1838 год. Физик Чарльз Уитстон рисует два почти одинаковых изображения куба: одно так, как его видит левый глаз, другое так, как видит правый. Он смотрит на пару в собственное изобретение, стереоскоп, где каждый глаз видит свою картинку, и плоские рисунки сливаются в объёмный куб. Уитстон доказал главное: объём можно создать из двух плоских картинок, если они немного различаются. Расстояние между глазами у человека около шести с половиной сантиметров, и поэтому изображения на сетчатках чуть смещены. Это смещение называют бинокулярной диспарантностью: чем ближе предмет, тем оно больше.
1960 год. Бела Юлеш из лаборатории «Белл» создаёт две картинки, состоящие из случайных точек, как зернистый шум. В центре одной из них небольшой квадрат точек слегка сдвинут по горизонтали. Каждая картинка по отдельности лишена любых признаков формы. Но когда их показывают разным глазам, зритель видит парящий над фоном квадрат. Значит, мозг сопоставляет точки между глазами и вычисляет сдвиг, не нуждаясь ни в контурах, ни в знакомых предметах. Стереограммы на точках называют «случайно-точечными».
1967 год. Хорас Барлоу, Колин Блейкмор и Джек Петтигрю регистрируют активность клеток кошачьей зрительной коры и находят нейроны, избирательные к определённой диспарантности: одни лучше отвечают на предметы чуть ближе точки фиксации, другие на более далёкие. Эти клетки — нейронная основа стереозрения; у человека такие нейроны найдены в нескольких областях коры.
Сколько людей не видят объём
Часть людей не обладает стереозрением. Его отсутствие чаще связано со страбизмом (косоглазием) или с неравным зрением в детстве, когда мозг учится игнорировать один глаз. Оценки доли таких людей разные: от нескольких до порядка десяти процентов. Они не слепы к глубине: им помогают одноглазые признаки, о которых мы поговорим отдельно. Стереозрение даёт преимущество на небольших расстояниях, примерно до тридцати метров, при работе руками, ловле мяча, вдевании нитки в иголку.
Рассказ о «Стерео-Сью»
Нейробиолог Сью Барри всю жизнь видела мир плоским: в детстве у неё было косоглазие, его оперировали, но стереозрение не возникло. Взрослой, около сорока восьми лет, она прошла курс упражнений у оптометриста и неожиданно увидела объём: руль машины, листья дерева, цветы в магазине. Оливер Сакс описал её случай. Он показал, что мозг взрослого человека способен научиться стереозрению, хотя традиционно считалось, что есть критический период в раннем детстве. Случай единичный, но он вдохновил исследования возможностей взрослого мозга; сегодня известно, что у некоторых людей помогают специальные упражнения и видеоигры, но надёжные доказательства требуют контролируемых испытаний.