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Reduktion von Ermüdungserscheinungen bei Stereo-3D

Alle Stereo-3D-Displays zeigen einen Effekt, der als Akkomodation-Konvergenz-Diskrepanz (AKD) bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um einen Konflikt zwischen zwei grundlegenden Mechanismen der menschlichen visuellen Wahrnehmung: Der Anpassung der Brennweite (Akkomodation) und der Auslenkung der Augen (Konvergenz). Der Konflikt liegt darin begründet, dass die Augen eines Stereo-3D-Betrachters auf die Displayebene fokussiert sein müssen, während sie gleichzeitig auf einen stereoskopischen 3D-Stimulus vor oder hinter der Displayebene konvergieren, siehe Abbildung unten. Der Konflikt ist unnatürlich, aber bis zu einem gewissen Grad vom visuellen System tolerierbar. Starke Ausprägungen der AKD werden allerdings in vielen Quellen als einer der Hauptgründe für die Erschöpfung des visuellen Systems genannt.

Um dies zu vermeiden wird am Institut ein neuartiges Verfahren entwickelt und untersucht. Die Idee ist, den vom Benutzer betrachteten Punkt auf dem Display mit einem videobasierten Trackingsystem zu schätzen und durch eine Verschiebung der Stereo-Ansichten sicherzustellen, dass dieser Punkt immer in der Display-Ebene liegt, wo der der beschriebene Konflikt nicht vorhanden ist. Diese Verschiebung ist bei langsamen Geschwindigkeiten nicht wahrnehmbar. Das Ausmaß der Verschiebung wird dabei durch à priori Disparitätskarten oder eine echtzeit Disparitätsschätzung bestimmt. Die bei der Verschiebung entstehende Tiefenverzerrung kann ferner durch eine Ansichteninterpolation kompensiert werden. Neben der "Konvergenzebenenverschiebung" ist eine Darstellung mit kongruenten Tiefenhinweisen ein weiterer Ansatzpunkt zur Steigerung der visuellen Verträglichkeit. Aufgrund des ohnehin verwendeten Eye-Trackings, soll das System im Laufe des Projekts um eine Blickpunkt-adaptive Schärfentiefereduktion und Betrachterbewegungsparallaxe ergänzt werden.

Den Auswirkungen dieses Verfahrens auf die menschliche visuelle Wahrnehmung wird große Aufmerksamkeit geschenkt. So werden subjektive Testreihen durchgeführt, aus denen insbesondere neue Erkenntnisse über die menschliche Tiefenwahrnehmung erhofft und Empfehlungen für die Stereo-3D-Produktion erarbeitet werden.

AKD und Algorithmusprinzip



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Kontakt

M.Sc. Christian Brauers