco due punti posti a distanze diverse.

Il fenomeno della stereoscopia può essere ricreato artificialmente scattando due fotografie, fatte da punti diversi e opportunamente definiti, e osservandole in modo che ciascun occhio veda la sola che gli compete. La visione in rilievo si avrà se le immagini saranno posizionate in modo che le coppie di raggi visuali omologhi si incontrino nello spazio e che gli occhi non siano sottoposti a sforzi di convergenza superiori a quelli che si avrebbero se si stesse guardando realmente l'oggetto.

L'immagine che si vedrà in generale si presenterà in diversa scala a causa della differenza tra la distanza principale dell'occhio e quella della camera e dalla diversa base. La visione ottenuta rappresenta il modello ottico.

Le applicazioni della visione binoculare diventano fiorenti a partire dall'800 con l'invenzione della fotografia.
Numerosi furono in tale periodo gli apparecchi fotografici che, dotati di un doppio obiettivo, consentivano di eseguire coppie di foto da osservare con opportuni stereoscopi in modo da guardare separatamente le immagini da ciascun occhio.
Le tecniche di visualizzazione possono essere di diverso tipo, ma tutte si basano sul principio che ogni occhio veda l'immagine che gli spetta. Le più comuni, sia per la loro semplicità che per i costi degli strumenti ausiliari da impiegare nella visione, sono le seguenti:

• Visione anaglifica - Il procedimento in esame consiste nella realizzazione di due fotografie, in due colori complementari come per esempio il rosso e il verde, e nella loro osservazione con occhiali aventi le lenti degli stessi colori, in modo che ciascun occhio veda una sola fotografia (quella del colore opposto), con la conseguente sensazione di rilievo e dunque di visione stereoscopica (vedi esempi).



• Visione ad assi visuali incrociati - Questo sistema permette l'osservazione ad occhio nudo che si ottiene invertendo l'ordine delle immagini e incrociando gli occhi (a volte si usa uno stereovisore adatto) (vedi esempi).



• Visione ad assi visuali paralleli, che può permettere l'osservazione ad occhio nudo se la base di osservazione non differisce di molto da quella naturale dell'uomo. Gli occhi dovranno avere gli assi visuali parallelli e bisognerà osservare le immagini come se si guardasse un punto all'infinito. Il più delle volte è comunque necessario l'ausilio di uno stereoscopio che, attraverso un sistema di lenti e specchi, adatta la suddetta base alla distanza interpupillare. (vedi esempi)
  Una variante a questo tipo di visione è quella che si ottiene sostituendo ad una delle due immagini la sua specchiata, e osservandola da uno specchio posto perpendicolarmente al piano che la contiene. L'altra immagine sarà osservata direttamente dall'occhio rispettivo.

Altri sistemi di visione in rilievo, molto efficaci ma anche costosi, sono i seguenti:

• Visione con luce polarizzata. Mediante appositi dispositivi i segnali luminosi emessi dallo schermo vengono polarizzati in modo ortogonale tra loro. L'osservatore è dotato di lenti polarizzate che consentono di filtrare i due fasci luminosi in modo che ciascun occhio veda solo uno dei due.



• Visione con occhiali LCD. Questo sistema è simile al precedente solo che gli occhiali da indossare sono dotati di due lenti/filtri LCD, collegati e sincronizzati con il sistema di proiezione. Le due immagini vengono alternate per frazioni di secondo non percepibili dall'occhio umano e contemporaneamente si alterna l'oscuramento del filtro LCD dalla parte dell'occhio che non compete all'immagine trasmessa.