Driedimensionaal zien

Al sinds 1838 proberen onderzoekers met stereogrammen driedimensionale ervaringen op te wekken. Tegenwoordig worden ze onder meer gebruikt in virtual reality-brillen in de geneeskunde en de luchtvaart. Deze laten tegelijkertijd de werkelijkheid en daarbovenop een geprojecteerd driedimensionaal beeld zien. Een chirurg kan hiermee tijdens een operatie bijvoorbeeld de grootte van een orgaan van zijn patiënt vergelijken met die van een gezond lichaam.

Tot nu toe waren deze technieken onbetrouwbaar, doordat de stereogrammen 'optische illusies' opwekten. Een Nederlandse natuurkundige heeft samen met collega's van de universiteit van Berkeley (Verenigde Staten) ontdekt hoe het komt dat voorwerpen in stereogrammen elkaars waargenomen diepte beïnvloeden, optische illusie of dieptecontrast genoemd.

De natuurkundigen constateerden dat de hersenen bij het waarnemen van de driedimensionale omgeving niet alleen gebruikmaken van de verschillen tussen de afbeeldingen op de twee netvliezen van de ogen. Ook het perspectief, de grootte- en helderheidsverschillen tussen voorwerpen, de schaduwen en de onderlinge afdekking van voorwerpen spelen een rol.

Proefpersonen kregen van de onderzoekers stereogrammen met kleine 'foutjes', juist in de informatie die de hersenen gebruiken bij het reconstrueren van de driedimensionale omgeving. Alle stereogrammen met ongerijmdheden bleken optische illusies op te wekken.

Het bleek dat voor de hersenen de verschillen tussen afbeeldingen van dezelfde omgeving op de twee netvliezen, en het perspectief de belangrijkste informatiebronnen zijn. De hersenen toetsen het gereconstrueerde driedimensionale beeld echter ook aan de helderheidsverschillen tussen voorwerpen, de schaduwen, de mate waarin voorwerpen elkaar afdekken en de ordepatronen tussen beeldelementjes van dezelfde grootte.

Hierdoor kan een waarheidsgetrouwe driedimensionele waarneming alleen opgewekt worden met stereogrammen waarin de gegevens uit álle informatiebronnen overeenstemmen. Met recent ontwikkelde software zijn zulke stereogrammen te maken.