タイトル画像に四つ葉のクローバーがありますが、見つけられますか？

下の写真には立体的な四つ葉のクローバーが隠れています。見えますか？

絵の中に隠された立体的な模様

類似の写真が他にもここにあります。写真の中にどんな立体模様が隠されているか探ってみませんか？ （ぜひコメント欄で見たパターンをシェアしてくださいね〜）

これはかつて大流行した 3D ステレオグラムです。一目で秘密がわかる人もいれば、どれだけじっくり見てもわからない人もいます（そう、それが私です）。この背後にある原理を理解するには、まず私たちの目が三次元の物体をどのように見ているかを理解する必要があります。

01 人間は立体物をどのように見ているのでしょうか？

立体視は、私たちの目が物を見るための高度な技術です。物体の影は、まるで2人の小さな友達が別々に脳に報告するかのように、私たちの左目と右目の網膜に落ちます。脳がそれらを統合すると、私たちは三次元の世界を感じることができるのです。両目は一定の距離を隔てているため、同じ物体を見ると、両網膜上の像にわずかな違いが生じます。これを視差といいます。この違いがあるからこそ、私たちは物の距離を区別したり、立体感を感じたりできるのです。

両眼視差マップ

画像出典：参考文献[1]

医師は通常、シノプトフォアと呼ばれる器具を使用して、同時視力、融合視力、立体視力という 3 つの視覚能力を調べます。この機器を通して、医師は視覚機能に問題があるかどうかを判断できます。

シノプター画像出典：著者撮影

シノプトフォアには、立体視の質をテストするために特別に設計された画像があります。この検査結果を立体視力といいます。立体視力とは、私たちが知覚できる最小の奥行きの違いです。両目で見る画像はほぼ同じ大きさであり、これが正常な視覚の基礎となります。

シノプトフォアテストの写真出典：著者撮影

02 立体絵画はどのようにして立体感を表現するのでしょうか？

3 次元の立体絵画は視差の原理を巧みに利用し、2 次元の画像を通じて 3 次元の視覚効果をシミュレートします。通常はコンピューターを使用して作成され、一見意味がないように見える水平方向の一連の繰り返しパターンを作成します。 1990年代には、コンピュータグラフィックスや神経科学の発展により、3次元立体画像が急速に普及しました。 3次元の立体映像を見るときは、左目と右目の視線を同時に調整し、それに応じて2つの視線の輻輳点の位置を調整する必要があります。収束点を適切な位置に調整することによってのみ、隠れた立体感を発見することができます。

90年代に人気を博した3D雑誌「マジックアイ」

画像出典：Xiaohongshuユーザー

視差に基づいて、脳は画像の空間的な三次元性を認識できます。絵の中の立体的なイメージは、時には絵から飛び出して目の前に浮かび上がるように見え、時には絵の奥深くに隠れているように見え、画像に空間感と奥行き感を与え、多層的で多次元的な視覚効果を表現します。

スクリーンの前方に突出する立体画像の模式図

絵の奥深くに隠された立体像の模式図

画像出典: Zhihu

03 3D 効果が見えない人がいるのはなぜですか?

物体を三次元で見るには、両目の視力がバランスが取れていて、見える画像がほぼ同じでなければなりません。この方法でのみ、脳は両目で見た画像を統合し、人々が奥行きを知覚できるようになります。両眼視のバランスが崩れると、例えば片方の目では物がぼやけて見えたり、両目で見た物の大きさが違ったりすると、脳は画像を融合することが難しくなり、立体感が失われます。

視力の不均一にはさまざまな原因がありますが、最も一般的な原因の 1 つは不同視です。これは、両目の視力の差が大きすぎることを意味します。不同視は、目が疲れるだけでなく、重症の場合は物が二重に見えたり、片方の目が「ストライキ」を起こしたりすることもあります。この場合、両眼の立体知覚の発達に重大な影響が生じます。一方、弱視は視覚情報を処理する脳の領域の問題によって引き起こされます。目自体は正常かもしれませんが、視力はまだ正常に機能していません。弱視患者は視界がぼやけるだけでなく、解像力も低下します。両目が一緒に働くのは難しく、当然三次元的な知覚を語ることはできません。両眼視の差に対する許容度は人それぞれ異なるため、立体感も人によって異なり、鮮明に見える人もいればぼやけて見える人もいます。

画像出典: Photo Network

場合によっては、同じ立体絵画でも人によって見え方が異なる場合があります。私たち一人ひとりの目の状態は異なります。私たちの中には近視の人もいれば、遠視の人もいれば、乱視の人もいます。これらの違いは、視覚の明瞭さに影響を与えるだけでなく、立体感や色彩の知覚にも影響を与えます。それだけでなく、色に対する感受性は人それぞれ異なるため、同じ絵画を鑑賞しても色の認識は異なることがあります。色自体には、ある種の魔法のような「力」があり、物体の距離を判断するのに役立ちます。一般的に、暖色（赤、オレンジなど）は近くに見え、寒色（青、緑など）は遠くに見えます。さらに、年齢を重ねるにつれて、目も徐々に「老化」し、立体感覚の確立がどんどん遅くなり、視覚の鮮明さが以前よりもずっと悪くなります。

著者：

鄭暁紅、生物学および医学の博士課程候補者、検眼学修士、復旦大学付属眼科耳鼻咽喉科病院検眼センター主任眼科医。

復旦大学付属眼科耳鼻科病院教育部副部長、副主任医師、鄭克氏

企画・編集：レイン

画像出典：この記事の立体絵画はアプリ「視覚がみるみる上がる3D Vision Reply アプリ」からのものです