ISO 9241-392:2015
(Main)Ergonomics of human-system interaction — Part 392: Ergonomic recommendations for the reduction of visual fatigue from stereoscopic images
Ergonomics of human-system interaction — Part 392: Ergonomic recommendations for the reduction of visual fatigue from stereoscopic images
ISO 9241-392:2015 establishes recommendations for reducing the potential visual discomfort and visual fatigue experienced during viewing of stereoscopic images under defined viewing conditions. Visual fatigue and discomfort might be produced by the stereoscopic optical stimulus of disparate images that were presented binocularly. ISO 9241-392:2015 is also applicable to the final products of stereoscopic presentations which depend on stereoscopic image content and stereoscopic displays when viewed under appropriate defined conditions. Therefore, the recommendations are intended for people responsible for the design, development, and supply of stereoscopic image content as well as stereoscopic displays. NOTE 1 See Annex B for appropriate viewing conditions. The recommendations in this part of ISO 9241 are applicable to stereoscopic displays such as those with glasses and two-view autostereoscopic displays, stereoscopic head-mounted displays, and stereoscopic projectors. Moreover, they are applicable to stereoscopic image content intended to be presented on the above-mentioned stereoscopic displays and stereoscopic presentations that are realized by the combinations of these images and displays. NOTE 2 Annex C presents numerical criteria as an informative reference. NOTE 3 Other guidance might need to be established by referring to this part of ISO 9241 when requirements and recommendations specific to each type of stereoscopic image content or stereoscopic display become necessary. NOTE 4 ITU generally sets the standards for broadcasting. NOTE 5 ISO 9241‑303:2011, Annex E provides guidelines for virtual displays which are intended for stereoscopic head-mounted displays.
Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 392: Exigences ergonomiques pour diminuer la fatigue visuelle induite par des images stéréoscopiques
L'ISO 9241-392:2015 fournit des recommandations visant à réduire la gêne et la fatigue visuelles éventuelles ressenties lors de l'observation d'images stéréoscopiques dans des conditions d'observations définies. La gêne et la fatigue visuelles peuvent être dues au stimulus optique stéréoscopique d'images disparates présentées de façon binoculaire. L'ISO 9241-392:2015 est également applicable aux produits finaux des présentations stéréoscopiques, lesquels dépendent des contenus d'images stéréoscopiques et des écrans stéréoscopiques, lorsque ceux-ci sont observés dans des conditions définies appropriées. En conséquence, les recommandations concernent les personnes en charge de la conception, du développement et de la fourniture de contenus d'images stéréoscopiques; elles concernent également les écrans stéréoscopiques. Les recommandations de l'ISO 9241-392:2015 sont applicables aux écrans stéréoscopiques, tels que ceux utilisant des lunettes stéréoscopiques, des écrans autostéréoscopiques deux-vues, des visiocasques et des projecteurs stéréoscopiques. En outre, elles sont applicables aux contenus d'images stéréoscopiques destinés à être présentés sur les écrans stéréoscopiques mentionnés ci-dessus, ainsi qu'aux présentations stéréoscopiques réalisées par les combinaisons de ces images et de ces affichages.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9241-392
First edition
2015-05-15
Ergonomics of human-system
interaction —
Part 392:
Ergonomic recommendations for
the reduction of visual fatigue from
stereoscopic images
Ergonomie de l’interaction homme-système —
Partie 392: Exigences ergonomiques pour diminuer la fatigue visuelle
induite par des images stéréoscopiques
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Guiding concepts . 3
4.1 Framework . 3
4.2 Review of factors . 4
4.2.1 General. 4
4.2.2 Interocular geometric differences . 4
4.2.3 Interocular photometric differences . 5
4.2.4 Interocular photometric interaction. 6
4.2.5 Accommodation-convergence mismatch. 6
4.2.6 Other factors to be considered for stereoscopic presentation . 7
4.2.7 Summary . 9
5 Ergonomic recommendations .10
5.1 General .10
5.2 Viewing conditions .10
5.2.1 General.10
5.2.2 Design viewing distance .10
5.2.3 Interpupillary distance .10
5.3 Interocular geometrical differences .11
5.3.1 Interocular vertical misalignment .11
5.3.2 Interocular rotational misalignment .11
5.3.3 Interocular magnification difference .11
5.4 Interocular photometric differences .11
5.4.1 Interocular luminance difference .11
5.4.2 Interocular contrast difference .12
5.4.3 Interocular chromaticity difference .12
5.5 Interocular photometric interaction .12
5.5.1 Crosstalk.12
5.6 Accommodation — convergence mismatch .12
5.7 Other factors to be considered for stereoscopic presentation .13
6 How to use the ergonomic recommendations .13
6.1 General .13
6.2 Report .13
Annex A (informative) Overview of the ISO 9241- series .14
Annex B (informative) Viewing conditions .15
Annex C (informative) Numerical values to be considered for assessment of visual fatigue
and discomfort .17
Annex D (informative) Other factors to be considered for stereoscopic presentations .27
Annex E (informative) Sample procedure for assessing applicability and conformance .29
Bibliography .31
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary Information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 4, Human-
system interaction.
ISO 9241 consists of the following parts, under the general title Ergonomic requirements for office work
with visual display terminals (VDTs):
— Part 1: General introduction
— Part 2: Guidance on task requirements
— Part 5: Workstation layout and postural requirements
— Part 6: Guidance on the work environment
— Part 11: Guidance on usability
— Part 12: Presentation of information
— Part 13: User guidance
— Part 14: Menu dialogues
— Part 15: Command dialogues
— Part 16: Direct manipulation dialogues
ISO 9241 also consists of the following parts, under the general title Ergonomics of human-system interaction:
— Part 20: Accessibility guidelines for information/communication technology (ICT) equipment and services
— Part 110: Dialogue principles
— Part 129: Guidance on software individualization
— Part 143: Forms
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— Part 151: Guidance on World Wide Web user interfaces
— Part 154: Interactive voice response (IVR) applications
— Part 171: Guidance on software accessibility
— Part 210: Human-centred design for interactive systems
— Part 300: Introduction to electronic visual display requirements
— Part 302: Terminology for electronic visual displays
— Part 303: Requirements for electronic visual displays
— Part 304: User performance test methods for electronic visual displays
— Part 305: Optical laboratory test methods for electronic visual displays
— Part 306: Field assessment methods for electronic visual displays
— Part 307: Analysis and compliance test methods for electronic visual displays
— Part 308: Surface-conduction electron-emitter displays (SED)
— Part 309: Organic light-emitting diode (OLED) displays
— Part 310: Visibility, aesthetics and ergonomics of pixel defects
— Part 331: Optical characteristics of autostereoscopic displays
— Part 400: Principles and requirements for physical input devices
— Part 410: Design criteria for physical input devices
— Part 420: Selection of physical input devices
— Part 910: Framework for tactile and haptic interaction
— Part 920: Guidance on tactile and haptic interactions
For the other parts under preparation, see Annex A.
Introduction
When a person views a three-dimensional object, the lateral distance between the eyes provides
each with a slightly different retinal image. The fusion of these retinal images by the brain provides a
single percept with an associated sense of depth termed as stereopsis. Recent advances in the imaging
technology have created a notable increase in our chances of viewing artificially-created stereoscopic
images. The technology creates two different images, one of which is seen by one eye and the other by
the other eye. Their fusion results in the sensation of stereopsis.
Stereoscopic images are appealing because of their heightened sense of reality compared with the
traditional 2D images. Presentations of stereoscopic images also provide clear depth information and, for
this reason, the broad use of stereoscopic images is anticipated in fields such as medicine and industry.
However, there are scientific data indicating that without careful consideration of the properties of the
human visual system, the stereoscopic presentation of images might induce undesirable effects.
This part of ISO 9241 describes the basic and minimal conditions for comfortable viewing of stereoscopic
images. It is intended to promote an environment in which viewers can enjoy the benefits of stereoscopic
images without adverse effects. In such an environment, new technologies for stereoscopic images can
also be actively developed and applied in various fields. This part of ISO 9241 is not intended to restrict
the freedom of expression or artistic creativity in the image culture.
