立體視覺(jué)原理與3D造成不適性

1、3D相關(guān)資料研究肖辰彧名詞解釋l 同視點(diǎn)：兩個(gè)同時(shí)注視的點(diǎn)，即為視差相同的點(diǎn)。l 交叉視差：可以理解為負(fù)視差，物像位置位于同視點(diǎn)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(xiàng)位置位于同視點(diǎn)之后形成的視差為非交叉視差。l 醫(yī)學(xué)上有單眼單視、單眼復(fù)視、雙眼單視和雙眼復(fù)視幾個(gè)概念，顧名思義，單眼單視則是指單個(gè)眼睛看到不會(huì)重合的物體，單眼復(fù)視則是由于某種眼科疾病使一眼同時(shí)可以看到兩個(gè)景象，散光、近視等都會(huì)引起這個(gè)問(wèn)題。l 雙眼單視指的是外界物體在兩眼視網(wǎng)膜相應(yīng)部位（對(duì)應(yīng)點(diǎn)）所形成的像，經(jīng)過(guò)大腦枕葉的視覺(jué)中樞融合為一，使人們感覺(jué)到不是兩個(gè)相互分離的物體，而是一個(gè)完整的立體形象。雙眼復(fù)視

2、指的是單眼看物體沒(méi)有問(wèn)題，雙眼看時(shí)會(huì)出現(xiàn)重影現(xiàn)象。雙眼雙視的情況出現(xiàn)原因也比較復(fù)雜。一般人正常雙眼觀察事物應(yīng)該是雙眼單視的情況。名詞解釋l 雙眼單視分為三級(jí)，即一級(jí)同時(shí)視，二級(jí)融合視，三級(jí)立體視。 同時(shí)視指由雙眼視網(wǎng)膜傳給大腦的信號(hào)，不是兩眼交替接受，而是同時(shí)接受。 融合視是在雙眼同時(shí)視的基礎(chǔ)上，大腦中樞將落于兩眼視網(wǎng)膜上的物像綜合。成為一個(gè)完整物像。 立體視是在具備以上兩級(jí)視功能的基礎(chǔ)上較為獨(dú)立的具有三維空間的視覺(jué)功能，是雙眼的調(diào)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(shuō)，能夠達(dá)到雙眼單視第三級(jí)的人才具有立體視功能，本實(shí)驗(yàn)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(guò)PFA圓弧的中間平面上的一條直線上的所有的點(diǎn)也具有零視差，這條線被稱(chēng)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(huì)產(chǎn)生復(fù)視現(xiàn)象，也就是說(shuō)人眼無(wú)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(jué)統(tǒng)計(jì)與評(píng)估n 立體視覺(jué)評(píng)估的四項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)：必須使用能檢測(cè)整體立體視的RDS.必須應(yīng)用遠(yuǎn)近立體視雙相測(cè)定。必須測(cè)定零視差、交叉視差、非交叉視差3項(xiàng)閾值。在此基礎(chǔ)文章中提

4、出了下述四個(gè)指標(biāo)并著重統(tǒng)計(jì)了均值：l 立體視銳度：立體視銳度：又稱(chēng)深度視覺(jué)閾限、立體銳度、實(shí)體敏度,指在人的深度視覺(jué)中可感知到的最小深度差。國(guó)人立體視銳度小于等于60sl 交叉立體視：交叉立體視：對(duì)交叉視差辨認(rèn)能力，可理解為可以看多少負(fù)視差，國(guó)人平均為100minl 非交叉立體視：非交叉立體視：對(duì)非交叉視差辨認(rèn)能力，可理解為可以看多少正視差，國(guó)人平均為100minl 響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間：在多長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)可以有效響應(yīng)，兩分鐘內(nèi)識(shí)別者為大多數(shù)。文章一：立體視覺(jué)統(tǒng)計(jì)與評(píng)估二、所測(cè)數(shù)據(jù)需求分析與檢測(cè)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(jué)檢查圖：售價(jià)2970元，

