Со стереоэффектами занком давно, еще дедовы книжки были с стереопарами.
Это были обычные черно-белые картинки, которые нужно было «совмещать». Висящий в воздухе объемный кубик впечатление производил :)
Потом были красно-синие очки, фотографии видов Сочи. Интересно, но цвета были ужасные. Дело в плохой цветопередаче, так как технологии совсем не подъодили для таких картинок.

Как сейчас обстоят дела со стерео, а в особенности с стерео-кино.

Чтобы человек воспринял стерео-изображение, необходимо каждому глазу показать свое изображение. При классической съемке получается одно изображение, для нас это то же самое, что смотреть одним глазом. Нет чувства глубины, которое, однако пытаются создать за счет освещения, цветовых переходов, перспективы.
Создать стерео-картинку очень просто. Есть много способов.
Две камеры (одна с возможностью записи двух изображений
Компьютерная графика
Самое главное, это то, объективы (реальные или виртуальные) разнесены в горизонтальной плоскости, как бы имитируя два глаза. За счет этого расстояние между объективами обычно соответствует расстояние между зрачками.

Даже обычной камерой можно в домашних условиях сделать такие стереопары. Естественно в статике. Для этого: выбираем объект, снимаем. Сдвигаем камеру на 5-6 сантиметров в сторону, еще снимок. Очень важно, чтобы центры на обоих снимках совпадали.
Далее просматриваем. Способов несколько. Самый простой — открываем на экране обе картинки в одном масштабе и распологаем их рядом. Можно склеить в одну в редакторе.
Теперь самое сложное. Нужно сделать так, чтобы каждый глаз сморел на свое изображение.

1 способ, самый простой. Изображения меняем местами (слева для правого глаза и наоборот). Смотрим на свою переносицу, при этом изображения как бы наложатся друг на друга, немного тренировки и получится 3 изображения. В центре будет объемное.
2 способ заключается в том, чтобы смотреть «сквозь» изображения. Для больших размеров он не подойдет.

Естественно в кинотеатре так насиловать зрение никто не даст. Что для этого придумали.

Самый простой способ это «анаглиф».
Пара изображений снимается (окрашивается при монтаже) своим светофильтром, обычно красным и синим). Потом это изображение сводится в одно. Без очков это будет выгялдеть, как картинка со смещенными цветами, как при некачественной полиграфии.
Стоит одеть очки с красным-синим фиьтром, как получится стереоэффект. Но цветопередача сильно страдает, часть цветов вообще выпадет, часть будет блеклыми, смещенными.
Если память не изменяет, то в «Стерео» были как раз такие очки. Для того времени качество съемки было невысоким, ленты заезженными, так что цветопередача принималась как норма. Сейчас уже требования качества выше, думаю во многом из за этого «Стерео» прекратил свою существование.

Затворные способы
Очень распространенный для ПК. Nvidia выпустило такие очки, в Сочи пока в продаже не видел.
Заключается в том, что на экран (с высокой частотой развертки от 100 Гц) выводятся поочередно кадры для левого и правого глаза. А очки соответственно меняют степень затенения для каждого.
Плюс такого способа — идеальная цветопередача, легко осуществить.
Минусы — нужен хороший монитор и специальные очки, 6-7 тысяч отдавать многовато, тем более, что начинка копеечная. У меня сварочная маска по такой-же технологии, стоит около 600 рэ.
Естественно в кинотеатре выдать каждому такие очки с проводочком накладно и опасно (шутки электриков :) )

Что используется в мире:

Распространено не так много стандартов.

IMAX
В России таких кинотеатров мало, позиционируются они как «престижные».
Очки поляризационные, но с линейной поляризацией. Минус — шевелить головой от горизонтальной оси нежелательно. Экран для такой технологии очень дорогой. Обычный не подходит по причине нарушения поляризации изображения.
Плюсы — самая высокая четкость изображения. Лично мной это не проверенно, только рассуждения.

Real 3D
Используется круговая поляризация.
Технология сложнее чем IMAX, но зато можно крутить головой. Но экран опять же требуется высокого качества, как и для IMAX.

Dolby 3D
Эта технология используется у нас.
Используется обычный экран, так как поляризация не требуется.
В проектор, перед лампой, устанавливают синхронизированный через контроллер специальный съёмный вращающийся дисковый фильтр с сегментами формирующий через кадр изображение для каждого глаза отдельно, которое смешивается с помощью пассивных спектральных очков многоразового пользования, выдаваемых зрителям.
Технология, используемая для создания стереоэффекта, называется «визуализация через волновое умножение» или технология интерферентной фильтрации и лицензирована Dolby у немецкой компании Infitec GmbH (сокращение от Interferenzfiltertechnik).
Весь визуальный спектр может восприниматься человеком через сочетание красного, зелёного и синего цветов (RGB) В фильтрующем диске есть сегменты, которые фильтруют свет прожектора на красный, зелёный и синий цвет разных длин волн. При этом красный цвет определённой частоты видит левый глаз, а красный цвет другой частоты — правый (каждый глаз видит красный своего цвета). То же самое верно для зелёного и синего. Разница в цветовом восприятии для левого и правого глаза корректируется дополнительными фильтрами очков.

Плюсы: нет падения яркости как у поляризационных схем, нет искажения при повороте головы, низкая стоимость реализации
Статья о том, как это работает

То, что в Сочи 3D появилось, это большой плюс.

Насчет того, что у многих болят глаза после 3D-филмов.

Есть два случая, когда глаза болеть не будут:
1. Голограмма (технически сейчас очень сложно осуществимо.
2. Живое изображение. Театр никто не отменял, да, хоррора там нет, но смотреть приятно.

Из за чего болит голова и устают глаза?
В нормальной ситуации, когда вы смотрите на какой-нибудь объект, то во первых, оба глаза фокусируются на нем, а остальное «размыто» в большей или меньшей степени. А во вторых оптические линии пересекаются в этой точке.

Что происходит в стерео?
Оба глаза получают изображение, которое мало того, что сфокусировано так, как решил оператор, так к тому же оптические линии пересекаются в абсолютно неизвестной для нашего мозга точке.
Ну хорошо если в конкретной сцене фокус и линии на ярком фрагменте и мы смотрим на эту точку. А что будет, если начать блуждать взглядом по деталям? Изучить фон, птичку в небе? :)
Мозг пытается фокусировать глаза, двигать ими, а не фокусируется. Из за этого и головокружение, тяжесть в глазах, боль.
Единственный способ минимизировать усталость это смотреть туда, куда «положено» по сюжету. Целуются люди — смотрите на них, а не на рисунок обоев, взорвалось что-то, наслаждайтесь взрывом, и так далее.

В любом случае стерео добавляет то, что должно давать кино — новые ощущения и переживания.