立体視とは？両目で奥行きを感じるしくみと、ステレオグラム・3D映像の見え方

平行法で見るように並べた石灯籠の立体写真（左が左目用、右が右目用）。見方は試してみるへ。写真：Kim Scarborough、CC BY-SA 2.0、Wikimedia Commons

「立体視」という言葉には2つの意味がある

「立体視」には、大きく2つの意味があります。1つ目は、目と脳のはたらきとしての立体視です。脳科学辞典は、両眼立体視を「両眼を使うことで奥行きや立体構造を感じる視覚能力」と説明しています[1]。日本眼科学会は、両方の目で見たものを脳で1つの像にまとめる機能を両眼視と呼び、この機能によって立体的にものを見ることができるとしています[5]。

2つ目は、平面の画像を立体に見ることです。Wikipediaの「ステレオグラム」の項目は、二次元の画像を三次元的に見る方法を立体視と呼び、器具を使わず肉眼で見る方法を「裸眼立体視」と呼んでいます[2]。「立体視の画像」「立体視ができない」というときは、多くがこちらの意味です。任天堂も、ニンテンドー3DSの3D表示を「3D映像(立体視)」と書いています[6]。

両目で奥行きがわかるしくみ

人の左右の目はおよそ6〜7cm離れていて、それぞれ少し違う角度からものを見ています[1]。人差し指を鼻の前に立て、片目ずつ交互に閉じてみると、指の位置が少しずれて見えます[4]。この左右の像の位置の差が両眼視差です[1]。

ずれは、近くのものほど大きく、遠くのものほど小さくなります[7]。脳は両眼視差の大きさと向きから、見ているものまでの距離を推定し、奥行きや立体の形を感じ取っています[1]。見ているものに両目の視線を寄せる動き（輻輳）も、手がかりの1つです[8]。

カメラ1台でも、主な被写体まで2mほどなら、1枚撮ったあと、両目の平均的な間隔である6.5cmほど横にずらしてもう1枚撮れば、立体写真になります[2]。撮り方は立体写真の記事にあります。

片目でも奥行きはわかる？

わかります。脳科学辞典によると、片目で見る世界もかなりの程度に立体的で、この能力は単眼立体視と呼ばれます[1]。主な手がかりは次のとおりです[1][9]。

• 大きさ：大きさを知っているものが小さく見えれば、遠くにある
• 遠近法：遠くへ向かう線は1点に集まり、遠くのものはかすんで見える
• 陰影：影から、ものの厚みやでこぼこがわかる
• 重なり：隠れているものは、隠しているものより遠い
• 運動視差：頭を動かすと、近くのものは大きく、遠くのものは小さく動く

運動視差以外の手がかりは、絵や写真にも含まれています[1]。平面の写真でも奥行きを感じるのは、このためです。ただし、両目で見る世界には、片目とは質的に違う立体感があります[1]。

ステレオグラムは立体視をどう使っている？

ステレオグラムは、平面の画像を、立体視のしくみを使って立体に見せるものです。基本の形は、視差のある2枚の画像を左右に並べたステレオペアで[2]、冒頭の石灯籠の写真がそれにあたります。

一見ノイズのような画像から立体が浮かび上がるのが、ランダム・ドット・ステレオグラムです[2]。1960年代にベラ・ユレシュは、ランダムな点の模様を左右の目に見せ、点の位置を左右でずらすと立体に見えることを見つけました。形の手がかりが何もなくても、脳が両眼視差だけから奥行きを計算していることが、これで確かめられました[1]。その後、1枚の画像で立体視できるものも生まれました。点の代わりに模様を使ったものは、ステレオグラムの本『マジックアイ』の発売後、1990年以降に流行しました[2]。

3D映画・VRゴーグル・裸眼3Dも同じしくみ

最初のステレオスコープ（立体鏡）は、1832年にチャールズ・ホイートストーンが発明しました[10]。両眼視差を含んだ映像を左右の目に分けて見せるというステレオスコープの原理は、今の3Dディスプレイと共通しています[3]。

裸眼式はメガネがいらない代わりに、見る位置や距離が限られます[3]。詳しくは3Dテレビ（3Dメガネの方式）、裸眼3D、VRゴーグルで映画を見る方法の記事で説明しています。

