立體視覺原理與3D造成不適性

1、3D相關資料研究肖辰彧名詞解釋l 同視點：兩個同時注視的點，即為視差相同的點。l 交叉視差：可以理解為負視差，物像位置位于同視點之前形成的視差為交叉視差。l 非交叉視差：可以理解為正視差，五項位置位于同視點之后形成的視差為非交叉視差。l 醫(yī)學上有單眼單視、單眼復視、雙眼單視和雙眼復視幾個概念，顧名思義，單眼單視則是指單個眼睛看到不會重合的物體，單眼復視則是由于某種眼科疾病使一眼同時可以看到兩個景象，散光、近視等都會引起這個問題。l 雙眼單視指的是外界物體在兩眼視網(wǎng)膜相應部位（對應點）所形成的像，經(jīng)過大腦枕葉的視覺中樞融合為一，使人們感覺到不是兩個相互分離的物體，而是一個完整的立體形象。雙眼復視

2、指的是單眼看物體沒有問題，雙眼看時會出現(xiàn)重影現(xiàn)象。雙眼雙視的情況出現(xiàn)原因也比較復雜。一般人正常雙眼觀察事物應該是雙眼單視的情況。名詞解釋l 雙眼單視分為三級，即一級同時視，二級融合視，三級立體視。 同時視指由雙眼視網(wǎng)膜傳給大腦的信號，不是兩眼交替接受，而是同時接受。 融合視是在雙眼同時視的基礎上，大腦中樞將落于兩眼視網(wǎng)膜上的物像綜合。成為一個完整物像。 立體視是在具備以上兩級視功能的基礎上較為獨立的具有三維空間的視覺功能，是雙眼的調節(jié)與集合在視中樞指令下的更高一層次的生理功能。 也就是說，能夠達到雙眼單視第三級的人才具有立體視功能，本實驗要求志愿者全部具有立體視功能。名詞解釋l 視野單向區(qū)：如

3、圖在弧形PFA區(qū)域中的物體大腦可以將其融合成為單一影像。l 零視差區(qū)（垂直視野單象區(qū)）：穿過PFA圓弧的中間平面上的一條直線上的所有的點也具有零視差，這條線被稱作理論的垂直視野單向區(qū)。l 潘氏區(qū)（潘諾融合區(qū)Panums area）：除了潘氏區(qū)和視野單向區(qū)以外的區(qū)域，會產生復視現(xiàn)象，也就是說人眼無法將具有視差的圖像融合成為單一圖像。非交叉立體視與交叉立體視之和組成了潘氏區(qū)。文章一：立體視覺統(tǒng)計與評估n 立體視覺評估的四項閾值： 顏少明指出的規(guī)范化的立體視檢查方法的現(xiàn)代標準：必須使用能檢測整體立體視的RDS.必須應用遠近立體視雙相測定。必須測定零視差、交叉視差、非交叉視差3項閾值。在此基礎文章中提

4、出了下述四個指標并著重統(tǒng)計了均值：l 立體視銳度：立體視銳度：又稱深度視覺閾限、立體銳度、實體敏度,指在人的深度視覺中可感知到的最小深度差。國人立體視銳度小于等于60sl 交叉立體視：交叉立體視：對交叉視差辨認能力，可理解為可以看多少負視差，國人平均為100minl 非交叉立體視：非交叉立體視：對非交叉視差辨認能力，可理解為可以看多少正視差，國人平均為100minl 響應時間：響應時間：在多長時間之內可以有效響應，兩分鐘內識別者為大多數(shù)。文章一：立體視覺統(tǒng)計與評估二、所測數(shù)據(jù)需求分析與檢測方法l 立體視銳度檢查（需檢查）：立體視銳度檢查（需檢查）： Titums立體視覺檢查圖：售價2970元，

5、優(yōu)點采用偏振眼睛，方便快捷。缺點：價格較貴，只能測立體視銳度 STL立體視覺檢查圖：售價1800元，優(yōu)點可測80cm立體視，銳度精確到15秒，缺點為操作復雜 顏少明數(shù)字化立體視覺檢查圖檢查，無法單買，只能向醫(yī)院借。l 交叉、非交叉檢查交叉、非交叉檢查（待定）（待定）： 網(wǎng)上期刊論文均采用顏少明數(shù)字化立體視覺檢查圖檢查。缺點在于采用紅綠眼鏡，比較老且不單獨售賣，如需要可向醫(yī)院借。l 遠立體視檢查遠立體視檢查（待定）（待定）：定義為50cm后的立體視檢查，一般采用同視機+隨機點圖立體視畫片的方法文章二：視覺不適與疲勞：綜述n 眼科成像與立體視覺形成原理，如黃斑區(qū)、潘諾融合區(qū)Panums area等

6、等。其中比較值得關注的主要有： 1.瞳孔間距小的人可以感受到更多的立體效果，相對的，瞳距小的人也會更快地達到融合極限。 2.視覺疲勞已經(jīng)確定會對眼睛性能造成一定的影響。通常通過對視覺不適感的主觀評價來作為視覺疲勞的一個客觀評價指標。 3.視疲勞可能可以誘發(fā)的情況：斜視、輻輳功能不全，自適應調節(jié)紊亂等情況。會造成視疲勞的因素有：a.異常的雙眼視力，b.左右眼的幾何誤差、串擾、畸變等c.會聚和融合的沖突d.過大的視差文章二：視覺不適與疲勞：綜述n 人眼疲勞測量方式主觀評價：進行人眼疲勞的主觀評價目前有三種方式：探究（explorative studies）、心理物理量表法（psychophysic

