裸眼 3D はどう見るのか——平行法と交差法の入門

左右がほぼ同じ二枚に分かれた画像が送られてきて、目の力を抜いて眺めていれば立体に見えると言われる。じっと見る。何も起きない。一分後には目が疲れて、タブを閉じる。この助言は間違ってはいない。ただ、結果を決める要素がまるごと抜けている。画像はどこまで大きくてよいのか、画面はどれくらい離すのか、待っている間どこを見ているのか、そして見えたかどうかをどう確かめるのか。この記事はその抜けた部分を埋める。その前に一つ整理しておきたいことがある。「裸眼 3D」という言葉は、ほとんど関係のない三つの技術に対して使われている。

同じ言葉が三つの別物を指す

• 街角のビルの大型ディスプレイ。 L 字型の LED から猫が身を乗り出し、通行人がそれを撮る。あの画面は、左右の目に同じ絵を見せている。立体感は、特定の立ち位置に合わせて描かれた遠近法と、画面そのものが実際に持っている角から来る。現地に立つと、自分の二つの視点が「これは平らな板だ」と言い続ける。だからレンズ一つのカメラを通したときのほうが効果は強い。立体視の原理はどこにも使われていないし、ふつうの平面動画から作り出すこともできない。特定の形の画面と特定の視点に合わせて構図が組まれているからだ。
• ハードウェアで左右を分ける画面。 レンチキュラーレンズや視差バリアが、画素の列を左目用と右目用に振り分ける。こちらは本物の立体視だが、その画面そのものが必要になる。かつての Nintendo 3DS、レンチキュラー印刷、一部のモニターやノート PC がこれにあたる。
• 自分で融像するステレオペア。 融像とは左右の像を脳内で一つにまとめることだ。同じ場面を写した二つの視点が左右に並んでいて、本来ハードウェアがやる振り分けを、自分の両眼の向きで代わりにやる。機材は要らず、ふつうの画面で成立する。手に持っているその画面でもいい。この記事の残りはすべてこの話だ。三つのうち、何も買わずに今すぐ始められるのもこれだけになる。

もう一つ、同じ話に混ざりやすいものがある。最近のスマホが撮れる、ヘッドセットで見るための「空間写真」や「空間ビデオ」だ。あれも左右の視点を持ってはいるが、左右並置のファイルではない。専用のコンテナーに立体メタデータを添えた形式で、写真は HEIC、動画は MV-HEVC だ。左右並置に書き出して初めて、この記事が扱う種類の画像になる。ヘッドセットで再生するなら、そのプレーヤーがどの形式と左右順を前提にしているかが問題になる。

よく並べて語られる方法が二つある。どちらも「コツ」を必要としない。赤青アナグリフは振り分けを紙のメガネに任せる。ウィグル GIF は二つの視点を毎秒数回切り替えるだけで、何も装着しなくていい。奥行きの手がかりを与えているのは画面の動きなので、片目でも読み取れる。

このとき目に何をさせるのか

両眼はおよそ 6 cm 離れている。そのため見える像はわずかに違い、脳はその水平方向のずれを奥行きとして読む。左右並置のステレオペアは、それを意図的に再現したものだ。左半分は、右半分より数センチ左の視点から見た同じ場面になっている。片方ずつをそれぞれの目に入れてやれば、奥行きは勝手についてくる。

やっかいなのは、目が二つの仕事を同時にこなしていて、ふだんはその二つが連動している点だ。

• ピント合わせ（調節）——眼球内のレンズが、見ている対象の距離に合わせて形を変える
• 向き合わせ（輻輳・開散）——両眼が回り、二本の視線が同じ物体で交わる

近くを見れば両方が近くに寄り、遠くを見れば両方が遠くへ行く。日常ではこの連動こそが望ましい。ところがここでは邪魔になる。裸眼視が求めているのは、ピントは画面に合わせたまま、視線は別の場所へ向けることだからだ。コツと呼べるものはこの一行に尽きる。目の力の強さとは関係がなく、力を入れたところで早く来るわけでもない。一日中つながっている二つの反射を、少しの間だけ外すというだけの話だ。

向ける先は二通りある。

• 平行法——画面の向こう側、もっと遠くを見るように視線を送る。左目用の絵を左に置く必要がある。
• 交差法——画面の手前で視線を交差させる。いわゆる寄り目だ。左右を入れ替え、左目用の絵を右に置く。

一つのファイルで両方をまかなうことはできない。間違ったほうで見ても融像自体は起き、しかもかなり立体的に見える。ただし奥行きが裏返る。これは気づきにくいので、後で確かめ方を別に用意した。

