Jako że optyka jest mi dość bliska, wtrącę tu swoje trzy grosze.
O tym, że postrzeganie jest trójwymiarowe, nawet w widzeniu jednoocznym, świadczy choćby zjawisko akomodacji oka, czyli dostosowywania się ogniskowej jego soczewki w zależności od odległości obserwowanego przedmiotu. Wiąże się to z faktem, że nasz naturalny detektor promieniowania, czyli siatkówka ma pewną rozciągłość, co powoduje powstanie w różnych jej obszarach niezgodności obrazów przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach (efekt paralaksy). Zasięg percepcji głębi w przypadku widzenia jednoocznego można dość prosto oszacować.
Podstawowym czynnikiem o tym decydującym będzie kątowa zdolność rozdzielcza oka. Można ją oszacować dwoma sposobami. Pierwszy to tzw. kryterium Rayleigha, który określa się na podstawie średnicy otworu wejściowego dla światła w układzie optycznym (w naszym wypadku źrenicy). W optymalnym przypadku dla widzenia dziennego wynosi ona ok. d = 4 mm, co przy długości fali światła λ = 550 nm (maksymalna czułość oka) daje rozdzielczość kątową:
Θ = 1.22 λ/d = 1.22*5.5*10-7 m/0.004 m =1.68*10-4 rad = 34.6"
Drugi ze sposobów określa zdolność rozdzielczą na podstawia zagęszczenia czopków na siatkówce. W centralnym obszarze plamki żółtej (w tzw. dołku środkowym), gdzie na siatkówce powstają najostrzejsze obrazy, zagęszczenie czopków wynosi ok. 150 000/mm2, czyli ok. 387/mm. To odpowiada odległości między czopkami wynoszącej ok. 1/387/mm = 0.0026 mm. Przy odległości siatkówki od soczewki wynoszącej ok. 17 mm daje to rozdzielczość kątową wynoszącą:
Θ = arctg(0.0026/17) ≈ 0.0026/17 = 1.53*10-4 rad = 31.5"
Jak widać wynik jest niemal zbieżny z poprzednim, co świadczy o wysokim stopniu kompatybilności elementów układu optycznego oka.
Powyższe wyniki dotyczą skrajnie optymalnych okoliczności. Dla przeciętnego rozmiaru średnicy wejściowej w widzeniu dziennym wynoszącej ok. 3 mm otrzymujemy rozdzielczość kątową 46.1". Przybliżoną, okrągłą i często spotykaną wartością zdolności rozdzielczej jest 1', czyli 60".
Do dalszych obliczeń użyjmy jednak wyliczoną wartość przeciętną, czyli 46.1". Jakiej zasięgowi percepcji głębi taka rozdzielczość odpowiada? Przyjmując do rozważań średnicę dołka środkowego, czyli 1,5 mm otrzymujemy:
x = 1.5 mm/tg(46.1") = 6.7 m
Taki jest mniej więcej zasięg rozróżniania odległości przedmiotów w widzeniu jednoocznym. Wyliczona tu wartość jest bardzo zbliżona do przyjmowanej zwykle odległości punktu dali, wynoszącego ok. 6 m, powyżej której oko praktycznie już się nie akomoduje, bo przestaje to mieć już znaczenie (skala efektów paralaktycznych powyżej tej odległości jest mniejsza od kątowej rozdzielczości oka).
Percepcję głębi zwiększa znacznie widzenia dwuoczne (stereoskopowe). Przy średniej odległości gałek ocznych wynoszącej 65 mm otrzymujemy zasięg:
x = 65 mm/tg(46.1") = ok. 290 m.