立体画（Autostereogram）是一类特殊的图画，利用了人眼视觉特性，通过水平重复特定图案让观众产生错觉，不需要专门设备就能使平面上的图像呈现立体效果。

1844年苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特（David Brewster）发现，水平重复某一图案，适当调节人眼视线的会聚点，使两眼所见图案相隔一个周期，便会产生立体视感。上世纪六十年代，匈牙利裔美国神经科学家Béla Julesz发明了随机点立体图（random dot stereogram），通过并置两张图片产生立体错觉。奥地利艺术家Alfons Schilling发明了用单张图片实现三维效果的方法，制作出最原始的立体画。

Julesz的学生Christopher Tyler在Alfons Schilling的基础上改进了立体画的生成算法。九十年代初，美国程序员Tom Baccei和艺术家Cheri Smith创建了Magic Eye公司，制作并出售立体画。Magic Eye对立体画的生成程序和制作流程做了改良，使之成为更美观易读的彩色图画，让立体画成为了一种流行的艺术形式。

立体画的诞生与人类对自身视觉的研究有紧密联系。

1838年，英国物理学家查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）发明了体视镜（stereoscope)，这是最早可以观看3D立体图像的装置。他的装置看似复杂庞大却很有效，仅仅通过两面转轴倾角45度的反射镜以及分摆在两侧的图片，当人眼从正面直视反射镜时，双眼所看到的同一物体成像是不同的，从而产生三维的立体视觉感受。虽然立体镜的主要目的是研究视觉，但也作为娱乐用品出售。

1844年，苏格兰物理家大卫·布鲁斯特发现发现，水平重复某一图案，适当调节人眼视线的会聚点，使两眼所见图案相隔一个周期，便会产生立体视感。这就是后世立体画所运用的基本原理：墙纸效应。

由于体视镜需要两张几乎相同的图片，绘画只有在较为简单时才便于复制，难以使用更复杂的图像，而随着摄影技术发展，体视镜也得以利用精细且便于复制的照片，这促成了体视镜的流行。大卫·布鲁斯特和美国医生老奥利弗·温德尔·霍姆斯（Oliver Wendell Holmes）分别于十九世纪五十年代和六十年代改进了体视镜，使其更便于携带和观察，在当时被广泛用于日常娱乐和学校教学。

1960年，匈牙利裔美国神经科学家Béla Julesz发明了随机点立体图，用于研究人类视觉。随机点立体图由两张随机点阵列图组成，观众会看见一个在画面前方或后方悬浮的图案。

在上世纪六七十年代，奥地利艺术家Alfons Schilling进行了一系列的立体图像创作，但与Béla Julesz会面后对当时的计算机立体图生成程序感到失望，他于1974年出版了名为“BINOCULARIS”的画册，其中出现了一种创作随机点立体图的新方法：几行平行变化的窄竖条纹在水平方向排成一排，叠加成一个连续的立体图像。这种单一图像的立体图不需要专门设备即可观看。这种方法后来也被B. Julesz 的学生Christopher Tyler采用，他在此基础上改进了立体图的生成算法，以深度序列控制图案重复周期，形成一个疏密不均、呈现立体效果的图案序列。其后由英国科学家Harold Thimbleby提出了更加准确的模型。Christopher Tyler在1983 年将其命名为 "立体画（Autostereogram）"。

上世纪九十年代初，美国程序员Tom Baccei和艺术家Cheri Smith合作，创建了Magic Eye公司，制作并出售立体画。Magic Eye对立体画的生成程序和制作流程做了改良，使之成为更美观易读的彩色图画。

1992年，Tom Baccei邀请他的前同事，程序员Bob Salitsky协助创建了一个更先进的软件，简化了立体画的制作流程。Bob Salitsky对软件进行了改进，不再使用随机的黑白点，而是在图像中加入 "Salitsky点 "（Salitsky Dots）——一种色彩丰富、不对称的圆点，这些圆点的位置经过设计，可以使隐藏的图像比原来的图像稍微清晰一些。

制作立体画时，Magic Eye的设计师首先要决定在图像背景中隐藏什么形状。边缘清晰的简单物体效果最好，如汽车、帆船和某些动物。然后，他们会创建一个灰度版本的形状，这样程序就能为其轮廓分配深度值。浅色区域表示距离较近的像素，深色区域表示距离较远的像素。接下来，设计师会创建一种叫做 "starter strip”的东西，这是一列充满彩色图案的竖列，像伪装一样在隐藏的三维图像上重复出现。Salitsky的软件将二维图案与灰度深度图相结合，根据深度信息水平移动每个图案条。为了让三维形状看起来更近，软件会以更近的间隔重复起始图案；为了让部分形状看起来更远，他们会以更远的距离重复图案。重复图案会重叠，给每只眼睛不同的深度提示，诱使大脑看到预期的三维错觉。Magic Eye的立体画在九十年代广受欢迎，自此立体画真正成为了一种流行的艺术形式。