This part of ISO 9241 is based on scientific findings related to the possible undesirable effects of viewing
stereoscopic images and in the future, this part of ISO 9241 can be revised as new scientific data.
This part of ISO 9241 specifies human–system interaction standards. Readers who need guidance
on other aspects of human–system interaction can therefore refer to other documents in ISO 9241
(see Annex A for an overview of the entire ISO 9241 series).
vi © ISO 2015 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 9241-392:2015(E)
Ergonomics of human-system interaction —
Part 392:
Ergonomic recommendations for the reduction of visual
fatigue from stereoscopic images
1 Scope
This part of ISO 9241 establishes recommendations for reducing the potential visual discomfort and
visual fatigue experienced during viewing of stereoscopic images under defined viewing conditions.
Visual fatigue and discomfort might be produced by the stereoscopic optical stimulus of disparate
images that were presented binocularly.
This part of ISO 9241 is also applicable to the final products of stereoscopic presentations which
depend on stereoscopic image content and stereoscopic displays when viewed under appropriate
defined conditions. Therefore, the recommendations are intended for people responsible for the design,
development, and supply of stereoscopic image content as well as stereoscopic displays.
NOTE 1 See Annex B for appropriate viewing conditions.
The recommendations in this part of ISO 9241 are applicable to stereoscopic displays such as those with
glasses and two-view autostereoscopic displays, stereoscopic head-mounted displays, and stereoscopic
projectors. Moreover, they are applicable to stereoscopic image content intended to be presented on
the above-mentioned stereoscopic displays and stereoscopic presentations that are realized by the
combinations of these images and displays.
NOTE 2 Annex C presents numerical criteria as an informative reference.
NOTE 3 Other guidance might need to be established by referring to this part of ISO 9241 when requirements and
recommendations specific to each type of stereoscopic image content or stereoscopic display become necessary.
NOTE 4 ITU generally sets the standards for broadcasting.
NOTE 5 ISO 9241-303:2011, Annex E provides guidelines for virtual displays which are intended for stereoscopic
head-mounted displays.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 9241-303, Ergonomics of human-system interaction — Part 303: Requirements for electronic visual displays
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
stereopsis
binocular, visual perception of depth or three-dimensional space
Note 1 to entry: See ISO 9241-302:2008, 3.3.40.
3.2
binocular parallax
apparent difference in the position of an object as seen separately by one eye and by the other while the
head remains in a fixed position
Note 1 to entry: See ISO/TR 9241-331:2012, 2.2.1.
Note 2 to entry: Extent of binocular parallax of a point is equivalent to the optic angle between the visual axes of
both eyes when they are fixated on the point.
3.3
horizontal disparity
difference in the relative position of visual images of an object on the two retinas
Note 1 to entry: See ISO 9241-302:2008, 3.5.26.
3.4
vergence angle
angle between the visual axes of the left and right eyes
Note 1 to entry: See ISO 9241-302:2008, 3.5.55.
3.5
accommodation
adjustment of the optics of an eye to keep an object in focus on the retina as its distance from the eye varies
Note 1 to entry: Accommodation can also be a process of adjusting the focal length of a lens.
Note 2 to entry: Accommodation can also refer to an increase in the power of a lens of an eye.
Note 3 to entry: See ISO 9241-302:2008, 3.5.1.
3.6
visual global motion
wide spatial range of visual motion composed of different velocities and directions that are systematically
aligned in a moving image
Note 1 to entry: There are generally six types of visual global motion that correspond to the different types of
motion of a camera during the shooting of images which are rotation around and translation along the pitch, yaw,
and roll axes.
3.7
stereoscopic display
display device or system that makes depth perception possible as a result of binocular parallax (3.2)
Note 1 to entry: People perceive depth owing to the retinal disparity produced by binocular parallax.
3.8
stereoscopic image content
set of image information that results in stereoscopic images (3.9) when shown on a stereoscopic display (3.7)
3.9
stereoscopic images
set of images presented on a stereoscopic display
3.10
stereoscopic presentation
presentation of stereoscopic images on a stereoscopic display
3.11
stereoscopic view
single sight produced as a consequence of fusion of left and right views of a stereoscopic presentation
(3.10) which induces stereopsis (3.1)
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3.12
interocular vertical misalignment
difference between vertical positions of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.13
interocular rotational misalignment
difference between rotational positions of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.14
interocular magnification difference
difference between apparent size of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.15
interocular geometrical difference
geometrical misalignment of the left and right views of a stereoscopic presentation including interocular
vertical misalignment (3.12), interocular rotational misalignment (3.13), and interocular magnification
difference (3.14)
3.16
interocular luminance difference
difference between the luminance values of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.17
interocular contrast difference
difference between the luminance contrast values of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.18
interocular chromaticity difference
difference between the chromaticity values of the left and right views of a stereoscopic presentation
3.19
interocular photometric difference
photometric mismatch between the left and right views of a stereoscopic presentation including
interocular luminance difference (3.16), interocular contrast difference (3.17), and interocular chromaticity
difference (3.18)
3.20
accommodation-convergence mismatch
difference in distance information indicated by accommodation (3.5) and convergence stimuli of an object
Note 1 to entry: Accommodation-convergence mismatch can be produced when stereoscopic images are presented
on a depth plane (e.g. stereoscopic display surface) which is well nearer or further from the viewers than where
the images are simulated.
3.21
design viewing distance
distance or range of distances between the viewers’ eyes and the screen of a stereoscopic display that is
designed for stereoscopic presentation
Note 1 to entry: Design viewing distance can be specified for both stereoscopic image content (3.8), stereoscopic
displays, and stereoscopic presentation.
4 Guiding concepts
4.1 Framework
To reduce the potential visual discomfort and visual fatigue experienced during viewing of stereoscopic
images, the recommendations in this part of ISO 9241 are established based on the review of the
factors (see 4.2) that are considered in terms of the stereoscopic optical stimulus of disparate images
presented binocularly. Therefore, other standards specific to each type of stereoscopic image content or
stereoscopic display could be established by referring to this part of ISO 9241.
4.2 Review of factors
4.2.1 General
This part of ISO 9241 focuses on the major factors that have the potential to induce visual discomfort and
visual fatigue during viewing of stereoscopic images. These factors, listed below, have been empirically
determined and are widely recognized in the scientific literature. Since these factors are affected by the
viewing conditions, such as the viewing distance, the viewing conditions should also be specified.
1) Interocular geometrical differences: Interocular vertical misalignment, interocular rotational
misalignment, and interocular magnification difference.
2) Interocular photometric differences: Interocular luminance difference, interocular contrast
difference, and interocular chromaticity difference.
3) Accommodation-convergence mismatch.
4) Other factors to be considered for stereoscopic presentation: Interocular temporal asynchrony,
visual motion-induced motion sickness, and vergence limits.
In establishing guidance, the above-mentioned factors must be considered in light of their level of
importance by reviewing the four items listed below.
a) Efficacy of factor: The probability that a factor will cause visual discomfort or visual fatigue in the
viewers of stereoscopic images.
b) Inevitability of factor: The extent to which the effect of a factor can be reduced especially when the
origin of the factor might be related to the principle of stereoscopic presentation.
c) Accumulation of scientific knowledge: Whether a sufficient amount of scientific data which
determine the relation between each of the factors and visual fatigue, and/or discomfort, have been
collected as well as their practical applicability to ergonomic guidance.
d) Availability of measurement methods: Whether measurement methods are readily available for
assessing products.
In the following subsections, the major factors listed above (items 1 to 4) are reviewed in terms of
items A to D.
