Au 3ème siècle avant J.C., le géomètre grec Euclide, définit ainsi le principe de la vision en 3 dimensions: "Voir le relief, c'est recevoir au moyen de chaque oeil l'impression simultanée de deux images dissemblables du même sujet".
En 1484, Léonard de Vinci précise les principes de la vision
binoculaire sans toutefois les mettre en application.
Au XVIème siècle,
Giovanni Battista Della Porta et Jacopo Chimenti
font des dessins
composés d'une succession d'épreuves du même sujet, réalisées
sous des angles différents. Rien ne permet d'affirmer que ces dessins
furent réalisés dans l'intention de faire du relief, mais leur
visionnement en permettait la restitution.
A partir de ce moment, les salons se meublent de stéréoscopes de plus en plus beaux, fabriqués en bois précieux et exotiques ou en nacre et ivoire.
Les photographes réalisent des couples stéréo de toutes sortes de sujets: nature, personnes, animaux, cérémonies, etc. En 1862 le principal distributeur de plaques stéréoscopiques en vend plus d'un million.
En 1893, Jules Richard fabrique le Verascope: premier appareil photo stéréoscopique rechargeable en plein jour.
Quand le film 35 mm couleur devient disponible peu avant la dernière guerre mondiale, l'appareil Stereo Realist est vendu à plus de cent mille exemplaires.
La stéréoscopie a ensuite un peu disparu. On la trouvait dans des jouets avec les View-Master, dans certains cinémas Imax 3D (Musée des transports à Lucerne, Futuroscope à Poitiers où on l’a voit toujours) et elle est aussi utilisée professionnellement. La cartographie, par exemple, est faite en grande partie à l'aide de photos prises d'un avion qui se déplace. Ce système permet de définir les courbes de dénivellations. La NASA utilise beaucoup la stéréoscopie: des photos ont été prises par les astronautes lors des missions Apollo sur la Lune, des satellites ont photographié des planètes du système solaire en relief, la mission Mars Pathfinder a amené des images du sol martien en 3 dimensions.
Depuis 2006, la NASA fait des photographies en relief du soleil. Elle a envoyé deux satellites qui se séparent de la terre dans des directions différentes afin d'avoir un écartement de plus en plus grand en visant le soleil.
De nos jours, la 3D est revenue en force grâce au cinéma et principalement par le film « Avatar » de James Cameron :