第３３卷㊀第７期
２０１８年７月㊀㊀
㊀㊀㊀
㊀㊀液晶与显示
㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a y
s ㊀㊀㊀㊀㊀
V o l ．３３㊀N o ．７㊀J u l ．２０１８
㊀㊀收稿日期:２０１８Ｇ０３Ｇ０５；修订日期:２０１８Ｇ０４Ｇ２３．
㊀㊀基金项目：装备预先研究项目(N o ．J Z X ２０１６Ｇ０６０６/Y ２６７)S u p p o r t e db y E q u i p m e n tP r e Ｇr e s e a r c hP r o j
e c t (N o ．J Z X ２０１６Ｇ０６０６/Y ２６７)㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :q h w a n g
＠s c u ．e d u ．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１８)０７Ｇ０５９０Ｇ０６
优势眼在光栅３D 显示中的影响
顾升学，王琼华∗
(四川大学电子信息学院，成都６１００６５)
摘要：本文研究了优势眼在自由立体显示中的影响.本实验选取２５位右视眼大学生和２５位左视眼大学生作为观看者，他们都对新技术比较感兴趣，志愿参加体验观看光栅３D 显示器并且经过了相应的锻炼.实验中让观看者左右移动自然观看光栅３D 显示器播放的立体视频，并实时记录主观感受以及相应位置，同时使用指南针测量记录双眼与显示器平面所成角度，获得的数据用于分析优势眼在光栅３D 显示中的影响，分析结果表明优势眼先经过跳变区域的观看者感受到跳变明显，不同优势眼观看者在观看区域内同一位置观看的主观感受以及观看角度存在差异，且越靠近边缘越明显.本文所分析的优势眼对观看者观看立体显示存在的影响为自由立体显示器的进一步发展提供参考.关㊀键㊀词：光栅３D 显示器;
优势眼；跳变区域；观看角度中图分类号:O ４３㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１８３３０７．０５９０
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g i e s a n d v o l u n t e e r e d t o e x p
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e s a n d t h e p l a n e o
f t h e d i s p l a y b y u s i n
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h e n t h e d o m i n a n t e y e g o e st h r o u g ht h et r a n s i t i o na r e a ．A n dt h es e c o n d p o i n t i st h ed i f f e r e n td o m i n a n te y
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l e n t i c u l a r d i s p l a y a t t h es a m e l o c a t i o n i nt h ev i e w i n g a r e a．T h e r e s e a r c h p r o v i d e sa r e f e r e n c e f o r t h e d e v e l o p m e n t o f t h e t h r e eＧd i m e n s i o n l e n t i c u l a r d i s p l a y．
K e y w o r d s:t h r e eＧd i m e n s i o n l e n t i c u l a r d i s p l a y;d o m i n a n t e y e;t r a n s i t i o na r e a;v i e w i n g a n g l e
１㊀引㊀㊀言
㊀㊀目前，三维(３D)显示器已经得到快速发展，其中的自由立体显示的许多产品已经陆续出现在市场上.光栅３D显示器主要通过双眼视差，即通过向左眼和向右眼呈现相应的图像来形成深度图像[１Ｇ３].观看光栅３D显示器会造成一些负面影响，即通过视差图像形成的立体感会造成观看者较严重的视觉疲劳[４Ｇ６].目前，一般认为，神经完成辐辏和调节过程通过两个协同Ｇ交叉耦合过程中执行，而辐辏调节之间的冲突是导致视疲劳的主要原因之一，光栅３D显示器也在向无辐辏调节冲突的方向发
展[６].但是人类两只眼睛本身存在差异，这种人类左右侧不对称行为形状就是优势眼，国内外医学领域已经有了一些相关的研究报道[７Ｇ９].优势眼是指人眼在确定物体的空间位置时起主导作用的眼，多数研究认为优势眼由基因决定或者幼年时期形成，较难改变[１０].而优势眼会使得我们使用两只眼睛时存在差异，研究证明优势眼人群会调整位置，使得优势眼的视轴位于观看物体的直线上[１１Ｇ１２].而现有的相关光栅３D显示研究都没有分析优势眼对双眼接收视差图造成的影响.自由立体显示器的视点的分布与观看者双眼紧密相关，正是观看者双眼位于不同的视点看到不同的内容，才在大脑中进行融合形成立体感.而优势眼的差异却极大地影响了双眼于不同的视点位置接收信息的差异.在现实生活中，发现左右移动来观看显示器时，不同观看者的感受不同.有些观看者对图像的跳变很敏感，很容易引起身体不适，同样的情况下，有些人能感受到跳变，但是却没有那么敏感.同时观看者观看显示器的角度也存在差异.而现在光栅３D显示器正在向环视㊁多人观看㊁多人交互的方向发展，虽然采用人眼追踪技术，提供更好的观看体验，但仍然会遇到不同优势眼观看者同时观看使用立体显示器的情况.本文专门针对优势眼对立体显示的影响开展研究.２㊀实验设计及过程
选取优势眼为左右眼的观看者各２５名，其中优势眼为左眼的观看者称为左视眼观看者，优势眼为右眼的观看者称为右视眼观看者.全部观看者为３D显示相关技术的学生，已经经过相应知识的学习及培训，无影响观看３D画面的特征及习惯.观看者视力测试中裸眼视力或者矫正视力全部不低于０．８.自由立体显示器采用６５i n (１i n＝２．５μm)光栅３D显示器.如图１所示.实验中，观看者需要左右移
动观看光栅３D显示器播放的立体视频，并实时记录主观感受的变化，同时使用指南针测量记录双眼与显示器平面所成角度α，如图２所示.