4.2.2 Interocular geometric differences
4.2.2.1 General
Interocular geometric differences refer to the geometrical misalignment of the left and right views
of a stereoscopic presentation such as interocular vertical misalignment, interocular rotational
misalignment, and interocular magnification difference which are generally thought to induce visual
fatigue and discomfort. The geometrical misalignment of the left and right views of a stereoscopic
presentation is determined by the interaction between such differences in stereoscopic images and
stereoscopic displays.
4.2.2.2 Efficacy of factor
Even a relatively small interocular geometrical difference can easily induce discomfort and make
binocular fusion difficult.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
4.2.2.3 Inevitability of factor
Interocular geometric differences can be caused by misalignment of the left and right cameras in the
shooting of stereoscopic images and/or by misalignment of the left and right displayed images of a
stereoscopic display that does not present those images within the same spatial frame. The differences
can be reduced to some extent by making adjustments during the editing of images by adjusting devices
and by carefully setting the viewing conditions.
4.2.2.4 Accumulation of scientific knowledge
Although there are no scientific data about the condition of the stereoscopic image size generally used at
home, fundamental data have been collected which determine the relation between each of the factors
and discomfort (e.g. see References [13] and [19]) and can serve as useful references.
4.2.2.5 Availability of measurement methods
Depending on necessity and feasibility, measurements can be taken separately for stereoscopic
image content and stereoscopic displays or for final products of stereoscopic presentations. Firstly,
measurements of stereoscopic image content can be performed by geometrical analysis by which the
factors of interocular vertical misalignment, interocular rotational misalignment, and interocular
magnification difference can be extracted separately as the factor of optical distortion caused by
lens aberration (e.g. Hartly and Zisserman, 2004). Secondly, measurements of stereoscopic displays
[30]
can be performed using generally available optical measurement devices. Thirdly, measurements
of stereoscopic presentations can be performed by combining the optical measurements of a whole
stereoscopic image and geometrical analysis of the image.
4.2.3 Interocular photometric differences
4.2.3.1 General
Interocular photometric differences refer to the photometric mismatch between the left and right views of
a stereoscopic presentation such as the interocular luminance difference, interocular contrast difference,
and interocular chromaticity difference which are generally thought to induce visual fatigue and discomfort.
Photometric mismatch between the left and right views of a stereoscopic presentation is determined by
the interaction between such differences in stereoscopic images and in stereoscopic displays.
4.2.3.2 Efficacy of factor
Interocular photometric differences might induce discomfort when present to a relatively large degree
(e.g. see References [2] and [11]).
4.2.3.3 Inevitability of factor
An interocular photometric difference can be caused by a photometric difference between the left
and right cameras during the shooting of stereoscopic images and/or by a photometric difference
between the left and right displayed images of a stereoscopic display. The difference can be reduced
to some extent by making adjustments during the editing of images and by adjusting the devices. Since
luminance, contrast, and chromaticity in a stereoscopic presentation are, in general, mutually related,
they generally cannot be manipulated independently.
4.2.3.4 Accumulation of scientific knowledge
There are few scientific data determining the relation between interocular photometric difference
and discomfort (e.g. see References [2] and [11]). A number of conditions can be considered as major
contributory factors such as the display size, the surrounding lighting conditions, and the duration and
frequency of the presentation of the factors.
4.2.3.5 Availability of measurement methods
Depending on necessity and feasibility, measurement can be taken separately for stereoscopic
image content and stereoscopic displays, or for final products of stereoscopic presentations. Firstly,
measurements of stereoscopic image content can be performed by comparing the photometric results
obtained for corresponding points in the left and right image content. Secondly, measurements of
stereoscopic displays can be performed using generally available optical measurement devices,
whereas the measurements usually differ depending on the type of stereoscopic display. Thirdly, the
measurement of stereoscopic presentations can be performed by combining the optical measurements
of a whole stereoscopic image and comparing the photometric results obtained for the corresponding
points in the left and right images.
4.2.4 Interocular photometric interaction
4.2.4.1 General
Interocular photometric interaction refers to unwanted photometric interaction, such as crosstalk,
which affects the view in one eye through information about the image in the other eye.
4.2.4.2 Efficacy of factor
Crosstalk is recognized as “a primary factor affecting the image quality” of stereoscopic image
[24]
presentation and might induce discomfort (e.g. see References [11] and [26]).
4.2.4.3 Inevitability of factor
Crosstalk can occur in the capture, transmission, storage, editing, display, and separation stages, but
[24]
most of the literature focuses on the display and separation stages which can be the major stages of
crosstalk occurrence. Crosstalk can be reduced to some extent by adjusting the devices.
4.2.4.4 Accumulation of scientific knowledge
Although crosstalk in stereoscopic image presentation has been widely studied (e.g. Reference [24] for
review and References [11], [25], [26], [27], and [28]), the literature does not necessarily contain reports
about the effects on visual fatigue and discomfort. Moreover, the numerical range of quantitative
characteristics varies widely more than tenfold among the literature and sometimes experimental
conditions relating to visual images, devices, and so forth, are not clear. The conditions of binocular
[28]
disparity and contrast can be considered major contributory factors . For quantifying crosstalk,
several methods have been proposed. However, they are not necessarily perceptually relevant. Finally,
crosstalk is quantified by using various equations which might sometimes lead to miscommunications.
4.2.4.5 Availability of measurement methods
Optical measurement devices can be used to measure crosstalk. In fact, measurement methods have
[24]
been reported to use various optical devices. However, the measurement methods differ by type of
stereoscopic display (see ISO/TR 9241-331). The measurement methods using grayscale charts have yet
to be established for stereoscopic displays in which the crosstalk process is highly non-linear.
4.2.5 Accommodation-convergence mismatch
4.2.5.1 General
In stereoscopic presentations, when visual targets are simulated as being in front of or behind the
stereoscopic display surface, there can be a difference between the distance information of accommodation
and convergence. The factor of accommodation-convergence mismatch, thus, refers to a mismatch
between the accommodation and convergence stimuli and can possibly induce visual discomfort.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
4.2.5.2 Efficacy of factor
Discomfort associated with a large extent of simulated depth has been well established empirically and
has also been observed experimentally (e.g. see References [4], [5], [17], and [22]). Although there are
large individual differences in the effect of accommodation-convergence mismatch on discomfort, the
obtained results are basically consistent among the literature.
4.2.5.3 Inevitability of factor
Stereoscopic displays included in the scope of this part of ISO 9241 in principle include this factor for
stereoscopic presentation. There are insensitive regions of accommodation and convergence that appear
as depth of focus and fixation disparity respectively. Therefore, the effect of this factor can be reduced
to some extent by reducing the simulated depth of visual objects from the stereoscopic display surface.
4.2.5.4 Accumulation of scientific knowledge
Various experimental data have been reported for accommodation-convergence mismatch (e.g. see
References [1], [13], [15], and [21]). However, a number of conditions remain to be explored further
such as the spatial distribution of simulated depth (especially in relation to edge violation), temporal
variation, size, and duration of presented images.
4.2.5.5 Availability of measurement methods
The measurements are performed basically for both stereoscopic displays and stereoscopic image
content. The relative disparity in stereoscopic displays and that of stereoscopic image content in terms
of the display surface can be evaluated through optical measurements and/or geometrical analysis of
image content.
4.2.6 Other factors to be considered for stereoscopic presentation
4.2.6.1 General
There are other factors to be considered as well such as interocular temporal asynchrony, visual motion-
induced motion sickness, and vergence limits. These factors are respectively defined as follows: (i) the
temporal difference of corresponding left and right images presented stereoscopically; (ii) visual global
motion and other spatially wide ranges of motion that could induce motion sickness; (iii) the limits of
vergence which is the point at which the visual axes of the two eyes diverge beyond the point of being parallel.
4.2.6.2 Interocular temporal asynchrony
4.2.6.2.1 Efficacy of factor
Interocular temporal asynchrony possibly raises multiple other factors such as interocular geometrical
and photometric differences.
4.2.6.2.2 Inevitability of factor
Interocular temporal asynchrony can be induced when the left and right images of stereoscopic presentation
are not optimally synchronized. This asynchrony can occur in the capture, transmission, storage, editing,
display, and separation stages. It can also be reduced to some extent by adjusting the devices.