平行法が成立するかどうかを決めるサイズの制約

練習の前に幾何の話をしたい。左右並置のペアでは、同じ細部が左半分と右半分に現れる間隔が画面上で固定されている。おおよそ半分の画像の幅だ。この間隔を s、自分の瞳孔と瞳孔の距離を I とする。

• s が I と等しいとき、対応する点を捉える視線はちょうど平行になる。しかもこれはどの視距離でも成り立つ。画面を近づけても遠ざけても、s のミリ数は変わらないからだ。
• s が I より小さければ、わずかに内側に向ければよく、融像した像は画面より奥に見える。これは問題ない。
• s が I より大きいと、平行より外側へ目を向けることになる。人間にその方向の余裕はわずかしかない。瞳孔間距離よりかなり広いペアは融像せず、少し広い程度でも快適にはならない。

成人の瞳孔間距離は 63 mm 前後が平均で、多くの人はおよそ 55〜70 mm に収まる。子どもはもっと小さい。だから平行法には、意識的に保守側へ寄せた決まりがある。画面に定規を当てて測り、半分の画像の幅を約 6 cm 以内に収めること。 これは精密なしきい値ではない。自分の瞳孔間距離、そのペアが持つ視差の量、スクリーン面の置き方でいくらでも動く。内側に収めておくのは、単に確実に成功させるためだ。

この一つの数字が、失敗のほとんどを説明してしまう。縦向きのスマホは幅がおよそ 7 cm。幅いっぱいのペアなら片側は約 3.5 cm で、制約の内側に余裕で収まる。多くの人が最初に成功するのがスマホなのはこのためだ。同じファイルを 27 インチのモニターに全画面で出せば、片側は 30 cm ほどになる。制約の五倍になる。ここまで離れると、目を細めても、解像度を上げても、練習を重ねても届かない。単位は画素ではなくミリで見てほしい。CSS ピクセルは名目上 1/96 インチで、63 mm は約 240 CSS ピクセルにあたる。ただし端末ごとに拡大率が違うので、この数字はあてにならない。

ついでに二点。自分の I を知るには、鏡の前で眉のあたりに定規を当て、瞳の中心どうしの距離を読む。眼鏡の処方箋に書かれている PD を見てもいい。そして交差法はこの制約に縛られない。内側に寄せられる量は、外側に開ける量よりずっと大きいからだ。ノート PC やテレビ、プロジェクターで見るなら、ふつうは交差法になる。ただし無制限でもない。ペアが広く、視差が大きいほど要求される寄り目は強くなり、幾何より先に快適さが尽きる。しかも寄り目は能動的な力仕事で、平行法は休んでいる状態に近いぶん、疲れるのも早い。

方法 1：近づけてから少しずつ離す（スマホ・平行法）

いちばん楽な入り口はこれだ。上の幾何に逆らわず、それを利用する。よく言われる「腕を伸ばした距離で力を抜く」より、こちらのほうが楽に運ぶ。

最初に環境を整えておきたい。途中で崩れると最初から待ち直しになる。半分の幅が 6 cm 以下のペアを選ぶ。輝度を上げ、画面の自動回転を固定し、通知を切る。照明が画面に映り込まない場所に座る。

1. スマホを鼻に触れそうなところまで近づける。 像はぼやけて二重になる。これが失敗ではなく、狙っている状態だ。この距離では成人の目はほとんどピントを合わせられない。そしてピント合わせが諦めた瞬間から、それが視線を内側へ引っぱることもなくなる。
2. 絵を見ようとしない。 視線はスマホを通り抜けて、その向こうの壁を見ているつもりでいる。そのまま 10〜20 秒とどまる。まばたきはふつうにしていい。我慢して開け続けても目が乾いて痛くなるだけで、まばたきで向きが戻ったとしても、失うのは待ち時間だけだ。
3. 2〜3 cm ずつ離していく。 一段ごとに数秒かける。まだ絵を探そうとしない。離すほど難しくなるどころか楽になる。二つの半分の間隔はミリ単位で変わらない。だから画面が遠ざかるほど両眼は平行に近づき、多少のずれも角度としては小さくなる。いったん二つが緩く噛み合えば、目はそのゆっくりした変化に自分でついていく。少しずつ下がるのが効いて、一気に離すと崩れるのはそのためだ。最終的には 25〜40 cm あたり、ふだんスマホを見る距離で落ち着く人が多い。
4. 絵を評価せず、像の数を数える。 二つの半分を二つの目で見るので像は四つある。真ん中の二つが重なると三つになり、その真ん中が立体の像だ。三つになった瞬間に動きを止める。
5. 静止したまま、ピントが戻るのを待つ。 鮮明さは融像より少し遅れて戻り、奥行きはたいていそれと一緒に現れる。鮮明さを追いかけないでほしい。向こうからやってくる。
6. 少しでも痛んだらやめる。 我慢して得るものはない。裸眼視は能力というより習慣に近い。

