LED電視在3D模式下的視覺(jué)健康舒適度測(cè)試研究

蔡建奇，王 薇，邵光達(dá)

（中標(biāo)能效科技（北京）有限公司，北京 100088）

LED電視在3D模式下的視覺(jué)健康舒適度測(cè)試研究

蔡建奇，王 薇，邵光達(dá)

（中標(biāo)能效科技（北京）有限公司，北京 100088）

通過(guò)客觀量測(cè)人眼觀視時(shí)的各項(xiàng)視覺(jué)生理指標(biāo)，并將各項(xiàng)指標(biāo)嵌入人眼健康舒適度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行分析運(yùn)算的方式，經(jīng)由180人次的人因?qū)嶒?yàn)，從視覺(jué)健康舒適度等方面對(duì)3款主流品牌的LED電視樣機(jī)進(jìn)行了較為詳細(xì)的測(cè)試與評(píng)價(jià)。

視覺(jué)健康舒適度；3D電視；人因?qū)W

隨著顯示行業(yè)技術(shù)不斷革新，家電市場(chǎng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐不斷加快，LED電視、3D電視、智能電視等新興品類層出不窮，同時(shí)伴隨著3D影像制作技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，《阿凡達(dá)》、《變形金剛》等大量制作精良的3D電影重磅推出，觀影人數(shù)急劇增加。諸如3D電影、電視等3D顯示技術(shù)已成為當(dāng)今屏幕顯示技術(shù)發(fā)展的最主要趨勢(shì)。而長(zhǎng)時(shí)間觀看3D影像所導(dǎo)致的視覺(jué)質(zhì)量下降問(wèn)題，也越來(lái)越引發(fā)人們的關(guān)注[1-4]。消費(fèi)者對(duì)于電視的選擇也從一般功能性需求上升為更健康、舒適、使用便捷的人性化需求。因此，建立一套可靠而準(zhǔn)確的用于評(píng)價(jià)3D顯示技術(shù)的視覺(jué)疲勞評(píng)測(cè)指標(biāo)，對(duì)觀視時(shí)電視對(duì)人眼視覺(jué)健康影響的研究是非常必要和迫切的[5-6]。

本測(cè)試研究選取了3款市場(chǎng)主流的具有可比性的電視樣機(jī)，從視覺(jué)健康舒適度等方面對(duì)LED電視進(jìn)行了測(cè)試與評(píng)價(jià)。同時(shí)由于在觀看3D電視時(shí)要佩戴3D眼鏡，不同品質(zhì)的3D眼鏡也會(huì)對(duì)消費(fèi)者在觀看3D電視的視覺(jué)舒適度產(chǎn)生影響，因此本研究對(duì)3款電視機(jī)贈(zèng)送的3D眼鏡進(jìn)行了物理指標(biāo)的檢測(cè)，并選用了一副符合《偏振式三維立體眼鏡行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》要求的標(biāo)準(zhǔn)3D眼鏡進(jìn)行比對(duì)測(cè)試，從而找出不同3D眼鏡對(duì)人眼舒適度的影響結(jié)果，也為消費(fèi)者在選購(gòu)3D電視提供了參考和依據(jù)[7-8]。

1 實(shí)驗(yàn)信息

本測(cè)試研究的被測(cè)電視樣機(jī)主要考慮市場(chǎng)上主流銷售的47 in（1 in=2.54 cm）LED電視，由組織測(cè)試研究的中標(biāo)能效科技（北京）有限公司從主流銷售渠道購(gòu)置了3款價(jià)位相近、功能相當(dāng)?shù)膰?guó)內(nèi)外主流品牌的電視樣機(jī)，具體清單見(jiàn)表1。

表1 3款市場(chǎng)熱銷主流電視樣機(jī)參數(shù)

本測(cè)試研究依據(jù)國(guó)際眼科視覺(jué)光學(xué)界對(duì)于人眼疲勞生理分析及人眼成像體現(xiàn)質(zhì)量通用的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，按照眼科醫(yī)學(xué)檢查的測(cè)試方案并采納了ISO人因?qū)W相關(guān)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)[9-10]。此次人因測(cè)試是在相同的環(huán)境和相同的電視參數(shù)設(shè)置下完成的。研究人員按照被測(cè)樣機(jī)的消費(fèi)群體，將性別、年齡、文化程度、地域各不相同的消費(fèi)者組成被試群體，并從中篩選出視力、屈光等視覺(jué)指標(biāo)均符合要求的被試人員。測(cè)試過(guò)程中所有被試人員需用被測(cè)樣機(jī)觀看相同時(shí)長(zhǎng)、相同片源的畫(huà)面，并選擇固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)被試人員的各項(xiàng)視覺(jué)指標(biāo)進(jìn)行量測(cè)，通過(guò)人眼健康舒適度評(píng)價(jià)模型對(duì)被試人員各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)視覺(jué)指標(biāo)進(jìn)行客觀的分析運(yùn)算，從而得出不同品牌被測(cè)樣機(jī)對(duì)人眼的視覺(jué)健康等級(jí)和舒適度效果[6]。

