我们从两个略有不同的角度观察世界，这对应于我们双眼的位置。这两个不同的角度在我们双眼的图像之间产生了微小的差异，这些差异与视野中物体的相对深度成正比。大脑可以测量这些差异，当它这样做时，结果就是立体视觉或双眼视差。
为了了解这种效果，伸出一只手臂指向远处的物体。在保持手臂伸直的同时，交替睁开和闭上每只眼睛。注意你的手指相对于物体的位移，这说明了双眼之间的水平视差。
利用立体视觉在自然场景、建筑纪念碑甚至色情作品的图像中创造深度幻觉的观看设备在维多利亚时代的客厅里变得非常流行。View-Master 和 Magic Eye 是今天仍然常见的后代产品。
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大脑融合
关于立体视觉，一个不太被欣赏的事实是，即使我们看到物体的两个图像——每只眼睛各一个——我们仍然只感知到一个物体。（类似地，如果你用双手触摸一根香蕉，你会感觉到一根香蕉，而不是两根。）因此，双眼的图像必须在大脑中的某个地方“融合”，才能产生一个统一的感知项目或知觉。但我们可以提出这样的问题：如果眼睛看到完全不同的东西会怎么样？我们会感知到混合物吗？
尝试以下实验。购买低度数的老花镜，就像你在任何药店都能找到的那样。将两个彩色滤光片，一个鲜红色和一个鲜绿色，贴在每个镜片的前面。戴上眼镜。如果你现在看一个白色物体或表面，你看到了什么？如果你闭上一只眼睛，你会看到预期的红色或绿色。但是如果你睁开双眼呢？这两种颜色会在你的大脑中协调和混合以产生黄色，就像它们在光学上混合时一样吗？（正如任何学龄前儿童都知道的那样，如果你混合颜料，如水粉颜料，红色和绿色会变成棕色。但如果你通过将光线投射到屏幕上来混合光线，红色和绿色会产生黄色。）
令人惊讶的答案是，你一次只能看到一件东西。物体看起来交替出现红色，然后是绿色。眼睛似乎在礼貌地轮流，仿佛是为了避免冲突。这种现象被称为双眼竞争，其效果类似于你在内克尔立方体 (a) 中看到的效果。对于观看者来说，似乎这些动态的感知体验之所以产生，是因为物体本身正在发生变化。然而，刺激是完全稳定的，而是在观看过程中发生变化并产生感知改变或不稳定物体错觉的大脑活动模式。
我们可以使用竞争作为一种强大的工具来探索大脑如何解决感知冲突的更普遍问题。让我们尝试另一个实验。如果不使用两种不同的颜色，而是给眼睛两组相互垂直的条纹会怎么样？它们会产生网格吗？还是会冲突？答案是，有时你会看到它们交替出现——但同样常见的是，你会看到由两只眼睛的图像交错排列而成的马赛克 (b)。没有网格。
理论上，你可以通过在立体观察器中为右眼放置垂直条纹，为左眼放置水平条纹来完成这个实验。但如果你没有立体观察器，你可以创建我们称之为“穷人版”的版本 (c)。只需在对应于左眼和右眼的两幅图像之间的边界处，支撑起一个垂直隔板，例如马尼拉文件夹。将你的鼻子放在隔板上，使左眼专门看一幅图像，右眼看另一幅图像。你将看到条纹交替或波动的马赛克，但永远不会看到网格。通过练习，你可以省去隔板，只需学习通过会聚或发散你的眼睛来“自由融合”这两幅图像。如果你最初看着图像和你面部之间一半位置的铅笔尖，这将有所帮助。
一旦你学会了这个技巧，你就可以尝试许多新事物。例如，我们知道大脑的不同区域参与处理视觉图像的颜色和形状。因此我们可以问，竞争是分别发生在两者上，还是总是同时发生？如果你通过红色滤光片看左眼的条纹，通过绿色滤光片看右眼的条纹会怎么样？现在将同时存在颜色竞争和形状竞争。这两种竞争可以独立发生吗，以至于左眼的颜色与右眼的条纹相配，还是它们总是“同步”竞争？简短的答案是，它们一起竞争。粗略地说，竞争发生在眼睛本身之间，而不是发生在处理颜色或形状的过程中。
补全图像
但这并非总是如此。考虑一下图 d 中奇特的显示。每只眼睛的图片都是猴子脸和树叶的合成图。有趣的是，如果大脑融合图像，它有强烈的倾向于补全猴子或树叶——即使这样做需要从两只不同的眼睛中组装碎片才能完成图案。在这种情况下，大脑正在从每只眼睛中挑选出组合正确时可以“理解”为整体图案的片段。
让我们回到立体视觉，即从双眼图像中计算相对深度，因为双眼在头骨中水平分离，所以图像略有不同。在这里，图像融合和立体深度都会发生，而不是竞争。非常值得注意的是，人类在地球上游荡了数千年而没有认识到立体视觉（可能假设双眼的好处是，如果你失去一只，你还有备用的）。莱昂纳多·达·芬奇在 500 年前就指出了这一信息；大脑实际使用它的事实是由维多利亚时代的物理学家查尔斯·惠斯通发现的。你可以通过观看从顶部看到的桶形图来创建惠斯通发现的一个例子。当你融合双眼的图片（使用自由融合或隔板卡）时，一个灰色圆盘会从外圆的平面上跳出来——仿佛神秘地悬浮在稀薄的空气中。
但是你需要融合才能发生立体视觉吗？这似乎是一个诱人的问题，因为人们会凭直觉这样认为，但这种直觉是错误的。三十年前，普林斯顿大学的安妮·特雷斯曼、纽约大学的劳埃德·考夫曼和我们中的一位（拉马钱德兰）各自独立地表明，矛盾的是，竞争可以与立体视觉共存。
为了理解这种现象，请看图 e 中所示的立体图。它有两个条纹块，相对于外圆在相反方向上水平移动。当大脑融合这些圆圈时，会发生一些非凡的事情。你会看到整个斑块漂浮在前面——但一次只有一个斑块，因为条纹本身是正交的。换句话说，大脑从整体上提取斑块的立体信号——将各个块解释为斑点——然而这些斑块本身却被视为竞争。
关于视网膜上斑块位置的信息被大脑提取出来，并产生立体视觉，即使一次只能看到一只眼睛的图像。就好像来自不可见图像的信息仍然可以驱动立体视觉。
这种“形状竞争”发生在与立体视觉不同的大脑区域，因此两者可以和谐共存。它们在正常双眼视觉中的相关性是巧合的，而不是必然的。这一发现，即某些视觉信息可以在平行的脑通路中无意识地处理，使我们想起了盲视这种神秘的神经综合征。视觉皮层受损的患者完全失明。他无法有意识地感知光点。但他可以使用绕过视觉皮层（你需要它才能有意识地感知）并直接投射到大脑中心的平行通路来伸出手并触摸它，这些大脑中心就像自动驾驶仪一样引导你的手。
理论上，可以针对双眼竞争进行类似的实验。当一只眼睛的图像在竞争期间被完全抑制时，你是否仍然可以伸出手并触摸呈现给该眼睛的点，即使对于被抑制的眼睛来说，该点是不可见的？
竞争现象是你可以使用相对简单的实验来深入了解视觉处理的一个引人注目的例子。