4.2.6.2.3 Accumulation of scientific knowledge
Basic experiments have been reported for interocular temporal asynchrony and visual motion-induced
motion sickness.
4.2.6.2.4 Availability of measurement methods
Depending on necessity and feasibility, measurements can be performed separately for stereoscopic
image content and stereoscopic displays, or for final products of stereoscopic presentations. However,
the measurement methods of interocular temporal asynchrony are not yet established.
4.2.6.3 Visual motion-induced motion sickness
4.2.6.3.1 Efficacy of factor
Visually induced motion sickness, which can also be caused by traditional two-dimensional images, is
thought to be enhanced by the stereoscopic images, though this has not yet been fully documented in
scientific experiments.
4.2.6.3.2 Inevitability of factor
Dynamic visual motion, which is thought to induce motion sickness, is independent of the principle
of stereoscopic presentation. Thus, visually induced motion sickness is not inevitably induced by
stereoscopic images.
4.2.6.3.3 Accumulation of scientific knowledge
The conditions affecting visually induced motion sickness by stereoscopic images have not been
fully reported on.
4.2.6.3.4 Availability of measurement methods
The visual motion contained in stereoscopic images can be measured. However, it is necessary to further
clarify the conditions other than visual motion that produce visually induced motion sickness.
4.2.6.4 Vergence limits
4.2.6.4.1 Efficacy of factor
Discomfort is thought to be easily induced by stereoscopic images that cause the visual axes of the
two eyes to diverge beyond the point of being parallel. At the same time, there are thought to be large
individual differences in the degree of these effects.
4.2.6.4.2 Inevitability of factor
Conditions under which the visual axes of the two eyes diverge beyond the point of being parallel can
be caused by the following: (i) maladjustments during the production of stereoscopic image content or
during stereoscopic presentation using a projection method; (ii) stereoscopic presentation at a larger
presentation size than that assumed during the production of the stereoscopic image content. This
factor can be reduced to some extent, by making adjustments during the editing of images, by adjusting
devices, and by adjusting settings for an appropriate presentation size.
4.2.6.4.3 Accumulation of scientific knowledge
Few reports in the scientific literature have covered the effects of the relative disparity that causes the
visual axes of the two eyes to diverge beyond the point of being parallel.
4.2.6.4.4 Availability of measurement methods
Measurements are performed for stereoscopic images that are presented on stereoscopic displays.
In general, it is rather difficult to consider the effect of this factor separately for stereoscopic image
content and stereoscopic displays. However, if a combination of conditions, such as the presentation size
8 © ISO 2015 – All rights reserved
of stereoscopic image content and stereoscopic displays is considered, this factor can be estimated by
measuring the corresponding points in the stereoscopic image content and the stereoscopic displays.
4.2.7 Summary
The review of factors in 4.2.2 to 4.2.6 made it clear that the influence of various factors has been
examined to only a limited extent and that it is necessary to further investigate the effects of those
factors before numerical criteria for requirements and recommendations can be determined. In this
summary, the appropriateness of providing or not providing numerical criteria as reference information
is described below for each factor.
The effects of interocular geometrical differences are relatively larger than the effects of other factors
due to the fact that even a small interocular geometrical difference can easily induce discomfort. However,
this factor is not an inevitable result of stereoscopic presentation and can be eliminated to some extent.
The factor can also be measured relatively, easily, and its effect on discomfort has been reported in
the scientific literature. Although there are various conditions to be further considered, basic data on
discomfort induced by interocular geometrical differences have been reported. It is therefore possible
to determine the numerical criteria for interocular geometrical differences as reference information.
Interocular photometric differences can readily induce discomfort. This factor is not an inevitable result
of stereoscopic presentation and can be eliminated to some extent. Although there are various conditions
to be further considered, basic data on discomfort induced by interocular luminance difference have
been reported. Therefore, it is possible to determine the numerical criteria for interocular luminance
difference as reference information.
Crosstalk, a factor of interocular photometric interaction, is a primary factor affecting the image quality
of stereoscopic image presentation and can induce discomfort. Crosstalk mainly occurs in display stages
and can be reduced to some extent by adjusting the devices. However, the reported characteristics
of perceptual effects vary widely in quantitative terms, possibly because of the different types of
measurements (perceptual threshold, subjective image quality, and discomfort), different methods of
quantification, different types of stereoscopic displays, and different visual image conditions (luminance
contrast and binocular disparity). Due to the variations, it is very important to clarify the effects of the
different visual image conditions and display types before the numerical criteria can be determined.
Various experimental data have been reported for accommodation-convergence mismatch. The
measurement of this factor can be performed by analysing the disparities in image content. The effect
of this factor can be reduced to some extent by reducing the simulated depth of visual objects from the
stereoscopic display surface. Although this factor has been examined to only a limited extent, various
scientific data have been reported that confirm discomfort is induced by this factor when the mismatch is
rather extreme. Thus, it is possible to determine the numerical criteria for accommodation-convergence
mismatch as reference information.
Interocular temporal asynchrony and visual motion that induce motion sickness can be measured and
their effects can be reduced to some extent by adjusting the images and devices. However, this factor
has been examined to only a limited extent. Although it is therefore premature to determine numerical
criteria for these factors, it is important to take relevant precautions. The factor of vergence limit can
be measured and reduced to some extent in a stereoscopic presentation. However, there appears to
be large individual differences in the effects it produces and almost no experimental data have been
reported regarding its effect on discomfort. It is therefore important to further examine the effect of
this factor before numerical criteria can be determined.
Based on the descriptions given above, for the items indicated with ’numerical criteria,’ the numerical
criteria are then presented in Annex C and referenced in Clause 5. For the items indicated with ’cautions,‘
the precautions to be taken are presented in Clause 5.
Interocular geometrical differences
— Interocular vertical misalignment – numerical criteria
— Interocular rotational misalignment – numerical criteria
— Interocular magnification difference – numerical criteria
Interocular photometric differences
— Interocular luminance difference – numerical criteria
— Interocular contrast difference – caution
— Interocular chromaticity difference – caution
Interocular photometric interaction
— Crosstalk – caution
Accommodation-convergence mismatch – numerical criteria
Other factors to be considered for stereoscopic presentation
— Interocular temporal asynchrony – caution
— Visual motion-induced motion sickness – caution
— Vergence limits – caution
5 Ergonomic recommendations
5.1 General
This part of ISO 9241 intends to reduce the potential for visual discomfort and visual fatigue induced in
the viewers who watch stereoscopic images in appropriate viewing conditions which are described in
Annex B. Therefore, the case where stereoscopic images happen to be viewed by a person who does not
intend to watch the images is beyond the scope of this part of ISO 9241.
To reduce the potential for visual discomfort and visual fatigue during the viewing of stereoscopic
images, the provider of stereoscopic image content, stereoscopic displays, and the final products of
stereoscopic presentation should evaluate the content described in 5.3, 5.4, and 5.6.