いったん噛み合えば、感覚よりずっと崩れにくい。まず一、二秒そのまま置いて画面を落ち着かせ、それから中を見て回る。視線はゆっくり動かす。端へ急に跳ぶのがいちばん崩れる動作だ。崩れても構わない。二度目のほうが早く戻る。

初めてなら動画ではなく静止画で練習しよう。一枚の写真なら時間は無制限で、対象も動かない。動画は、まだ向きを保つ練習をしている最中に奥行きのほうが変わってしまう。

どれくらいで身につくか。一分かからない人もいれば、何日かに分けて何度も試す人もいる。一回目が失敗しても、それだけでは何も分からない。長く粘るより短く区切るほうがよく、疲れが溜まると目は言うことを聞かなくなる。

方法 2：指を使う（大きめの画面・交差法）

多くの人は交差法のほうが早くつかめる。外へ開く側の制約に縛られないので、デスクトップのモニターではふつうこちらを選ぶ。ただし画像を小さくするのはここでも効く。広くて視差の大きいペアは、それだけ強い寄り目を要求するからだ。

1. 目と画面のちょうど中間あたりに指を立てる。二つの半分の継ぎ目の前あたりがいい。
2. 指先にピントを合わせる。 後ろの画面は二重にぼやける。
3. 指をゆっくり前後させ、背景の二つの像が寄って重なり、全体が三つに見えるところを探す。
4. 指を止め、視線の向きはそのままに、注意だけを真ん中の像へ移す。指はゆっくりどける。

代償は疲労だ。輻輳は筋肉の仕事なので、交差法は平行法より早く疲れる。数分でつかめる交差法を先に覚え、あとから平行法を身につける人が多い。楽なこと、そして HMD がたいてい平行配置を前提にしていることが理由になる。

正しいほうで見ているかを確かめる

間違ったほうで見ても融像は起き、しっかり立体に見える。ただし奥行きが裏返っている。近いものが窪みとして見え、背景が手前の壁のように立つ。この裏返りはそのまま受け入れてしまいやすいので、意識して確かめたい。

画面の中から、手前にあると分かっているものを一つ選ぶ。顔でも、手でも、前景の柱でもいい。それが場面に開いた穴のように見えるなら、平行法用のペアを交差法で見ているか、その逆だ。見方を変えるか、左右を入れ替えて書き出し直す。

正しいときの目印はこうだ。真ん中の像は輪郭が一本で、二重像がない。小さな文字が読める。数秒安定したあとは、頭を少し動かしても崩れない。

始める前に片づけられることもある。手元のペアがどちら向けか、という点だ。ツールで書き出したファイルなら、名前に parallel や cross と入っていることが多い。ヘッドセット向けに公開されたペアは、たいてい平行法で並んでいる。ただしプレーヤーによって前提とする形式も左右の順序も違う。何も書いていなければ推測しない。まず片方の見方で融像し、上の確認を通し、奥行きが裏返っていたらもう片方に切り替える。