在平面上水平重复画某一图案（例如墙纸），适当调节人眼视线的会聚点，使一只眼看到的图案与另一只眼看到的图案相隔一个周期时，便会在画平面的“后面”看到另一个画平面，由于它距离物理画平面有一段距离，而使得人们感觉它象一个立体的平面，这就是所谓的“墙纸效应”。也即立体画的基本原理。从外观上看，立体画象是一张普通的画。有的立体画布满了某种图案，而有的则被一些杂乱无章的随机点所覆盖。神奇的三维立体世界就藏于画中。如果仔细观察立体画，就会发现立体画表面的纹理是有周期性的。在每一条水平线上，总是重复某个特定的点序列。同时，重复周期有细微的变化，这会在每条水平线上形成凸凹不平的立体视感。当看整幅画时，便会形成一个凸凹不平的三维轮廓构成的立体视感。简单地讲，立体画的基本原理就是“墙纸效应”，最终的立体视感的形成则取决于人眼和人脑本身。立体画不是“实在”的立体实物，而是人脑形成的虚象。

立体画就是重复某一图案所得的画。图1中，画平面P上的点D1，D2⋯，Dn。代表等间距重复的同一图案。L，R为人的左右两眼，从L，R两点出发，分别向D1一Dn。点做射线L1一Ln。和R1—Rn。，代表左右两眼发出的视线束。可以看到，L1交R2于I1。点，L2交R3于I2点⋯，Ln-1交Rn于In-1点，这n-1个点I1一ln-1形成平面S1。由于I1一In-1中每一个点处，都有分别来自左眼L和右眼R的视线，所以人脑会在I1—In-1处形成虚象。并且，这些虚象都具有立体视感，它们形成立体画平面S1。另外，R1交S1于I0点，Ln交S1于In点，这两个象点都只有一条视线穿过，没有来自另一只眼相对应的视线与之相交，所以没有立体视感。

可以发现，L2与R1可交于I1’点，L3与R2可交于I2’点⋯⋯，Ln与Rn-1。可交于In-1’点，这样，点I1’和点In-1’在画平面P前面也形成一个平面S1’。显然S1’也具有立体视感。由于l1’点是Li+1与Ri的交点，是左眼看Di+1点与右眼看Di点时形成的虚象，这时两眼的视线需要交叉，所以，这种视感叫交叉眼立体视感。而与之对应，S1则为非交叉立体视感。容易看出，在S1’之前还会形成S2’，S3’，⋯，它们是左右眼视图相差大于一个周期时重叠而产生的视感。它们构成“交叉眼立体视区”。在S1之后，还有立体平面S2，S3，⋯，它们构成“非交叉眼立体视医。一般的人使用非交叉眼的方法来看立体画，所以，在设计立体画时，通常将S1定为立体画平面。这时，如果采用交叉法看，会看到S1’处的立体画，只是其凸凹特性刚好与S1处看到的相反；同时，其它画平面，如：S2，S3，⋯，S2’，S3’⋯，处也可以看出立体效果，但其画的内容已经更迭多次，没有观看的意义。图1中点的重复周期是相等的，即D1一Dn之间的间距相等。图2则展示了重复点时周期不相等的情况。

图2中，由于D1一D5之间的距离不相等，致使虚象点I1一I4不在同一平面上，而是I2，I3要比I1，I4高出来一些。这就产生了远近距离感，即立体视感。精心地组织点的重复周期，就会形成所期望的高低不平的三维实体轮廓的立体视感。

第一步是创建三维模型。可任意旋转和编辑的三维模型在立体画创作中有较好的适应性。隐藏的图像可以是单词、场景或复杂的三维模型，如蜘蛛侠或霍格沃茨城堡。本例中的隐藏艺术品是 "价值"（Value）一词。

第二步是制作一个美观且在技术上有效的二维竖列图案，该图案将决定立体画最终的整体外观和感觉。二维竖列图案的尺寸由最终图像尺寸决定。二维竖列图案将重复出现，以形成最终的整体二维可见图案，掩盖隐藏的三维图像。当二维可见图案与三维隐藏图像重叠时，就会出现变形。

最后，使用立体画生成程序将隐藏的图像与二维可见图案相结合。完成后，当隐藏的单词 "Value "出现在三维空间时，人们的主要注意力将集中在它上面。

观看立体画时，双眼应聚焦于显示器或印刷立体画的后方。训练方法包括：

方法1 在目标后方聚焦 - 在显示器后方 30 厘米处放置一个你能看到的东西。将视线集中在它上面几秒钟，然后将视线移到立体图上。如果你在立体图上看不到深度，就晃动你的眼睛，将注意力集中到显示器后方。再重复一次，试着集中2秒钟的注意力看向显示器后方，再看1秒钟的立体画。

方法2 转移眼睛焦点 - 将你的头移到离立体图像很近的地方，只有几厘米或几英寸。在这个距离上，你的眼睛无法聚焦。试着将注意力集中到远处，然后慢慢将头后移。在大约 30 厘米/11 英寸的距离内，你可以开始看到立体图的深度。

可能需要几分钟的时间才能训练眼睛聚焦到立体画后方，看到隐藏的立体图像。