5.2 Viewing conditions
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9241-392
Première édition
2015-05-15
Ergonomie de l’interaction homme-
système —
Partie 392:
Exigences ergonomiques pour
diminuer la fatigue visuelle induite
par des images stéréoscopiques
Ergonomics of human-system interaction —
Part 392: Ergonomic recommendations for the reduction of visual
fatigue from stereoscopic images
Numéro de référence
©
ISO 2015
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principes directeurs . 4
4.1 Cadre général. 4
4.2 Étude des facteurs . 4
4.2.1 Généralités . 4
4.2.2 Différences géométriques interoculaires . 5
4.2.3 Différences photométriques interoculaires . . 5
4.2.4 Interaction photométrique interoculaire . 6
4.2.5 Non-concordance entre accommodation et convergence. . 7
4.2.6 Autres facteurs à prendre en compte pour la présentation stéréoscopique . 8
4.2.7 Synthèse . 9
5 Recommandations ergonomiques .11
5.1 Généralités .11
5.2 Conditions de vision .11
5.2.1 Généralités .11
5.2.2 Distance de vision théorique .11
5.2.3 Distance interpupillaire .11
5.3 Différences géométriques interoculaires .12
5.3.1 Défaut d’alignement vertical interoculaire .12
5.3.2 Défaut d’alignement de rotation interoculaire .12
5.3.3 Différence de grossissement interoculaire .12
5.4 Différences photométriques interoculaires .12
5.4.1 Différence de luminance interoculaire .12
5.4.2 Différence de contraste interoculaire .13
5.4.3 Différence de chromaticité interoculaire .13
5.5 Interaction photométrique interoculaire .13
5.5.1 Diaphotie .13
5.6 Non-concordance entre accommodation et convergence .14
5.7 Autres facteurs à prendre en compte pour la présentation stéréoscopique .14
6 Utilisation des recommandations ergonomiques .15
6.1 Généralités .15
6.2 Rapport .15
Annexe A (informative) Vue d’ensemble de la série de normes ISO 9241 .16
Annexe B (informative) Conditions de vision .17
Annexe C (informative) Valeurs numériques à prendre en compte pour l’évaluation de la
fatigue et de la gêne visuelles .19
Annexe D (informative) Autres facteurs à prendre en compte pour les
présentations stéréoscopiques .30
Annexe E (informative) Exemple de procédure d’évaluation de l’applicabilité et de
la conformité.32
Bibliographie .34
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 4,
Ergonomie de l’interaction homme/système.
L’ISO 9241 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Exigences ergonomiques pour
travail de bureau avec terminaux à écrans de visualisation (TEV):
— Partie 1: Introduction générale
— Partie 2: Guide général concernant les exigences des tâches
— Partie 5: Aménagement du poste de travail et exigences relatives aux postures
— Partie 6: Guide général relatif à l’environnement de travail
— Partie 11: Lignes directrices relatives à l’utilisabilité
— Partie 12: Présentation de l’information
— Partie 13: Guidage de l’utilisateur
— Partie 14: Dialogues de type menu
— Partie 15: Dialogues de type langage de commande
— Partie 16: Dialogues de type manipulation directe
L’ISO 9241 comprend également les parties suivantes, présentées sous le titre général Ergonomie de
l’interaction homme-système:
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
— Partie 20: Lignes directrices sur l’accessibilité de l’équipement et des services des technologies de
l’information et de la communication (TIC)
— Partie 110: Principes de dialogue
— Partie 129: Lignes directrices relatives à l’individualisation des logiciels
— Partie 143: Formulaires
— Partie 151: Lignes directrices relatives aux interfaces utilisateurs Web
— Partie 154: Applications de serveur vocal interactif (SVI)
— Partie 171: Lignes directrices relatives à l’accessibilité aux logiciels
— Partie 210: Conception centrée sur l’opérateur humain pour les systèmes interactifs
— Partie 300: Introduction aux exigences relatives aux écrans de visualisation électroniques
— Partie 302: Terminologie relative aux écrans de visualisation électroniques
— Partie 303: Exigences relatives aux écrans de visualisation électroniques
— Partie 304: Méthodes d’essai de la performance de l’utilisateur pour écrans de visualisation électroniques
— Partie 305: Méthodes d’essai de laboratoire optique pour écrans de visualisation électroniques
— Partie 306: Méthodes d’appréciation sur le terrain des écrans de visualisation électroniques
— Partie 307: Analyse et méthodes d’essais de conformité pour écrans de visualisation électroniques
— Partie 308: Écrans à émission d’électrons par conduction de surface (SED)
— Partie 309: Écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED)
— Partie 310: Visibilité, esthétique et ergonomie des défauts de pixel
— Partie 331: Caractéristiques optiques des écrans autostéréoscopiques
— Partie 400: Principes et exigences pour les dispositifs d’entrée physiques
— Partie 410: Critères de conception des dispositifs d’entrée physiques
— Partie 420: Sélection des dispositifs d’entrée physiques
— Partie 910: Cadre pour les interactions tactiles et haptiques
— Partie 920: Lignes directrices relatives aux interactions tactiles et haptiques
Pour les autres parties en préparation, voir l’Annexe A.
Introduction
Lorsqu’une personne observe un objet tridimensionnel, la distance latérale entre les yeux fournit
à chaque œil une image rétinienne légèrement différente. La fusion de ces images rétiniennes par le
cerveau restitue une image mentale unique avec une sensation de relief, appelée stéréopsie. Les avancées
technologiques récentes dans le domaine de l’imagerie ont sensiblement augmenté les chances d’observer
des images stéréoscopiques créées artificiellement. Cette technologie crée deux images différentes, une
pour chaque œil. La fusion de ces deux images donne lieu à une impression de stéréopsie.
Les images stéréoscopiques sont intéressantes car elles donnent une impression plus concrète de la
réalité que les images classiques en deux dimensions. Dans la mesure où les présentations d’images
stéréoscopiques fournissent également des informations claires sur le relief, on prévoit leur usage étendu
dans des domaines tels que la médecine et l’industrie. Cependant, des données scientifiques indiquent
que, sans une prise en compte rigoureuse des propriétés du système visuel humain, la présentation
d’images stéréoscopiques peut induire des effets indésirables.
La présente partie de l’ISO 9241 décrit les conditions essentielles et minimales pour l’observation
confortable d’images stéréoscopiques. Il est prévu de favoriser un environnement dans lequel les
observateurs pourront apprécier les avantages offerts par les images stéréoscopiques sans effets
préjudiciables. Dans un tel environnement, des technologies nouvelles portant sur les images
stéréoscopiques peuvent être également activement développées et appliquées dans divers domaines. La
présente partie de l’ISO 9241 n’a pas pour vocation de restreindre la liberté d’expression ou la créativité
artistique dans la culture de l’image.
La présente partie de l’ISO 9241 s’appuie sur les résultats scientifiques concernant les effets indésirables
éventuels liés à l’observation d’images stéréoscopiques. A l’avenir, la présente partie de l’ISO 9241 peut
être révisée en tant que nouvelle donnée scientifique.
La présente partie de l’ISO 9241 spécifie les normes applicables à l’interaction homme-système. Les
lecteurs recherchant des recommandations sur d’autres aspects de l’interaction homme-système
peuvent par conséquent se référer à d’autres documents dans l’ISO 9241 (voir l’Annexe A pour un aperçu
général de la série de normes ISO 9241).
vi © ISO 2015 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 9241-392:2015(F)
Ergonomie de l’interaction homme-système —
Partie 392:
Exigences ergonomiques pour diminuer la fatigue visuelle
induite par des images stéréoscopiques
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 9241 fournit des recommandations visant à réduire la gêne et la fatigue visuelles
éventuelles ressenties lors de l’observation d’images stéréoscopiques dans des conditions d’observations
définies. La gêne et la fatigue visuelles peuvent être dues au stimulus optique stéréoscopique d’images
disparates présentées de façon binoculaire.
La présente partie de l’ISO 9241 est également applicable aux produits finaux des présentations
stéréoscopiques, lesquels dépendent des contenus d’images stéréoscopiques et des écrans
stéréoscopiques, lorsque ceux-ci sont observés dans des conditions définies appropriées. En conséquence,
les recommandations concernent les personnes en charge de la conception, du développement et de la
fourniture de contenus d’images stéréoscopiques; elles concernent également les écrans stéréoscopiques.
NOTE 1 En ce qui concerne les conditions d’observation appropriées, voir l’Annexe B.
Les recommandations de la présente partie de l’ISO 9241 sont applicables aux écrans stéréoscopiques,
tels que ceux utilisant des lunettes stéréoscopiques, des écrans autostéréoscopiques deux-vues, des
visiocasques et des projecteurs stéréoscopiques. En outre, elles sont applicables aux contenus d’images
stéréoscopiques destinés à être présentés sur les écrans stéréoscopiques mentionnés ci-dessus, ainsi
qu’aux présentations stéréoscopiques réalisées par les combinaisons de ces images et de ces affichages.