5、優(yōu)點(diǎn)采用偏振眼睛，方便快捷。缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，只能測(cè)立體視銳度 STL立體視覺(jué)檢查圖：售價(jià)1800元，優(yōu)點(diǎn)可測(cè)80cm立體視，銳度精確到15秒，缺點(diǎn)為操作復(fù)雜 顏少明數(shù)字化立體視覺(jué)檢查圖檢查，無(wú)法單買(mǎi)，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(jué)檢查圖檢查。缺點(diǎn)在于采用紅綠眼鏡，比較老且不單獨(dú)售賣(mài)，如需要可向醫(yī)院借。l 遠(yuǎn)立體視檢查遠(yuǎn)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(jī)+隨機(jī)點(diǎn)圖立體視畫(huà)片的方法文章二：視覺(jué)不適與疲勞：綜述n 眼科成像與立體視覺(jué)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(guān)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(duì)的，瞳距小的人也會(huì)更快地達(dá)到融合極限。 2.視覺(jué)疲勞已經(jīng)確定會(huì)對(duì)眼睛性能造成一定的影響。通常通過(guò)對(duì)視覺(jué)不適感的主觀評(píng)價(jià)來(lái)作為視覺(jué)疲勞的一個(gè)客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)。 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(yīng)調(diào)節(jié)紊亂等情況。會(huì)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?dāng)_、畸變等c.會(huì)聚和融合的沖突d.過(guò)大的視差文章二：視覺(jué)不適與疲勞：綜述n 人眼疲勞測(cè)量方式主觀評(píng)價(jià)：進(jìn)行人眼疲勞的主觀評(píng)價(jià)目前有三種方式：探究（explorative studies）、心理物理量表法（psychophysic

7、al scaling）、問(wèn)卷（questionnaires）。 探究（explorative studies）主要包括以下三個(gè)方面。1.發(fā)覺(jué)未被暗示的底層知覺(jué)；2.不管有沒(méi)有預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)，都要評(píng)價(jià)立體顯示屏的附加價(jià)值；3.定義多維概念的基礎(chǔ)（評(píng)價(jià)指標(biāo)），如視覺(jué)不適。 心理物理量表法（psychophysical scaling）使工程師能夠基于量化知覺(jué)，如圖像質(zhì)量、視覺(jué)的不適來(lái)提高和優(yōu)化他們的系統(tǒng)。 客觀測(cè)量：調(diào)節(jié)與輻輳，瞳孔，AC/A(調(diào)節(jié)性集合與調(diào)節(jié)的比值,測(cè)量隱斜的指標(biāo)之一)，融合范圍、視敏度、隱斜視都可以作為客觀測(cè)量的指標(biāo)。文章三：立體圖像引起的視覺(jué)不適：背景、理論與觀測(cè)文章主要內(nèi)容：

8、n 眼睛的深度感覺(jué)與立體圖像n 觀看立體圖像的途徑n 視覺(jué)疲勞的評(píng)價(jià)n 聚焦與匯聚的矛盾n 視覺(jué)疲勞與眼動(dòng)平衡的改變n 瞳孔反應(yīng)其中，對(duì)實(shí)驗(yàn)比較有啟發(fā)性的觀點(diǎn)主要有：n 視覺(jué)疲勞的主觀評(píng)價(jià)方面，一些學(xué)者從這幾個(gè)方面出發(fā)來(lái)進(jìn)行問(wèn)卷設(shè)計(jì):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(wèn)卷（已下載）。n 可以使用一些客觀指標(biāo)評(píng)價(jià)視覺(jué)疲勞，如：視敏度（計(jì)劃測(cè)）、瞳孔直徑（眼動(dòng)儀可測(cè)）、調(diào)節(jié)作用（計(jì)劃測(cè)屈光度調(diào)節(jié)）、臨界融合頻率（計(jì)劃測(cè)）、眼動(dòng)信息、臨界融合頻率（就是讓畫(huà)面不閃爍的臨界頻率，個(gè)人認(rèn)為可能沒(méi)什么必要測(cè)）n 隨著視覺(jué)疲勞加強(qiáng)，瞳孔直徑變大。文章四：3D3D電