图１㊀６５英寸光栅３D显示器
F i g．１㊀６５Ｇi n c h t h r e eＧd i m e n s i o n l e n t i c u l a r d i s p l a
y
图２㊀角度测量图
F i g．２㊀S c h e m a t i c o f a n g l em e a s u r e m e n tm e t h o d
１９５
第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀顾升学，等：优势眼在光栅３D显示中的影响.com. All Rights Rerved.
３㊀实验结果
统计所有观看者的实验记录，发现有两个主要不同点.第一个不同点是在跳变区域的观看感受有差异，第二个不同点是不同优势眼观看者在观看区域内同一位置观看的主观感受以及观看角度存在差异，且越靠近边缘越明显.
３．１㊀跳变区域观看感受差异及原因分析
发现全部观看者都在相同的位置感受到跳变，但是感受到的跳变又有着很大不同.在从左向右移动观看时，右视眼观看者感受跳变很明显，而左视眼观看者感受跳变不明显，而是明显感受到两幅图像叠加
出现.在从右向左移动观看时，左视眼观看者感受跳变很明显，而右视眼观看者感受跳变不明显，而是明显感受到两幅图像叠加出现.光栅３D 显示器显示器视区分布示意图如图
３所示，图中ⅠⅡⅢ为光栅３D 显示器的３个视区,１~８为视区中的８个视点.观看者双眼在不同的视点位置，看到相应的左右视差图像，经过大
脑融合形成立体效果.
但是针对优势眼观看者
,
情况却出现了很大的差异.
右视眼观看者在从左向右移动观看到达跳变区域时，如图３所示，右眼从Ⅰ区域的８视点处移动至Ⅱ区域的１视点处，左眼从Ⅰ区域的７视点处移动到Ⅱ区域的８视点处.由于优势眼的作用，大脑接收的主要信息从Ⅰ区域８视点内容直接跳变到Ⅱ区域１视点内容.所以,
在这种情况下，右视眼观看者会感觉强烈不适山东摄影培训
.
图３㊀光栅３D 显示器视区分布示意图
by product
F i g ．３㊀V i e wa r e a o f t h r e e Ｇd i m e n s i o n l e n t i c u l a r d i s p l a y
㊀㊀而左视眼观看者在同样情况下则明显不同,
由于其优势眼是左眼，所以在右眼从Ⅰ区域的８视点处移动至Ⅱ区域的１视点处，左眼从Ⅰ区域的７视点
处移动到Ⅰ区域的８视点处的时候，大脑接受主要信息是从Ⅰ区域的７视点内容移动到Ⅰ区域的８视点内容.而右眼作为辅视眼，开始接收Ⅱ区域的１视点内容，此时大脑感知到有略微重影.继续向右移动，左眼从Ⅰ区域的８视点处移动至Ⅱ区域的１视点处，右眼从Ⅱ区域的１视点处移动至Ⅱ区域的２视点处.由于前一刻右眼作为辅视眼已经接收到了Ⅱ区域１视点内容,
所以主视眼从Ⅰ区域跳变到Ⅱ区域不会引起强烈不适.