NOTE 2 L’Annexe C présente des critères numériques à titre de référence informative.
NOTE 3 Lorsque des exigences et des recommandations spécifiques à chaque type de contenu d’images
stéréoscopiques ou d’écran stéréoscopique deviennent nécessaires, il est possible que l’on soit amené à définir
d’autres lignes directrices par référence à la présente partie de l’ISO 9241.
NOTE 4 L’Union internationale des télécommunications (UIT) établit généralement les normes relatives à la
radiodiffusion.
NOTE 5 L’ISO 9241-303:2011, Annexe E, fournit des recommandations pour les écrans virtuels destinés aux
visiocasques.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 9241-303, Ergonomie de l’interaction homme-système — Partie 303: Exigences relatives aux écrans de
visualisation électroniques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
stéréopsie
perception visuelle binoculaire du relief ou de l’espace tridimensionnel
Note 1 à l’article: Voir l’ISO 9241-302:2008, 3.3.40.
3.2
parallaxe binoculaire
différence apparente de direction d’un point, telle que perçue séparément par chaque œil, alors que la
tête reste dans une position fixe
Note 1 à l’article: Voir l’ISO/TR 9241-331:2012, 2.2.1.
Note 2 à l’article: L’étendue de la parallaxe binoculaire d’un point est équivalente à l’angle optique entre les axes
optiques de l’œil droit et de l’œil gauche lorsque ceux-ci sont fixés sur le point.
3.3
disparité horizontale
différence dans la position relative des images visuelles d’un objet sur les deux rétines
Note 1 à l’article: Voir l’ISO 9241-302:2008, 3.5.26.
3.4
angle de vergence
angle formé par les axes visuels de l’œil gauche et de l’œil droit
Note 1 à l’article: Voir l’ISO 9241-302:2008, 3.5.55.
3.5
accommodation
ajustement de la convergence du cristallin qui permet d’amener sur la rétine l’image d’un objet situé à
une distance donnée
Note 1 à l’article: L’accommodation peut aussi être le processus consistant à ajuster la longueur focale d’une
lentille.
Note 2 à l’article: L’accommodation peut également se rapporter à la puissance optique d’un cristallin.
Note 3 à l’article: Voir l’ISO 9241-302:2008, 3.5.1.
3.6
mouvement global visuel
large étendue spatiale de mouvements visuels à vitesses et directions variables systématiquement
alignés dans une image mobile
Note 1 à l’article: Il existe généralement six types de mouvement global visuel qui correspondent aux différents
types de mouvements d’une caméra lors d’une prise de vue, ces mouvements étant la rotation autour et la
translation le long des axes de tangage, de lacet et de roulis.
3.7
écran stéréoscopique
dispositif ou système d’affichage dans lequel la parallaxe binoculaire (3.2) rend possible la perception de
relief
Note 1 à l’article: Les individus perçoivent le relief grâce à la disparité rétinienne engendrée par la parallaxe
binoculaire.
3.8
contenus d’images stéréoscopiques
ensemble d’informations relatives à des images générant des images stéréoscopiques (3.9) lorsqu’elles
sont affichées sur un écran stéréoscopique (3.7)
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3.9
images stéréoscopiques
ensemble d’images présentées sur un écran stéréoscopique
3.10
présentation stéréoscopique
présentation d’images stéréoscopiques sur un écran stéréoscopique
3.11
vision stéréoscopique
vue unique produite suite à la fusion des visions gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
(3.10), induisant une stéréopsie (3.1)
3.12
défaut d’alignement vertical interoculaire
différence entre les positions verticales des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
3.13
défaut d’alignement de rotation interoculaire
différence entre les positions de rotation des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
3.14
différence de grossissement interoculaire
différence entre la taille apparente des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
3.15
différence géométrique interoculaire
défaut d’alignement géométrique des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique comprenant
le défaut d’alignement vertical interoculaire (3.12), le défaut d’alignement de rotation interoculaire (3.13)
et la différence de grossissement interoculaire (3.14)
3.16
différence de luminance interoculaire
différence entre les valeurs de luminance des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
3.17
différence de contraste interoculaire
différence entre les valeurs de contraste de luminance des vues gauche et droite d’une présentation
stéréoscopique
3.18
différence de chromaticité interoculaire
différence entre les valeurs de chromaticité des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
3.19
différence photométrique interoculaire
non-concordance photométrique entre les images gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
comprenant la différence de luminance interoculaire (3.16), la différence de contraste interoculaire (3.17)
et la différence de chromaticité interoculaire (3.18)
3.20
non-concordance entre accommodation et convergence
différence d’informations sur la distance indiquée par les stimuli d’accommodation (3.5) et de convergence
d’un objet
Note 1 à l’article: La non-concordance entre accommodation et convergence peut se produire lorsque les images
stéréoscopiques sont présentées sur un plan en relief (surface de l’écran stéréoscopique par exemple) qui est bien
plus proche ou distant des observateurs que lorsque les images étaient simulées.
3.21
distance de vision théorique
distance, ou gamme de distances, entre les yeux des observateurs et l’écran d’un dispositif d’affichage
stéréoscopique conçu pour la présentation stéréoscopique
Note 1 à l’article: La distance de vision théorique peut être spécifiée à la fois pour les contenus d’images
stéréoscopiques (3.8), les écrans stéréoscopiques et la présentation stéréoscopique.
4 Principes directeurs
4.1 Cadre général
Afin de réduire la gêne et la fatigue visuelles subies lors d’observations d’images stéréoscopiques, les
recommandations figurant dans la présente partie de l’ISO 9241 sont basées sur l’étude des facteurs
(voir 4.2) qui sont pris en compte en termes de stimulus optique stéréoscopique d’images disparates
présentées de façon binoculaire. En conséquence, d’autres normes spécifiques à chaque type de contenu
d’images stéréoscopiques ou d’écran stéréoscopique pourraient être établies par référence à la présente
partie de l’ISO 9241.
4.2 Étude des facteurs
4.2.1 Généralités
La présente partie de l’ISO 9241 souligne les facteurs majeurs potentiellement en mesure d’induire une
gêne et une fatigue visuelles lors d’observations d’images stéréoscopiques Ces facteurs, listés ci-dessous,
ont été démontrés de manière empirique et sont largement reconnus dans le domaine de la littérature
scientifique. Dans la mesure où ces facteurs sont affectés par les conditions d’observation, telle que la
distance d’observation, il convient que lesdites conditions d’observation soient également spécifiées.
1) Différences géométriques interoculaires: défaut d’alignement vertical interoculaire, défaut
d’alignement de rotation interoculaire et différence de grossissement interoculaire.
2) Différences photométriques interoculaires: différence de luminance interoculaire, différence de
contraste interoculaire et différence de chromaticité interoculaire.
3) Non-concordance entre accommodation et convergence.
4) Autres facteurs à prendre en compte pour la présentation stéréoscopique: asynchronisme temporel
interoculaire, cinétose induite par stimulus visuel et limites de vergence.
En élaborant les lignes directrices, les facteurs mentionnés ci-dessus doivent être pris en compte selon
leur degré d’importance en examinant les quatre points suivants.
a) Efficacité du facteur: la probabilité pour qu’un facteur provoque une gêne ou une fatigue visuelles
chez les observateurs d’images stéréoscopiques.
b) Inévitabilité du facteur: degré d’importance pour lequel l’effet d’un facteur peut être réduit,
notamment lorsque l’origine du facteur est susceptible d’être liée au principe de la présentation
stéréoscopique.
c) Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques: si une quantité suffisante de données
scientifiques, déterminant la relation entre chacun des facteurs et la fatigue et/ou la gêne visuelles,
a été recueillie, et si de telles données peuvent être appliquées concrètement aux exigences
ergonomiques.
d) Disponibilité de méthodes de mesure: si des méthodes de mesure sont facilement disponibles pour
l’évaluation des produits.