どうしても見えないとき

実際に原因になりやすい順に並べる。最後の三つは原因というより、回避策と限界の話だ。

1. 画像が大きすぎる。 平行法に限った話で、「スマホでは見えるのにモニターでは見えない」のほぼすべての答えがこれだ。半分の幅を 6 cm 以内まで縮めるか、交差法に切り替える。縮小は二重に効く。ペアの中のずれも同じ比率で小さくなるからだ。
2. 絵を見ようとしている。 像の数が三つになるまで、絵の中身は邪魔でしかない。内容ではなく数を見る。
3. 頭が傾いている。 目は水平方向のずれには寛容だが、垂直方向のずれにはほとんど耐えられない。頭が数度傾くだけで、水平の間隔の一部が垂直成分に変わり、それだけで噛み合わなくなる。両目を結ぶ線を、二つの半分の継ぎ目と平行に保つ。片手で画面を持っているときはとくに疑ってほしい。
4. ペアの視差が大きすぎる。 変換時に強度を上げすぎると、ずれが融像できる範囲を超える。縮小が効くもう半分の理由がこれだ。作り手がスクリーン面をどこに置いたかも効く。場面のいちばん奥を画面の位置に合わせておけば、ずれはすべて交差視差になる。画像全体が手前に浮き、目が外へ開くことを求められなくなる。
5. 視力矯正。 ふだん使っている矯正はそのまま使ってほしい。乱視が未矯正だと、いちばん鮮明であってほしいところで像がにじむ。累進レンズや二重焦点レンズはレンズの場所ごとに度数が違うので、練習中は邪魔になる。単焦点の眼鏡かコンタクトのほうが楽だ。
6. 映り込みと暗い画面。 ガラスの反射はそれ自体が二重像を足し、数えている像に紛れる。画面が暗いと輪郭も甘くなり、二つが重なったかどうかを判断しにくくなる。
7. 物理的な補助を使う。 厚紙を画面に垂直に立て、辺を二つの半分の継ぎ目に合わせ、もう一方の端を鼻に当てる。これで各目は自分の半分しか見えなくなる。平行法から難所を取り除いた状態だ。ただしサイズの制約は残る。仕切りは違うほうの半分を見てしまうのを防ぐだけで、目を外に開かせてくれるわけではない。安価な段ボール製の VR ビューアーはレンズで同じことをし、しかもピントと輻輳の食い違いまで和らげてくれる。
8. できない人がいて、それは練習で解決しない。 斜視や弱視、左右の度数差が大きい状態、子どもの頃のそうした経験。これらがあると、細かい立体視が弱かったり働かなかったりする。それがどれくらいの割合なのかは、検査方法と判定の閾値によって推定が大きく異なる。いわゆるステレオグラム（Magic Eye）も見えたことがないなら、練習を重ねても届きにくい。眼科や視能訓練の専門家に一言相談したほうがいい。ただし、この話が自分に関係ないということではない。ウィグル GIF が使っている運動視差は単眼の手がかりで、融像をまったく必要としない。
9. 無理をしない。 裸眼視はピントと向きの連動をわざと切る行為だ。その状態を保つことが、疲れや頭痛の原因になる。最初のうちは一回数分にとどめ、心地よくなくなったらやめる。

この画像はどこから来るのか

ステレオペアを作るには、以前はレンズ二つ、少なくともカメラを横にずらして二枚撮る手間が要った。今はいらない。深度モデルが、ふつうの写真から画素ごとの相対的な遠近を推定できる。読んでいる手がかりは人間と同じで、遮蔽、遠近法、テクスチャーの密度、相対的な大きさといったものだ。その推定をもとに、画素を深度に比例して横へずらせば第二の視点が合成できる。近い画素は遠い画素より大きく動く。何年も前にスマホで撮った一枚がステレオペアになるのは、この仕組みによる。

うまくいかない原因は二種類あり、区別しておく価値がある。スライダーで直せるのは片方だけだからだ。

• モデルが場面を読み違える。 反射、ガラス、写真の中に写り込んだ写真、強いモーションブラーがこれにあたる。この場合はどの設定でも救えない。深度マップを見てほしい。明るいほど手前、暗いほど奥で、読み違いはそこでは一目瞭然だが、完成したペアの上ではほとんど見えない。
• 画素をずらすと、カメラが写していない領域が現れる。 この穴は必ず手前の物体の縁に出て、隣接する背景から推測して埋められる。強度が控えめなら目立たず、上げると分かりやすくなる。髪の毛や細い構造がいちばん難しい。

だから裸眼視用の素材では、立体強度を控えめにしておく。そしてスクリーン面を場面のいちばん奥に置き、ずれをすべて交差視差にする。裸眼 3D 写真コンバーターなら、一枚の写真から左右並置・アナグリフ・ウィグル GIF・深度マップの四種類を出して試せる。同じ処理をフレームごとに動画へ適用するのが裸眼 3D 動画コンバーターだ。どちらもタブの中で動くので、ファイルは送信されない。

見る人に合わせて形式を選ぶ

誰かに画像を渡すのが目的なら、この表の中で見る人に機材もコツも求めないのはウィグル GIF だけだ。多くの場合、その手軽さのほうが忠実さより効いてくる。

チェックリスト

1. 平行法なら、画面上の半分の幅を約 6 cm 以内にする。 画素で見積もらず定規で測る。保守的な出発点であって、精密なしきい値ではない。
2. 近くでぼやけた状態から始め、ゆっくり離す。 読書距離から「力を抜こう」とするのは遠回りだ。
3. 像の数を数える。 三つになれば向きは合っていて、真ん中が見るべき像になる。
4. 手前にあると分かっているもので奥行きの向きを確かめる。 裏返っていても同じくらい立体に見えてしまう。
5. 変換は控えめに。 平行法用ならスクリーン面は場面のいちばん奥に置く。
6. 目のせいにする前に深度マップを見る。 場面を読み違えていたら、どう融像しても正しくはならない。
7. 静止画で覚えてから動画へ移る。
8. 痛んだらやめる。 次はもっと早く来る。

一度できるようになれば、次からは楽になっていく。難しいのは最初の一回だけだ。だからその瞬間のために一枚用意しておきたい。自分の写真を裸眼 3D 写真コンバーターに通し、表示は小さいままにして、鼻が画面に触れそうな距離から始めてみてほしい。