The effect of inter-pupilary distance and accommodative convergence on binocular fusion and fixational depth

동공간 거리와 조절성 수렴이 양안 융합과 응시 깊이에 미치는 효과

  • 반지은 (연세대학교 심리학과) ;
  • 감기택 (연세대학교 인지과학 연구소) ;
  • 정찬섭 (연세대학교 심리학과) ;
  • 손정영 (한국과학기술원 영상매체 연구소)
  • Published : 2003.03.01

Abstract

In order to provide natural images with a specified depth through three-dimensional display system, the stereo images should be similar to those projected from real environment as much as possible. Even when two persons see an identical scene, the binocular Parallax between two images of an object varies as a function of one's inter-pupilary distance (IPD). In this study, we investigated whether individual differences, such as IPD and accommodative vergence, would affect the perception of three dimensional scene provided by stereo-images. Results showed that a person's IPD is correlated with the limit of screen and binocular parallax for single vision, and affects the perceived depth of an object on fixation. More specifically, with longer IPD the limit of screen and binocular parallax for single vision is decreased, and the perceived depth is reduced. These results suggest that the screen and binocular parallax of an object should be calibrated with regard to users IPD to provide natural stereo-images with a specified depth and to Prevent double vision.

입체 영상 시스템으로부터 정확하고 자연스러운 깊이를 지각할 수 있도록 하기 위해서는 가능한 한 실제 장면을 바라볼 때와 유사한 영상을 제공해 주어야 한다. 동일한 장면을 바라보는 경우에도 각 개인의 동공간 거리에 따라 주어지는 시차는 달라지게 된다. 본 연구에서는 입체 영상으로부터 삼차원 공간을 지각하는 과정에서 개인차 변인들이 어떠한 영향을 미치는 지를 알아보기 위해서 단 일상으로 지각되는 화면 시차와 양안 시차의 범위, 그리고 응시 대상의 지각된 깊이가 개인의 동공간 거리와 조절성 수렴 정도에 따라 어떻게 변화되는 지를 살펴보았다. 개인의 동공간 거리는 양의 화면 시차와 양안 시차 그리고 응시 대상의 지각된 깊이와 유의미한 상관이 있는 것으로 나타났다. 보다 구체적으로 동공간 거리가 커질수록 이중상으로 지각되는 화면 시차와 양안 시차의 한계는 작아졌으며, 지각되는 응시대상의 깊이도 줄어드는 것으로 나타났다. 이에 반해 조절성 수렴의 정도와 양의 화면 시차와 양안 시차 그리고 응시 대상의 지각된 깊이들 간에는 유의한 상관관계가 발전되지 않았다. 이러한 결과는 정확한 깊이가 포함된 자연스런 입체 영상을 제공하기 위해서는 각 개인의 동공간 거리가 고려되어야 함을 시사한다.

Keywords

References

  1. American Journal of Ophthalmology v.48 Vergence and accommodation: three proposed definitions of the AC/A ratio Alpern, M.;Kinkaid, W. M.;Lubeck, M. J.
  2. Opthalmic and Physiological Optics v.16 no.4 Gain changes in the accommodaive convergence cross-link Bobier, W. R.;McRae, M.
  3. Perception and Psychophysics v.35 The computation of retinal disparity Cormack, R.;Fox, R.
  4. Binocular vision and pattern coding in Visual Pattern Recognition Dodwell, P. C.
  5. Vision Research v.28 Fusional limits for a large random-dot stereogram Erkelens, C. J.
  6. Journal of Optical Society of America v.57 Extension of Panum's fusional area in binocularly stabilized vision Fender;Julesz
  7. American Journal of Optometry and Archives of American Academy of Optometry v.37 On the relaionship between accommodation and accommodative convergence., Part 3: Stability Flom, M. C.
  8. American Journal of Optometry Archives American Academy of Optometry v.36 The effect of age on the AC/A ratio Fry, G. A.
  9. The perception of the visual world Gibson, J. J.
  10. Presence: Teleoperators and Virtual Environment v.5 Presence within virtual environments as a function of visual display parameters Hendrix, C.;Barfield, W.
  11. Human Factors in Organizational Design and Management Ⅲ Accommodation response to binocular stereoscopic TV images Hiruma, N.;K. Noro(ed.);O. Brown(ed.)
  12. Seeing in Depth, Ⅰ.Porteous Howard, I.;Rogers, B. J.
  13. Displays v.18 Perceived depth and the feeling of presence in 3DTV IJsselsteijn, W. A.;de Ridder, H.;Hamberg, R.;Bouwhuis, D.;Freeman, J.
  14. Vision Research v.31 systematic distortions of shape from stereopsis Johnston, E. B.
  15. Vision and Attention Motion-disparity interaction and the scaling of stereoscopic disparity Landy, M. S.;Brenner, E.;Harris, L. R.(ed.);Jenkin, M. R. M.(ed.)
  16. Foundations of the stereoscopic cinema_A study in depth Lipton, L.
  17. Binocular Vision and Ocular Motility(6th ed.) Noorden G. K. von.
  18. Japanese ergonomica v.29 Industrial application of virtual reality and possible health problems Noro, K.
  19. Researches in binocular vision Ogle, K. N.
  20. Proc. IEEE. v.84 Behind the scenes of virtual reality: Vision and motion Ohzu, H.;Habara, K.
  21. Vision Research v.26 Stereo hysteresis revisited Piantanida, T. P.
  22. Psychological Review v.66 The relational determination of perceived size Rock, I.;Ebenholtz, S.
  23. Opthalmic and Physiological Optics v.15 no.5 Effect of age on the interaction between the AC/A and CA/C ratios Rosenfield, M.;Ciuffreda, K. J.;Chen, H.
  24. Human Factors v.39 The effects fo spatial frequency on binocular fusion: from elementary to complex images Roumes, C.;Planter, J.;Menu J. P.;Thorpe, S.
  25. Vision Research v.26 Dynamic interactions between accommodation and convergence are velocity sensitive Schor, C. M.;Kotulak, J. C.
  26. Vision Research v.24 Binocular sencory fusion is limited by spatial resolution Schor, C. M.;Wood, I. C.;Ogawa, J.
  27. Vergence eye movements: Basic and clinical aspects The near response theories of control Semmlow J. L.;Hung G. K.;Schor, C(ed.);Ciuffreda, K(ed.)
  28. Presence:Teleoperators and Virtual Environments v.5 no.2 Further Musings on the Psychopysics of Presence Sheridan, T. B.
  29. Stereoscopy Valyrus, N. A.
  30. IEEE transactions on systems, Man and cybernetics - Part A: systems and humans v.28 no.1 Dynamic Adjustment of stereo display parameters Ware, C.;Gobrecht, C.;Paton, M. A.
  31. Virtual Environments and Advanced Interface Design Cognitive Issues for Virtual Reality Wickens, C. D.;M. P. Baker;W. Barfield(ed.);T. Furness(ed.)