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
Dans les paragraphes qui suivent, les principaux facteurs mentionnés ci-dessus (points 1 à 4) ont été
examinés en fonction des points A à D.
4.2.2 Différences géométriques interoculaires
4.2.2.1 Généralités
Les différences géométriques interoculaires se rapportent au défaut d’alignement géométrique des
vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique, telles que le défaut d’alignement vertical
interoculaire, le défaut d’alignement de rotation interoculaire et la différence de grossissement
interoculaire, lesquelles sont généralement considérées comme source de gêne et fatigue visuelles.
Le défaut d’alignement géométrique des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique
est déterminé par l’interaction entre ces différences dans les images stéréoscopiques et les écrans
stéréoscopiques.
4.2.2.2 Efficacité du facteur
Toute différence géométrique interoculaire, même relativement légère, peut facilement induire une gêne
et entraver le processus de fusion binoculaire.
4.2.2.3 Inévitabilité du facteur
Les différences géométriques interoculaires peuvent être causées par un défaut d’alignement des
caméras gauche et droite lors d’une prise d’images stéréoscopiques et/ou par un défaut d’alignement
des images gauche et droite affichées sur un écran stéréoscopique qui ne présente pas ces images dans
le même cadre spatial. Les différences peuvent être réduites dans une certaine mesure en effectuant des
ajustements lors de la modification d’images, en ajustant les dispositifs et en définissant soigneusement
les conditions de vision.
4.2.2.4 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
Bien qu’il n’existe pas de données scientifiques concernant la taille de l’image stéréoscopique
généralement utilisée dans un contexte domestique, des données fondamentales déterminant la relation
entre chacun des facteurs et la gêne visuelle (voir, par exemple, les Références [13] et [19]) et pouvant
servir utilement de références, ont été recueillies.
4.2.2.5 Disponibilité de méthodes de mesure
En fonction des besoins et de la faisabilité, des mesures peuvent être effectuées séparément pour
des contenus d’images stéréoscopiques et des écrans stéréoscopiques, ou pour des produits finaux
de présentations stéréoscopiques. Premièrement, des mesures portant sur des contenus d’images
stéréoscopiques peuvent être effectuées par le biais d’une analyse géométrique permettant d’extraire
séparément les facteurs de défaut d’alignement vertical interoculaire, de défaut d’alignement de rotation
interoculaire et de différence de grossissement interoculaire, ainsi que le facteur de distorsion optique
due à l’aberration induite par la lentille (par exemple, Hartly and Zisserman, 2004). Deuxièmement, des
mesures portant sur des écrans stéréoscopiques peuvent être effectuées en utilisant des dispositifs
[30]
de mesurage optique généralement disponibles . Troisièmement, des mesures portant sur des
présentations stéréoscopiques peuvent être effectuées en combinant des mesures optiques d’une image
stéréoscopique dans son ensemble et une analyse géométrique de l’image.
4.2.3 Différences photométriques interoculaires
4.2.3.1 Généralités
Les différences photométriques interoculaires se rapportent à la non-concordance photométrique entre
les images gauche et droite d’une présentation stéréoscopique, telles que la différence de luminance
interoculaire, la différence de contraste interoculaire et la différence de chromaticité interoculaire,
lesquelles sont généralement considérées comme source de gêne et fatigue visuelles. La non-concordance
photométrique entre les images gauche et droite d’une présentation stéréoscopique est déterminée par
l’interaction entre ces différences dans les images stéréoscopiques et les écrans stéréoscopiques.
4.2.3.2 Efficacité du facteur
Lorsqu’elles sont relativement importantes, les différences photométriques interoculaires peuvent
induire une gêne (voir, par exemple, les Références [2] et [11]).
4.2.3.3 Inévitabilité du facteur
Une différence photométrique interoculaire peut être causée par une différence photométrique entre
les caméras gauche et droite lors d’une prise d’images stéréoscopiques et/ou par une différence
photométrique entre les images gauche et droite affichées sur un écran stéréoscopique. Cette différence
peut être réduite jusqu’à un certain point en effectuant des ajustements durant la modification d’images
et en ajustant les dispositifs. Étant donné qu’il existe, en général, une interdépendance entre la luminance,
le contraste et la chromaticité dans une présentation stéréoscopique, ceux-ci ne peuvent généralement
pas être traités séparément.
4.2.3.4 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
Il existe peu de données scientifiques déterminant la relation entre la différence photométrique
interoculaire et la gêne visuelle (voir, par exemple, les Références [2] et [11]). Un certain nombre de
conditions peuvent être considérées comme des facteurs contributifs majeurs tels que la taille de l’écran,
les conditions d’éclairage ambiantes, ainsi que la durée et la fréquence de la présentation des facteurs.
4.2.3.5 Disponibilité de méthodes de mesure
En fonction des besoins et de la faisabilité, des mesures peuvent être effectuées séparément pour
des contenus d’images stéréoscopiques et des écrans stéréoscopiques, ou pour des produits finaux
de présentations stéréoscopiques. Premièrement, des mesures portant sur des contenus d’images
stéréoscopiques peuvent être effectuées en comparant les résultats photométriques obtenus pour
des points correspondants dans les contenus d’images gauche et droite. Deuxièmement, des mesures
portant sur des écrans stéréoscopiques peuvent être effectuées à l’aide de dispositifs de mesurage
optique généralement disponibles, alors que les mesures diffèrent en général selon le type d’écran
stéréoscopique. Troisièmement, la mesure de présentations stéréoscopiques peut être effectuée en
combinant les mesures optiques d’une image stéréoscopique dans son ensemble et en comparant les
résultats photométriques obtenus pour les points correspondants dans les images gauche et droite.
4.2.4 Interaction photométrique interoculaire
4.2.4.1 Généralités
L’interaction photométrique interoculaire se rapporte à une interaction photométrique indésirable,
telle que la diaphotie, laquelle affecte la vision au niveau d’un œil par le biais d’informations relatives à
l’image dans l’autre œil.
4.2.4.2 Efficacité du facteur
La diaphotie est considérée comme «un facteur majeur affectant la qualité des images» d’une présentation
[24]
d’images stéréoscopiques et peut induire une gêne visuelle (voir, par exemple, les Références [11] et
[26]).
4.2.4.3 Inévitabilité du facteur
La diaphotie peut survenir lors des étapes de capture, de transmission, de mémorisation, de montage
d’images, d’affichage et de séparation. Cependant, la plupart des ouvrages de référence s’intéressent tout
6 © ISO 2015 – Tous droits réservés
[24]
particulièrement aux étapes d’affichage et de séparation qui peuvent être la cause principale de la
diaphotie. La diaphotie peut être réduite jusqu’à un certain point par les dispositifs de réglage.
4.2.4.4 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
Bien que la diaphotie dans la présentation d’images stéréoscopiques ait été largement étudiée (par
exemple, Références [24][11],[25],[26],[27] et [28]), les ouvrages de référence ne contiennent pas
nécessairement des rapports concernant les effets sur la fatigue et la gêne visuelles. En outre, la plage
numérique des caractéristiques quantitatives varie considérablement, plus de dix fois celle mentionnée
dans les ouvrages de référence; parfois, les conditions expérimentales relatives aux images visuelles, aux
dispositifs etc. ne sont pas clairement établies. Les conditions de disparité binoculaire et de contraste
[28]
peuvent être considérées comme d’importants facteurs contributifs . Plusieurs méthodes ont été
proposées pour quantifier la diaphotie. Toutefois, elles ne sont pas nécessairement pertinentes d’un
point de vue perceptuel. Enfin, la diaphotie est quantifiée à l’aide de diverses équations pouvant parfois
conduire à des malentendus.