３．２㊀观看区域左右两端观看感受和角度差异及
原因分析㊀㊀在观看区域最右端观看显示器最左端,
右视眼观看者所测的角度大于左视眼观看者所测的角度.在观看区域最左端观看显示器最右端，右视眼观看者所测的角度小于左视眼观看者所测的角度，如表１所示，角度差异在２０ʎ~３０ʎ的水平.表１㊀角度测量实验数据表
T a b ．１㊀E x p e r i m e n t a l d a t a o f t h e a n g l e 右视眼观看者编号
A
B
右视眼观看者编号
A
B
右视眼观看者编号
A
B
１３２ʎ１１ʎ１１３５ʎ１３ʎ２１４５ʎ２０ʎ２５１ʎ２２ʎ１２５０ʎ２１ʎ２２４８ʎ２２ʎ３５１ʎ２０ʎ１３４８ʎ２０ʎ２３３８ʎ１５ʎ４４９ʎ２２ʎ１４４６ʎ２０ʎ２４３６ʎ１４ʎ５４３ʎ１６ʎ１５３３ʎ１２ʎ２５
４３ʎ
１７ʎ
６３８ʎ１８ʎ１６３９ʎ１５ʎ７３３ʎ１２ʎ１７４３ʎ１７ʎ８４５ʎ２０ʎ１８４９ʎ２０ʎ９
４８ʎ２３ʎ１９４０ʎ１５ʎ１０５０ʎ
２２ʎ
２０
４２ʎ１６ʎ２
９５㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀
第３３卷㊀
.com. All Rights Rerved.
续㊀表
左视眼观看者编号
A
B
左视眼观看者编号
A
B
左视眼观看者编号
A
B
１２１ʎ５１ʎ１１１７ʎ４３ʎ２１２２ʎ５１ʎ２２２ʎ５０ʎ１２２３ʎ４８ʎ２２２０ʎ４７ʎ３１３ʎ３３ʎ１３２２ʎ５１ʎ２３１１ʎ３３ʎ４１７ʎ４０ʎ１４１５ʎ３８ʎ２４２３ʎ４８ʎ５１２ʎ３１ʎ１５２３ʎ４９ʎ２５
１５ʎ
３８ʎ
６２３ʎ４９ʎ１６１６ʎ４３ʎ７１２ʎ３４ʎ１７２０ʎ４６ʎ８１６ʎ４１ʎ１８１３ʎ３５ʎ９
２０ʎ４２ʎ１９１１ʎ３０ʎ１０１１ʎ
３０ʎ
２０
熟能生巧英语１５ʎ
３７ʎ
A :
观看者在观看区域最右侧观看显示器最左侧时双眼与显示器平面所成角度B :
观看者在观看区域最左侧观看显示器最右侧时双眼与显示器平面所成角度㊀㊀右视眼观看者在观看区域最右侧位置观看显
示器的最左侧位置的角度大于在视区最左侧观看显示器的最右端的角度，左视眼观看者在观看区域最右侧位置观看显示器的最左侧位置的角度大
娇艳欲滴的玫瑰
于在视区最左侧观看显示器的最右端的角度，如表１所示，角度差异在２０ʎ~３０ʎ的水平.S t e i n m a n 的研究证实优势眼的视线处于人们观看物体的直线上，所以两只眼睛的视线分布就会存在角度差异[１５]
.同样的原理，在观看３D
图像时，视差图像分别作用于左右眼，优势眼的视线就会更加偏向观看图像的方向.图４为优势眼视线分析图.图４(a )所示为理想状态下的双眼视线图，图４(b )所示为自然状态下右视眼观看者的双眼视线图.øβ为双眼与右眼视线夹角，大小接近直角.
图５为优势眼观看差异分析图，播放的立体
视频中飞机飞出显示器平面，双眼看到不同的视差图像.图５中ø１为右视眼观看者双眼与显示器平面所成角度,ø２为左视眼观看者双眼与显示器平面所成角度.
观看者在观看区域最右端看立体视频，由于
其优势眼的作用,ø１＞ø２，因此，右视眼观看者所测的角度大于左视眼观看者所测的角度.同理，在观看区域最左端观看立体视频，右视眼观看者所测的角度小于左视眼观看者所测的角度.
bather㊀㊀由对称性可知,
右视眼观看者在观看区域最左端看立体视频时，双眼与显示器平面所成的角度与左视眼观看者在观看区域最右端看立体视频所成角度一致.因此，右视眼观看者在观看区域最右侧位置观看立体视频的角度大于在观看区域
(a
)理想状态的双眼视线(b
)自然状态的右视眼观看者的双眼视线图４㊀优势眼视线分析图
F i g ．４㊀S i g h t a n a l y s i s o f d o m i n a n t e y
e ３
９５第７期
㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀顾升学,
等：优势眼在光栅３D 显示中的影响.com. All Rights Rerved.