7、al scaling）、問卷（questionnaires）。 探究（explorative studies）主要包括以下三個方面。1.發(fā)覺未被暗示的底層知覺；2.不管有沒有預定義的標準，都要評價立體顯示屏的附加價值；3.定義多維概念的基礎（評價指標），如視覺不適。 心理物理量表法（psychophysical scaling）使工程師能夠基于量化知覺，如圖像質量、視覺的不適來提高和優(yōu)化他們的系統(tǒng)。 客觀測量：調節(jié)與輻輳，瞳孔，AC/A(調節(jié)性集合與調節(jié)的比值,測量隱斜的指標之一)，融合范圍、視敏度、隱斜視都可以作為客觀測量的指標。文章三：立體圖像引起的視覺不適：背景、理論與觀測文章主要內容：

8、n 眼睛的深度感覺與立體圖像n 觀看立體圖像的途徑n 視覺疲勞的評價n 聚焦與匯聚的矛盾n 視覺疲勞與眼動平衡的改變n 瞳孔反應其中，對實驗比較有啟發(fā)性的觀點主要有：n 視覺疲勞的主觀評價方面，一些學者從這幾個方面出發(fā)來進行問卷設計:1.眼睛勞累2.總體不適3.惡心4.聚焦困難5.頭疼，也可以參考比較有名的SSQ問卷（已下載）。n 可以使用一些客觀指標評價視覺疲勞，如：視敏度（計劃測）、瞳孔直徑（眼動儀可測）、調節(jié)作用（計劃測屈光度調節(jié)）、臨界融合頻率（計劃測）、眼動信息、臨界融合頻率（就是讓畫面不閃爍的臨界頻率，個人認為可能沒什么必要測）n 隨著視覺疲勞加強，瞳孔直徑變大。文章四：3D3D電

9、視主觀評價方法新的需求n 環(huán)境要求n 1.對于屏幕亮度與對比度的要求 眼鏡會造成一定的亮度損失，其中快閃式眼鏡對光照的損失比偏振式眼鏡更高有學者建議，3D主觀評價的屏幕亮度至少要達到30cd/m才能保證有基本的深度感覺。而串擾可能會提升黑電平從而使對比度降低。個人想法：3D電視主觀評價亮度需比普通高清電視主觀評價亮度高。規(guī)劃院曾經(jīng)做過一些實驗，實驗表明帶上眼鏡（質量較好）后，偏振眼鏡亮度減少約為58.2%,快閃式眼鏡亮度減少約為66.6%?？梢远嗵崛∫恍┢渌麊挝坏难芯繑?shù)據(jù)定一個亮度提升的范圍。n 背景與空間照明 盡量不要使屏幕離墻太近，以防止由于正視差使人形成景物在墻里面的深度沖突。光照方面盡

10、量防止過多的閃爍來降低眼鏡對人造成的影響。文章四：3D3D電視主觀評價方法新的需求n 顯示器分辨率 偏振式顯示器會降低一半的分辨率，而時分顯示器因為時間的交錯對畫面的觀看感受造成了一定的影響，觀眾可能會認為這部分影響是由分辨率降低造成的。n 觀看距離深度知覺的強弱應該作為定觀看距離的一個指標。n 觀看位置n 測試序列的挑選：n 圖像復雜度圖像的復雜度不僅僅要求2D畫面的復雜度，同時也添加了3D因素，也需要要求3D深度的復雜度。同時對最大視差與平均視差做規(guī)范。我們的序列要求暫未對深度的復雜性提出要求。n 評價指標：n 觀看舒適度二其他評價指標如：真實度、視覺體驗等。文章四：3D3D電視主觀評價方

11、法新的需求n觀察者n 作者的意見是對于3D視頻，每個人的敏感程度可能存在差異，因此標準推薦的15人是不夠的。n 觀察者的立體視覺水平：越有10%15%的觀察者沒有很好的立體視覺水平。因此在觀察者進行主觀評價之前需要對其立體視水平進行主觀評價。n觀看時間 在ITU-R BT.500中針對2D視頻主觀評價提出了每段序列觀看時間為10s的建議。對于3D視頻，一方面來說，因為立體圖像更接近于人類的自然觀察，應該可以在更短的時間內判斷質量，而另一方面，立體圖像包含了更加豐富的信息，應該增加觀看時間?，F(xiàn)在進行了觀看時間為10s或5s的實驗，對主觀評價影響很小。文章五：立體畫面的質量評價n 文章列出了影響畫面質量的因素： 數(shù)據(jù)格式對深度有影響 壓縮對質量恒定有影響 深度表表現(xiàn)對視野有影響 串擾影響觀看體驗n 3D電視主觀質量評估 可采取雙刺激連續(xù)質量標度法（DSCQS）、多媒體視