參與本測(cè)試的被試人員共計(jì)180人次，每款電視樣機(jī)為30人次。

2 家用電視視覺(jué)健康舒適度的評(píng)測(cè)技術(shù)要求和評(píng)測(cè)方法

2.1 技術(shù)要求

視覺(jué)健康舒適度（MAR指數(shù)）是對(duì)眼部視覺(jué)疲勞進(jìn)行客觀量化的指標(biāo)，它基于人的眼軸和角膜屈光的變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人眼健康舒適度的客觀評(píng)價(jià)。其中，眼軸是指人眼角膜到視網(wǎng)膜的一條中軸線，眼軸長(zhǎng)度是衡量一個(gè)人近視與否的重要指標(biāo)，常規(guī)情況下人眼近視的表征就是眼軸增長(zhǎng)。而角膜屈光反應(yīng)了人眼的視力情況，提供了人眼近80%的屈光力。

MAR指數(shù)經(jīng)由對(duì)2 500人次的人因樣本的六大類人眼生理指標(biāo)進(jìn)行了客觀測(cè)量和研究分析，能夠客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)地評(píng)價(jià)人眼視覺(jué)健康舒適度等級(jí)，詳見(jiàn)表2。這六大類人眼生理指標(biāo)包括調(diào)節(jié)與輻輳（評(píng)價(jià)人眼睫狀肌的伸縮功能和眼球轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)能）、眼壓、基礎(chǔ)視覺(jué)（是指人眼的近/遠(yuǎn)視度數(shù)、散光度數(shù)和散光軸位）、視覺(jué)光學(xué)傳遞函數(shù)、人眼視神經(jīng)反饋及色辨識(shí)能力。

表2 MAR指數(shù)量化分級(jí)限定范圍及其人眼表征狀態(tài)

2.2 評(píng)測(cè)方法

MAR指數(shù)評(píng)測(cè)示意圖及流程如圖1所示，因?yàn)楸辉囋谟^看3D片源的時(shí)候需要佩戴3D眼鏡，3D眼鏡的優(yōu)劣程度也會(huì)對(duì)被試的視覺(jué)疲勞產(chǎn)生影響，所以在測(cè)試電視3D功能的時(shí)候，被試分別佩戴了隨電視機(jī)贈(zèng)送的3D眼鏡（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)鏡”）和研究人員提供的標(biāo)準(zhǔn)3D眼鏡（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)鏡”）進(jìn)行3D片源的觀看。表3給出了被測(cè)3款電視贈(zèng)送的機(jī)鏡與標(biāo)準(zhǔn)鏡的物理參數(shù)對(duì)比。

由表3可知，3款3D電視的機(jī)鏡與標(biāo)準(zhǔn)鏡在位相差和貼合角度方面均存在差異。先鋒機(jī)鏡與標(biāo)準(zhǔn)鏡差異較小，位相差及貼合角度的值均在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求范圍內(nèi)，而創(chuàng)維機(jī)鏡的位相差以及LG機(jī)鏡的貼合角度與標(biāo)準(zhǔn)鏡差異較大，均超出了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求范圍，這可能會(huì)在觀影過(guò)程中對(duì)用戶的視覺(jué)健康舒適度產(chǎn)生一定影響。

圖1 MAR指數(shù)評(píng)測(cè)示意圖及流程圖

表3 3D眼鏡物理參數(shù)

3 視覺(jué)健康舒適度評(píng)測(cè)結(jié)果及分析

同一被試分別于兩個(gè)工作日的相同時(shí)段佩戴兩組眼鏡觀看同類標(biāo)準(zhǔn)3D影片，測(cè)試其視覺(jué)功能變化，評(píng)測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 3款樣機(jī)的3D功能MAR指數(shù)客觀評(píng)測(cè)結(jié)果