4.2.4.5 Disponibilité de méthodes de mesure
Les dispositifs de mesurage optique peuvent être utilisés pour mesurer la diaphotie. En effet, on a fait
[24]
état de méthodes de mesure utilisant divers dispositifs optiques . Toutefois, les méthodes de mesure
diffèrent selon le type d’écran stéréoscopique (voir l’ISO/TR 9241-331). Les méthodes de mesure utilisant
des échelles de gris doivent encore être mises en œuvre pour les écrans stéréoscopiques dans lesquels le
processus de diaphotie est sensiblement non linéaire.
4.2.5 Non-concordance entre accommodation et convergence.
4.2.5.1 Généralités
Dans les présentations stéréoscopiques, lorsque des cibles visuelles se trouvent, par simulation, devant
ou derrière la surface de l’écran stéréoscopique, il peut y avoir une différence entre les informations sur
la distance d’accommodation et de convergence. Le facteur de non-concordance entre accommodation
et convergence se rapporte donc à une non-concordance entre les stimuli d’accommodation et de
convergence; il peut, de ce fait, induire une gêne visuelle.
4.2.5.2 Efficacité du facteur
La gêne associée à un relief simulé relativement important a été établie de manière empirique et également
observée expérimentalement (voir, par exemple, les Références [4],[5],[17] et [22]). Bien qu’il y ait des
différences individuelles importantes concernant l’effet de la non-concordance entre accommodation et
convergence sur la gêne visuelle, les résultats obtenus sont relativement cohérents dans les ouvrages de
référence.
4.2.5.3 Inévitabilité du facteur
Les écrans stéréoscopiques relevant du domaine d’application de la présente partie de l’ISO 9241
comprennent, en principe, ce facteur pour la présentation stéréoscopique. La profondeur de foyer et la
disparité de fixation sont respectivement des régions insensibles à l’accommodation et à la convergence.
Par conséquent, l’effet de ce facteur peut être réduit jusqu’à un certain point en diminuant le relief simulé
d’objets visuels de la surface de l’écran stéréoscopique.
4.2.5.4 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
On a fait état de diverses données expérimentales concernant la non-concordance entre accommodation
et convergence (voir, par exemple, les Références [1],[13],[15] et [21]). Cependant, un certain nombre
de conditions restent encore à explorer, comme par exemple la répartition spatiale du relief simulé (en
particulier par rapport à la rupture de la fenêtre stéréoscopique (edge violation)), la variation temporelle,
la taille et la durée des images présentées.
4.2.5.5 Disponibilité de méthodes de mesure
Les mesures sont essentiellement effectuées pour les écrans stéréoscopiques ainsi que pour les contenus
d’images stéréoscopiques. La disparité relative des écrans stéréoscopiques et celle des contenus d’images
stéréoscopiques en termes de surface d’affichage peuvent être évaluées par des mesures optiques et/ou
par une analyse géométrique des contenus d’images.
4.2.6 Autres facteurs à prendre en compte pour la présentation stéréoscopique
4.2.6.1 Généralités
D’autres facteurs doivent être également pris en compte, comme par exemple, l’asynchronisme
temporel interoculaire, la cinétose induite par stimulus visuel et les limites de vergence. Ces facteurs
sont respectivement définis de la manière suivante: (i) la différence temporelle des images gauche et
droite correspondantes présentées de manière stéréoscopique; (ii) le mouvement visuel global et les
autres plages de mouvements larges au point de vue spatial susceptibles d’induire une cinétose; (iii) les
limites de vergence, qui correspondent au point auquel les axes optiques de l’œil droit et de l’œil gauche
divergent au point de ne plus être parallèles.
4.2.6.2 Asynchronisme temporel interoculaire
4.2.6.2.1 Efficacité du facteur
Il se peut que l’asynchronisme temporel interoculaire engendre de nombreux autres facteurs tels que les
différences géométriques et photométriques interoculaires.
4.2.6.2.2 Inévitabilité du facteur
L’asynchronisme temporel interoculaire peut être induit lorsque les images gauche et droite de la
présentation stéréoscopique ne sont pas synchronisées de façon optimale. Cet asynchronisme peut
survenir lors des étapes de capture, de transmission, de mémorisation, de montage d’images, d’affichage
et de séparation. Il peut être réduit jusqu’à un certain point au moyen de dispositifs de réglage.
4.2.6.2.3 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
On a fait état d’expériences fondamentales concernant l’asynchronisme temporel interoculaire et la
cinétose induite par stimulus visuel.
4.2.6.2.4 Disponibilité de méthodes de mesure
En fonction des besoins et de la faisabilité, des mesures peuvent être effectuées séparément pour
des contenus d’images stéréoscopiques et des écrans stéréoscopiques, ou pour des produits finaux
de présentations stéréoscopiques. Toutefois, les méthodes de mesure de l’asynchronisme temporel
interoculaire n’ont pas encore été établies.
4.2.6.3 Cinétose induite par stimulus visuel
4.2.6.3.1 Efficacité du facteur
Bien que cela n’ait pas été documenté de manière approfondie dans les expériences scientifiques, on
considère que la cinétose induite par stimulus visuel, qui peut être également causée par des images
bidimensionnelles classiques, peut être augmentée par des images stéréoscopiques.
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4.2.6.3.2 Inévitabilité du facteur
Le mouvement visuel dynamique, qui est censé induire une cinétose, est indépendant du principe de
présentation stéréoscopique. De ce fait, la cinétose induite par stimulus visuel n’est pas nécessairement
induite par des images stéréoscopiques.
4.2.6.3.3 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
Les conditions affectant la cinétose induite par stimulus visuel créée par des images stéréoscopiques
n’ont pas été rapportées de façon exhaustive.
4.2.6.3.4 Disponibilité de méthodes de mesure
Le mouvement visuel contenu dans les images stéréoscopiques peut être mesuré. Toutefois, il est
nécessaire de clarifier plus encore les conditions autres que le mouvement visuel qui provoque la
cinétose induite par stimulus visuel.
4.2.6.4 Limites de vergence
4.2.6.4.1 Efficacité du facteur
On considère que la gêne visuelle est facilement induite par des images stéréoscopiques qui font diverger
les axes optiques de l’œil droit et de l’œil gauche à un point tel qu’ils ne sont plus parallèles. Néanmoins,
on considère que ces effets présentent des différences individuelles importantes.
4.2.6.4.2 Inévitabilité du facteur
Les conditions dans lesquelles les axes optiques de l’œil droit et de l’œil gauche divergent au point de ne
plus être parallèles peuvent être causées par: (i) des ajustements défectueux lors de la production de
contenus d’images stéréoscopiques ou lors d’une présentation stéréoscopique utilisant une méthode par
projection; (ii) une présentation stéréoscopique à une taille plus importante que celle supposée lors de la
production de contenus d’images stéréoscopiques. Ce facteur peut être réduit dans une certaine mesure
en effectuant des ajustements lors du montage d’images, en ajustant les dispositifs et en effectuant les
réglages nécessaires pour définir une taille de présentation appropriée.
4.2.6.4.3 Acquisition de nouvelles connaissances scientifiques
Dans les ouvrages de référence, seuls quelques rapports ont fait état des effets de la disparité relative
qui font diverger les axes optiques de l’œil droit et de l’œil gauche à tel point qu’ils ne sont plus parallèles.
4.2.6.4.4 Disponibilité de méthodes de mesure
Les mesures sont effectuées pour des images stéréoscopiques présentées sur des écrans stéréoscopiques.
En général, il est plutôt difficile de tenir compte de l’effet de ce facteur de façon distincte pour les
contenus d’images stéréoscopiques et les écrans stéréoscopiques. Cependant, si l’on prend en compte une
combinaison de conditions telles que la taille de présentation des contenus d’images stéréoscopiques et
des écrans stéréoscopiques, ce facteur peut être estimé en mesurant les points correspondants dans les
contenus d’images stéréoscopiques et dans les écrans stéréoscopiques.
4.2.7 Synthèse
L’examen des facteurs définis de 4.2.2 à 4.2.6 montre clairement que l’influence de divers facteurs a été
uniquement examinée de manière rest
...
Questions, Comments and Discussion
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