三维显示系统光电特性及图像属性对疲劳度影响的研究

Fatigue associated with 3D display has gained extensive attention, as it involves health and safety issues. Due to the wild range of area and influencing factors, there’s still lack of ideal evaluation methods and results. In this project, optical measurements, subjective evaluation and physiological measurements will be adopted in combination to investigate fatigue associated with 3D vieiwng from the aspects of visual function, brain activity and physiological indicators, and to propose an evaluation system for 3D associated fatigue. Furthermore, analysis and comparison of the optoelectronic characteristics and image properties of different 3D displays will be conducted. And the impact effect on fatigue will be investigated. A guideline for the design of 3D display devices and image content will be proposed to ensure the health of the viewers while still maintaining high-immersive 3D quality.

三维显示引起的疲劳问题由于涉及健康性和安全性，已经受到越来越多的关注。由于三维显示疲劳研究涉及领域广、影响因素较多，目前仍无理想的研究方法和结果。本项目采用客观光学测量、主观视觉感知实验以及先进的生物电子学检测手段相结合的方法，从视觉功能、脑部活动及生理指标三个方面对被试在观看基于双目视差的三维显示后产生的疲劳状况展开研究，建立以多项测量指标为参量的三维显示疲劳评价模型。在此基础上，进一步研究三维显示系统光电特性和显示图像属性对疲劳的影响，建立满足舒适观看条件的各参数阈值范围。本项目的目的是从安全性角度指导三维显示器件及图像源的设计，以获得较好舒适度、高临场感的三维显示设计原则，保证观看者的健康。

三维显示在提升了人们观看体验的同时，其相应的视觉疲劳问题已引发了人们的广泛关注，成为制约技术发展的一大因素。因此研究在观看立体显示过程中的视觉疲劳问题对技术的发展和观看者的视觉健康有极为重要的意义。本项目采用基于主观评价、视功能参数、脑电及生理信号相结合的技术研究立体显示视觉疲劳的特征，并研究了显示器件光电性能、显示图像属性以及观看条件对视疲劳的影响。主要研究内容包括：（1）通过对比实验明确了能对观看3D立体显示引发的视觉疲劳进行有效表征的指标体系，这些指标都具有较好的可重复性；（2）研究了立体显示器件光电特性，主要是屏幕光强波动对视疲劳的影响，并与平面显示作了对比；（3）研究了立体显示图像属性，包括图像串扰和景深对视疲劳的影响，给出了满足舒适观看的串扰和景深范围；（4）研究了观看条件，包括照明环境和观看时间对视疲劳的影响，并建立了基于神经网络的视疲劳随时间变化预测模型，给出了观看立体显示时的照明环境和观看时长的建议。项目成果可用于立体显示器件和图像源的设计指导，并为保证健康观看立体显示提供建议。