图５㊀优势眼观看差异分析图
F i g ．５㊀A n a l y
s i so f t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nd i f f e r e n t d o m i n a n t e y
e s 最左侧观看立体视频的角度.同理，左视眼观看者在观看区域最右侧位置观看立体视频的角度大于在观看区域最左侧观看立体视频的角度.
搞笑外国名字
不同优势眼观看者在观看区域的两侧观看感受不同，越靠近边缘越明显.为方便分析，取显示器左侧观看来分析.图６为观看者的眼球分布图，红色实线为右视眼观看者的双眼连线，绿色虚线为左视眼观看者的双眼连线,γ为不同优势眼观看者观看角度差.观看者在如图所示的两个视
点区域观看时，会首先使自己的优势眼位于视点位置.如图６所示，不同优势眼观看者的观看方
图６㊀观看者的眼球分布图
F i g ．６㊀D i s t r i b u t i o no f v i e w e r s e y
e b a l l 式就存在了差异，右视眼观看者的左右眼位置与左视眼观看者的左右眼位置明显不同，且辅视
眼都不位于视点位置.如在观看区域边缘两侧观看，根据表１可知γʈ２５ʎ，导致两只眼睛接收到的信息明显存在差异.两只眼睛接收到无法调和的两张图像，大脑会交替变换接收两张图像，并以
拼凑的形式重新组装成新的图像[１３]
密西西比河上的生活，这就造成了
不同优势眼人群在观看区域的两侧长时间观看会
有不同的观看感受.
４㊀结㊀论
光栅３D 显示器的视点的分布与观看者双眼
紧密相关，正是观看者双眼位于不同的视点，看到不同的内容，才在大脑中进行融合形成立体感.本文分析了优势眼在自由立体显示中的影响，发现优势眼的差异造成了双眼于不同的位置接收信息的差异.针对不同优势眼人群对立体显示的感受不同进行了实验与结果分析.实验发现两个主要不同点并做了理论分析.第一个不同点是在跳变区域观看感受有差异.其原因是优势眼先经过跳变区域时，大脑接收的主要信息瞬间跳变，而辅视眼先经过跳变区域时，辅视眼接收的信息对大脑不做主要影响.第二个不同
点是优势眼不同的观看者在同一位置观看光栅３D 显示器同一位置的观看角度和观看感受有差异，且越靠近两侧越明显.其原因是优势眼观看者观看时的视线存在差异.不同优势眼观看者的双眼视线与双眼连线的夹角不同，也正是这个差异导致了不同优势眼观看者在观看光栅３D 显示器时的角度存在差异.本文还分析了不同优势眼人群观看光栅３D
显示器存在差异性感受的原因.本文的研究为光栅３D 显示器的发展提供参考.
参㊀考㊀文㊀献:
[１]㊀WA N GQ ,WA N GQ H ,L I A O YC ．R e l a t i o n s h i p b e t w e e n a g e d i f f e r e n c e s a n d d i s p l a y p a r a m e t e r s o n v i s u a l c o m f o r t f o r a u t o s t e r e o s c o p i c d i s p l a y [J ]．J o u r n a l o f t h eS o c i e t y f o r I n f o r m a t i o nD i s p l a y ,
春节 英文
２０１５,２３(２):６９Ｇ７５．[２]㊀WA N G Q ,L ID H ,L I U CL ,e t a l ．R e l a t i o n s h i p b e t w e e n p a r a l l a xa n ds p a t i a l r e s o l u t i o no nv i s u a l c o m f o r t o f a n a u t o s t e r e o s c o p i c d i s p l a y [J ]．J o u r n a l o f t h eS o c i e t y f o r I n f o r m a t i o nD i s p l a y ,２０１３,２１(７):３０５Ｇ３０９．[３]㊀S P E R A N Z AF ,T AM W J ,R E N A U D R ,e t a l ．E f f e c t o f d i s p a r i t y a n d m o t i o no nv i s u a l c o m f o r t o f s t e r e o s c o p i c i m a g
e s [J ]．S P I E ,２００６,６０５５:６０５５０B ．[４]㊀B A N D O T ,I I J I MA A ,Y A N OS ．V i s u a l
f a t i
g u e c a u s e db y s t e r e o s c o p i c i m a g e s a n d t
h e s e a r c h f o r t h e r e q
u i r e m e n t ４
９５㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀
第３３卷㊀
.com. All Rights Rerved.
