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模式下的視覺健康舒適度測試研究

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）

通過客觀量測人眼觀視時的各項(xiàng)視覺生理指標(biāo)，并將各項(xiàng)指標(biāo)嵌入人眼健康舒適度評價(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)，從視覺健康舒適度等方面對3款主流品牌的LED電視樣機(jī)進(jìn)行了較為詳細(xì)的測試與評價(jià)。

視覺健康舒適度；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。而長時間觀看3D影像所導(dǎo)致的視覺質(zhì)量下降問題，也越來越引發(fā)人們的關(guān)注[1-4]。消費(fèi)者對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)確的用于評價(jià)3D顯示技術(shù)的視覺疲勞評測指標(biāo)，對觀視時電視對人眼視覺健康影響的研究是非常必要和迫切的[5-6]。

本測試研究選取了3款市場主流的具有可比性的電視樣機(jī)，從視覺健康舒適度等方面對LED電視進(jìn)行了測試與評價(jià)。同時由于在觀看3D電視時要佩戴3D眼鏡，不同品質(zhì)的3D眼鏡也會對消費(fèi)者在觀看3D電視的視覺舒適度產(chǎn)生影響，因此本研究對3款電視機(jī)贈送的3D眼鏡進(jìn)行了物理指標(biāo)的檢測，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)行比對測試，從而找出不同3D眼鏡對人眼舒適度的影響結(jié)果，也為消費(fèi)者在選購3D電視提供了參考和依據(jù)[7-8]。

1 實(shí)驗(yàn)信息

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

表1 3款市場熱銷主流電視樣機(jī)參數(shù)

本測試研究依據(jù)國際眼科視覺光學(xué)界對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)鍵評價(jià)指標(biāo)，按照眼科醫(yī)學(xué)檢查的測試方案并采納了ISO人因?qū)W相關(guān)評價(jià)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)[9-10]。此次人因測試是在相同的環(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、屈光等視覺指標(biāo)均符合要求的被試人員。測試過程中所有被試人員需用被測樣機(jī)觀看相同時長、相同片源的畫面，并選擇固定時間節(jié)點(diǎn)對被試人員的各項(xiàng)視覺指標(biāo)進(jìn)行量測，通過人眼健康舒適度評價(jià)模型對被試人員各時間節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)視覺指標(biāo)進(jìn)行客觀的分析運(yùn)算，從而得出不同品牌被測樣機(jī)對人眼的視覺健康等級和舒適度效果[6]。

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

2 家用電視視覺健康舒適度的評測技術(shù)要求和評測方法

2.1 技術(shù)要求

視覺健康舒適度（MAR指數(shù)）是對眼部視覺疲勞進(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)了對人眼健康舒適度的客觀評價(jià)。其中，眼軸是指人眼角膜到視網(wǎng)膜的一條中軸線，眼軸長度是衡量一個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。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)行了客觀測量和研究分析，能夠客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)地評價(jià)人眼視覺健康舒適度等級，詳見表2。這六大類人眼生理指標(biāo)包括調(diào)節(jié)與輻輳（評價(jià)人眼睫狀肌的伸縮功能和眼球轉(zhuǎn)動機(jī)能）、眼壓、基礎(chǔ)視覺（是指人眼的近/遠(yuǎn)視度數(shù)、散光度數(shù)和散光軸位）、視覺光學(xué)傳遞函數(shù)、人眼視神經(jīng)反饋及色辨識能力。

表2 MAR指數(shù)量化分級限定范圍及其人眼表征狀態(tài)

2.2 評測方法

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

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，這可能會在觀影過程中對用戶的視覺健康舒適度產(chǎn)生一定影響。

圖1 MAR指數(shù)評測示意圖及流程圖

表3 3D眼鏡物理參數(shù)

3 視覺健康舒適度評測結(jié)果及分析

同一被試分別于兩個工作日的相同時段佩戴兩組眼鏡觀看同類標(biāo)準(zhǔn)3D影片，測試其視覺功能變化，評測結(jié)果如表4所示。

表4 3款樣機(jī)的3D功能MAR指數(shù)客觀評測結(jié)果

通過測試結(jié)果可知，無論被試佩戴機(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)。但是通過得分來看，被試佩戴機(jī)鏡的MAR指數(shù)略高于佩配標(biāo)準(zhǔn)鏡的，可見佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡在一定程度上能夠減緩視覺疲勞感的產(chǎn)生。

另外，本次測試還通過對典型樣本視覺客觀值測試結(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電視在用戶觀看過程中的視覺舒適度表現(xiàn)。PSF用來衡量即時人眼成像的圖像分辨，通過分析PSF圖像中間彩色部分面積大小的變化，可以直觀評價(jià)被試眼部成像分辨率的變化，從而獲知被試者當(dāng)時眼部視覺功能的調(diào)動情況。

PSF圖譜中：L-before，L-mid，L-end分別代表被試者左眼初始測試時眼部視覺成像分辨率即時圖、左眼45 min觀視后視覺成像分辨率即時圖、左眼90 min觀視后視覺成像分辨率即時圖。

由圖2及圖3可見，創(chuàng)維3D電視在佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡進(jìn)行測試時，被試雙眼的分辨力變化均呈現(xiàn)“先升后降”趨勢，而在佩戴機(jī)鏡進(jìn)行測試時，被試雙眼的分辨力在整個測試過程中持續(xù)下降，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，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電視測試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖3 創(chuàng)維3D電視測試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

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

由圖6及圖7可見，LG 3D電視在被試佩戴標(biāo)準(zhǔn)鏡時主視眼分辨力呈現(xiàn)“先升后降”趨勢，輔視眼表現(xiàn)出明顯的調(diào)動趨勢；而佩戴機(jī)鏡時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。

4 小結(jié)

本次測試研究選取了3款家用LED電視樣機(jī)作為測試對象，對LED電視在3D模式下分別佩戴隨電視贈送的3D眼鏡和標(biāo)準(zhǔn)3D眼鏡的視覺健康舒適度進(jìn)行了客觀評價(jià)，結(jié)果表明3D眼鏡的物理參數(shù)對用戶的視覺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電視測試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖5 先鋒3D電視測試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖6 LG 3D電視測試標(biāo)準(zhǔn)鏡組典型樣本PSF圖譜

圖7 LG 3D電視測試機(jī)鏡組典型樣本PSF圖譜

加符合用戶生理需求的3D眼鏡能為用戶帶來更加舒適的視覺體驗(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模式下的視覺健康舒適度測試研究[J].電視技術(shù)，2014，38（24）.