3D映像では、目のピントは画面に合ったままなのに、視線（輻輳）は飛び出したり奥に引っ込んだりして見える像に合わせて動くため、両者が食い違うことがあります[8]。

立体視を試してみる：平行法と交差法

平行法は、右目で右の画像を、左目で左の画像を見る方法です。交差法は、左目で右の画像を、右目で左の画像を見る方法で、視線が画像の手前で交差します（寄り目）[2]。

平行法は、次の手順で試せます。

1. 画像に顔を近づけます。 目の力を抜き、画像より少し奥を見るつもりでぼんやり見ると、2枚の画像がぼやけて4枚に分かれます[2]。
2. ゆっくり顔を離します。 内側の2枚が重なって3枚に見える位置で止めます[2][13]。
3. 真ん中の画像を見続けます。 ピントを前後に少しずつ合わせ直すと、真ん中の画像が立体に見えてきます[2]。

3枚に見えたら、見方は合っています[2]。

交差法では、画像と目の中間あたりに指を1本立てて指先を見たら、視線を動かさずに、指だけをどけます[2]。交差法は、弱視や斜視などのある人にとっても、平行法より習得しやすいとされます。ただし、近くにピントを合わせるので、比較的目が疲れやすい方法です[2]。

画像は小さいほうが立体に見やすくなります。平行法と交差法では奥行きが逆になるので、画像ごとにどちらで見るかが決まっています。違う方法で見ると、地図なら山が谷に見えてしまいます[2]。浮き出るはずのものがへこんで見えるときは、もう一方の方法を試してください。写真での見方は立体写真の見方でも説明しています。

立体視ができない・見えにくいのはなぜ？

立体視のしやすさには個人差があり、慣れによっても変わります。3Dコンソーシアムの「3DC安全ガイドライン」は、こうした個人差や慣れによる違いに配慮するよう求めており、立体視ができない人もいると記しています[7]。北岡明佳氏（立命館大学）のページは、ステレオグラムについて、練習がものを言うとしたうえで、それでもできない人はいるが、それは「知能・学力等とは一切関係ありません」と書いています[14]。

脳科学辞典によると、全人口の数％（最新のデータでは7％）が、両目での立体視ができない「立体視盲」と推定されています。多くは白内障、斜視、不同視、弱視などによるものですが、両目の視力がよくても立体視ができない人もいます[1]。

日本弱視斜視学会は、斜視では両眼視機能が障害され、細かい立体感や奥行き感が低下するとしています[15]。日本眼科学会は、乳幼児期の斜視を放置すると両眼視機能の障害が起こることがあり、子どもの目の向きがずれているように見える場合は早期に眼科を受診する必要があるとしています[5]。任天堂も、左右の目の視力差が大きい場合などに、3D映像が立体に見えにくい、またはまったく立体に見えないことがあると書いています[6]。

ガールズちゃんねるの3D映画のトピックには、2013年9月、「片目が弱視でもともと景色が平面的にしか見えないので3Dの映画を見たところでそれも2Dにしか見えません。」という書き込みがありました[16]。

眼科には立体視を調べる検査があり、「チトマスステレオテスト」などの機器が使われます[17]。旭川医科大学の資料は、斜視の診療で立体視を測ることは、両目で見る力を評価するうえで重要だとしています[18]。

よくある質問

立体視の画像を見ると、視力はよくなりますか？

視力回復をうたうページや動画はありますが、眼科医の深作秀春氏は、2018年のダイヤモンド・オンラインの記事で、「3Dアートで近視や老眼を治す」とうたう本について「全く効果はありません」と述べています[19]。日本眼科学会と日本弱視斜視学会の斜視のページ[5][15]にも、立体視の画像で視力がよくなるという説明はありません。

3D映像で像が二重に見えるときは、どうすればいいですか？

3DC安全ガイドラインは、像が二重に見えたり立体に感じにくかったりするときは、すぐに視聴を中断し、機器やソフトの設定を確認するよう求めています。設定を直しても二重に見える場合は、使用をやめるべきだとしています[7]。

子どもが3D映像を見ても大丈夫ですか？

任天堂は、6歳以下の子どもが3D映像を長時間見続けると目の成長に悪い影響を与える可能性があるとして、2D表示に切り替えるよう求めています[6]。ソニーは、子ども（特に6歳未満）が3D映像を見る前に、小児科や眼科などの医師に相談することをすすめています[20]。両目での立体視は、生後16週ごろに急速に発達し、10歳ごろに大人と同じレベルになるとされています[1]。

立体視は英語で何といいますか？

脳科学辞典は、両眼立体視の英語表記を「binocular stereopsis」としています[1]。英語版の解説はWhat Is Stereoscopic 3D?（英語）にあります。