Glasses-free Interactive 3D Display: The Effects of Viewing Distance, Orientation and Manual Interaction on Visual Fatigue

In this study, we investigated visual fatigue in i3D system and basic factors that contribute to visual fatigue in the system. i3D is a type of glasses-free display which supports elementary manual interaction of users with the display. In Experiment 1, we performed open-ended survey of visual fatigue and collected responses from observers which then were used as survey questions for visual fatigue. The questions were validated by factor analysis from which we derived fatigue measurement scale. In Experiment 2, we measured visual fatigue in various conditions using survey questions obtained from Experiment 1. Using manual interaction (present/absent), viewing distance(1/2/4m), and viewing orientation($0/28/56^{\circ}$) as three factors in within-subject design, we measured visual fatigue in each condition. The results indicated that visual fatigue deceases with farther viewing distance, but viewing orientation and manual interaction does not influence visual fatigue. Although fatigue unexpectedly decreased in an extreme viewing condition (e.g., distance 1m, orientation $56^{\circ}$), the results were obtained because of technical limitation of glasses-free 3D display. General discussion provides discussion on limits of the current study and suggestions for future research.

무안경식 Interactive 3D Display: 시청거리, 시청방위, 협응동작이 시각피로에 미치는 영향

본 연구에서는 interactive 3D(i3d) 시스템을 사용하는 시청 환경에서의 시각 피로를 측정하고, 시각 피로에 영향을 주는 중요한 변인이 무엇인지를 연구하였다. i3D는 무안경식 디스플레이로 사용자가 화면에 제시되는 자극에 대해 손을 사용한 간단한 상호작용을 지원한다. 실험 1에서는 i3D 환경에서 시각피로를 측정할 수 있는 설문문항을 개발하기 위해, 개방형 설문을 실시한 후 사용자의 응답을 다시 설문문항으로 사용하여 요인분석을 통해 문항의 타당성을 검증하였다. 실험 2에서는 실험 1에서 도출한 피로측정 설문지를 사용하여 다양한 시청환경에서 피로를 측정하였다. 협응동작(유/무), 시청거리(1/2/4m), 시청방위($0/28/56^{\circ}$)의 세 변인을 사용하여 피험자내 요인설계를 통해 각 조건에서의 시각피로를 측정하였다. 그 결과, 시청거리가 멀어질수록 시각피로가 줄어드는 결과를 획득하였으며, 시청방위와 협응동작은 시각피로에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 실험조건 중 극단적인 시청환경 (예를 들어, 시청거리 1m, 시청방위 $56^{\circ}$)인 조건에서는 피로감이 줄어드는 결과를 획득하였으나 이는 무안경식 디스플레이의 한계로 인해 입체감이 사라져 참가자들이 이중상을 경험한 결과인 것으로 해석하였다. 본 연구의 제한점과 후속 연구에 대한 제안을 종합논의에 제시하였다.