Poprzez pomiar natężenia światła odbitego od powierzchni obserwowanej, a odbitego tylko i wyłącznie w kierunku pojedynczego i nieruchomego punktu obserwacji (obiektywu kamery) przestrzeń możliwych stanów orientacji w przestrzeni 3D wektorów normalnych do badanej powierzchni 3D zostaje znacząco ograniczona.
mały|400px|Poglądowe przedstawienie, po lewej mechanizmu powstawania odbić matowych od badanej powierzchni 3D, po prawej: mechanizmu powstawania odbić bezpośrednich (o połyskliwym, lub lustrzanym charakterze odbić światła)
Teoretycznie, w wielu, często przyjmowanych schematach obserwacji powierzchni 3D – przestrzeń możliwych rozwiązań w fotostereoskopii zostaje ograniczona do jednoznacznego rozwiązania.
Innymi słowy, teoretycznie, mając zadaną wystarczającą ilość źródeł światła rzutowanego kierunkowo na powierzchnię badaną a skierowanego w różnych kierunków, lokalne orientacje wektorów normalnych do powierzchni badanej mogą zostać sprowadzone do zadania ściśle określonego.