Die Stereoskopie ist die Wiedergabe von Bildern mit einem räumlichen Eindruck von Tiefe, der physikalisch nicht vorhanden ist. Umgangssprachlich wird Stereoskopie fälschlich als „3D“ bezeichnet, obwohl es sich nur um zweidimensionale Abbildungen (2D) handelt, die einen räumlichen Eindruck vermitteln
(„Raumbild“). Unter solch einem Raumbild versteht man eine Doppelaufnahme, deren beide Teilbilder zu einem räumlichen Bild verschmelzen. Man sieht mit beiden Augen von zwei Standpunkten aus, die um etwa 65 mm auseinander liegen. Gegenstände im Vordergrund erscheinen dem linken Auge von einer anderen Stelle des Hintergrundes, als dem rechten Auge. Das Gehirn setzt beide Bilder zusammen, so dass ein einzelnes drittes Bild entsteht, welches einen Bildraum suggeriert, der in Wirklichkeit nicht vorhanden ist.
Die Bilder werden nebeneinander auf die Querschiene gesteckt und durch die beiden Gucklöcher eines maskenähnlichem Gehäuses, das auf der Längsstange angebracht ist, betrachtet. Es handelt sich bei dem vorgestellten Bildbetrachter um das offene sogenannte „amerikanische Stereoskop“, das seinerzeit weit verbreitet war. Dieses Gerät ist aus Holz und die Gucklöcher aus Glas. Unter der Längsschiene befindet sich ein klappbarer Griff, mit dem man das Stereoskop halten und vor die Augen führen kann.
Die Betrachtung von Stereobildern bot der einfachen Bevölkerung die Möglichkeit, sich ein "realistisches" Bild von der Welt zu verschaffen. Diese Stereobilder konnte man mit Hilfe eines Stereobildbetrachters, sog. „Stereoskop“, ansehen. Um 1900 hatte ein Großteil der Haushalte einen Stereobetrachter. So bekam auch Heinrich Stens, geb. 1899, der Vater des Leihgebers Engelbert Stens, als Jugendlicher ein Stereoskop geschenkt. Die zu diesem Gerät gehörenden und dem Museum auch vorliegenden Stereokarten gab es sowohl für Kinder als auch für Erwachsene.
1838 veröffentlichte der englische Physiker Sir Charles Wheatstone (1802–1875) seine ersten Forschungsergebnisse über räumliches Sehen. Er berechnete und zeichnete Stereobildpaare und konstruierte für deren Betrachtung einen Apparat, bei dem der Blick des Betrachters durch Spiegel auf die Teilbilder umgelenkt wurde. August Fuhrmann entwickelte um 1880 einen großen Rundlauf-Stereobetrachter, das sogenannte Kaiserpanorama. Um 1900 wurde dies zu einem populären Massenmedium in Mitteleuropa. Wilhelm Gruber erfand 1938 den View-Master, einen Stereobetrachter mit austauschbaren Bildscheiben. Um 1900 sowie in den 1950er Jahren erlebte die Stereofotografie einen Boom. Stereoskope für zu Hause wurden populär. Verlage boten Stereoskopkarten aus aller Welt an. Aufgrund des höheren technischen Aufwands hat sich die Stereofotografie jedoch nie dauerhaft durchgesetzt.
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