9、視主觀評(píng)價(jià)方法新的需求n 環(huán)境要求n 1.對(duì)于屏幕亮度與對(duì)比度的要求 眼鏡會(huì)造成一定的亮度損失，其中快閃式眼鏡對(duì)光照的損失比偏振式眼鏡更高有學(xué)者建議，3D主觀評(píng)價(jià)的屏幕亮度至少要達(dá)到30cd/m才能保證有基本的深度感覺(jué)。而串?dāng)_可能會(huì)提升黑電平從而使對(duì)比度降低。個(gè)人想法：3D電視主觀評(píng)價(jià)亮度需比普通高清電視主觀評(píng)價(jià)亮度高。規(guī)劃院曾經(jīng)做過(guò)一些實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明帶上眼鏡（質(zhì)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%。可以多提取一些其他單位的研究數(shù)據(jù)定一個(gè)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(guò)多的閃爍來(lái)降低眼鏡對(duì)人造成的影響。文章四：3D3D電視主觀評(píng)價(jià)方法新的需求n 顯示器分辨率 偏振式顯示器會(huì)降低一半的分辨率，而時(shí)分顯示器因?yàn)闀r(shí)間的交錯(cuò)對(duì)畫(huà)面的觀看感受造成了一定的影響，觀眾可能會(huì)認(rèn)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(jué)的強(qiáng)弱應(yīng)該作為定觀看距離的一個(gè)指標(biāo)。n 觀看位置n 測(cè)試序列的挑選：n 圖像復(fù)雜度圖像的復(fù)雜度不僅僅要求2D畫(huà)面的復(fù)雜度，同時(shí)也添加了3D因素，也需要要求3D深度的復(fù)雜度。同時(shí)對(duì)最大視差與平均視差做規(guī)范。我們的序列要求暫未對(duì)深度的復(fù)雜性提出要求。n 評(píng)價(jià)指標(biāo)：n 觀看舒適度二其他評(píng)價(jià)指標(biāo)如：真實(shí)度、視覺(jué)體驗(yàn)等。文章四：3D3D電視主觀評(píng)價(jià)方

11、法新的需求n觀察者n 作者的意見(jiàn)是對(duì)于3D視頻，每個(gè)人的敏感程度可能存在差異，因此標(biāo)準(zhǔn)推薦的15人是不夠的。n 觀察者的立體視覺(jué)水平：越有10%15%的觀察者沒(méi)有很好的立體視覺(jué)水平。因此在觀察者進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)之前需要對(duì)其立體視水平進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。n觀看時(shí)間 在ITU-R BT.500中針對(duì)2D視頻主觀評(píng)價(jià)提出了每段序列觀看時(shí)間為10s的建議。對(duì)于3D視頻，一方面來(lái)說(shuō)，因?yàn)榱Ⅲw圖像更接近于人類(lèi)的自然觀察，應(yīng)該可以在更短的時(shí)間內(nèi)判斷質(zhì)量，而另一方面，立體圖像包含了更加豐富的信息，應(yīng)該增加觀看時(shí)間?，F(xiàn)在進(jìn)行了觀看時(shí)間為10s或5s的實(shí)驗(yàn)，對(duì)主觀評(píng)價(jià)影響很小。文章五：立體畫(huà)面的質(zhì)量評(píng)價(jià)n 文章列出了影響畫(huà)面質(zhì)量的因素： 數(shù)據(jù)格式對(duì)深度有影響 壓縮對(duì)質(zhì)量恒定有影響 深度表表現(xiàn)對(duì)視野有影響 串?dāng)_影響觀看體驗(yàn)n 3D電視主觀質(zhì)量評(píng)估 可采取雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法（DSCQS）、多媒體視