通過(guò)測(cè)試結(jié)果可知，無(wú)論被試佩戴機(jī)鏡還是佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡，其MAR指數(shù)均在人眼視疲勞的耐受范圍內(nèi)。但是通過(guò)得分來(lái)看，被試佩戴機(jī)鏡的MAR指數(shù)略高于佩配標(biāo)準(zhǔn)鏡的，可見(jiàn)佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡在一定程度上能夠減緩視覺(jué)疲勞感的產(chǎn)生。

另外，本次測(cè)試還通過(guò)對(duì)典型樣本視覺(jué)客觀值測(cè)試結(jié)果進(jìn)行深入的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（Point Spread Function，PSF）分析，得出3款3D電視在用戶觀看過(guò)程中的視覺(jué)舒適度表現(xiàn)。PSF用來(lái)衡量即時(shí)人眼成像的圖像分辨，通過(guò)分析PSF圖像中間彩色部分面積大小的變化，可以直觀評(píng)價(jià)被試眼部成像分辨率的變化，從而獲知被試者當(dāng)時(shí)眼部視覺(jué)功能的調(diào)動(dòng)情況。

PSF圖譜中：L-before，L-mid，L-end分別代表被試者左眼初始測(cè)試時(shí)眼部視覺(jué)成像分辨率即時(shí)圖、左眼45 min觀視后視覺(jué)成像分辨率即時(shí)圖、左眼90 min觀視后視覺(jué)成像分辨率即時(shí)圖。

由圖2及圖3可見(jiàn)，創(chuàng)維3D電視在佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡進(jìn)行測(cè)試時(shí)，被試雙眼的分辨力變化均呈現(xiàn)“先升后降”趨勢(shì)，而在佩戴機(jī)鏡進(jìn)行測(cè)試時(shí)，被試雙眼的分辨力在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中持續(xù)下降，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，被試雙眼的分辨力較實(shí)驗(yàn)初始明顯降低。

圖2 創(chuàng)維3D電視測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖3 創(chuàng)維3D電視測(cè)試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

由圖4及圖5可見(jiàn)，先鋒3D電視在被試佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡觀影時(shí)其主輔視眼分辨力均呈現(xiàn)“先升后降”趨勢(shì)，說(shuō)明被試雙眼視功能調(diào)動(dòng)良好且呈現(xiàn)趨同性。但佩戴機(jī)鏡時(shí)，被試主視眼左眼的分辨力在實(shí)驗(yàn)前半段呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明主視眼視功能受到抑制，同時(shí)輔視眼出現(xiàn)應(yīng)激性調(diào)動(dòng)。

由圖6及圖7可見(jiàn)，LG 3D電視在被試佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡時(shí)主視眼分辨力呈現(xiàn)“先升后降”趨勢(shì)，輔視眼表現(xiàn)出明顯的調(diào)動(dòng)趨勢(shì)；而佩戴機(jī)鏡時(shí)主視眼分辨力未有明顯變化，而輔視眼則呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。

4 小結(jié)

本次測(cè)試研究選取了3款家用LED電視樣機(jī)作為測(cè)試對(duì)象，對(duì)LED電視在3D模式下分別佩戴隨電視贈(zèng)送的3D眼鏡和標(biāo)準(zhǔn)3D眼鏡的視覺(jué)健康舒適度進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)，結(jié)果表明3D眼鏡的物理參數(shù)對(duì)用戶的視覺(jué)健康舒適度有直接影響，在相同的觀影條件下佩戴更

圖4 先鋒3D電視測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖5 先鋒3D電視測(cè)試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖6 LG 3D電視測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖7 LG 3D電視測(cè)試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

加符合用戶生理需求的3D眼鏡能為用戶帶來(lái)更加舒適的視覺(jué)體驗(yàn)，減緩視疲勞。望本研究能為電視企業(yè)在3D眼鏡的技術(shù)改良方面提供一些參考建議。

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Study of Visual Health and Com fort by W atching 3D LED TV

CAI Jianqi,WANG Wei,SHAO Guangda
（China Standard Certification Co.，Ltd.,Beijing 100088，China）

Based on some physiological index,health and comfort evaluating model of eyes to assess three mainstream LED TV products is build.180 subjects participate in this human factors experiment.By analyzing visual com fort level, this study assess the visual fatigue after watching 3D LED-TV.

visual health and comfort;3D TV;human factors

TN949.1

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2014-11-05

【本文獻(xiàn)信息】蔡建奇，王薇，邵光達(dá).LED電視在3D模式下的視覺(jué)健康舒適度測(cè)試研究[J].電視技術(shù)，2014，38（24）.