虛擬實境呈現方式對人員績效與視覺疲勞之影響

The effect of different devices in presenting VR to the assessment of human performance and visual fatigue

林志炫(Chih-Hsuan Lin)

指導教授 ： 趙金榮

中原大學/電機資訊學院/工業與系統工程研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6840/cycu201400802

摘要

本研究將分別以2D與3D的顯示方式呈現虛擬實境(virtual reality)，探討受測者在不同顯示介面下的人員績效(human performance)與視覺疲勞(visual fatigue)。受測者將隨機指派為三組，分別操作一般型顯示器(2D)、色差式眼鏡(anaglyph glasses)、快門式眼鏡(shutter glasses)之立體顯示器(3D)，學習兩套難易度不同的裝配設備，並於學習結束後進行實體操作測驗，記錄操作過程中拆卸、組裝的裝配錯誤次數與裝配時間，評估使用不同顯示技術學習是否對人員績效產生影響。每套設備學習時間為30分鐘，且學習完成後立即蒐集視覺疲勞數據，記錄受測者的主觀問卷、閃光融合閾值(critical fusion frequency)與視覺調節近點(near point accommodation)，探討不同顯示技術下是否會產生不同的視覺疲勞變化。
根據研究結果顯示，人員績效方面的裝配錯誤次數、裝配時間在不同顯示方式下雖未達顯著差異，但有以下趨勢：3D色差式最佳，錯誤次數少、花費時間短，而其他兩種顯示方式，在簡單的設備中2D比3D快門式來得好，但在複雜的設備中，3D快門式比2D優秀。表示立體顯示確實可以幫助受測者學習，加強空間觀念，但是在複雜度低的情況下較不明顯。視覺疲勞方面，僅閃光融合閾值在不同介面下達到顯著差異，問卷與調節近點雖然未達顯著但也有不同的變化趨勢，表示不同的顯示器確實會產生不同程度的視覺疲勞。主觀問卷結果顯示3D快門式最為疲勞，但在客觀的閃光融合閾值、調節近點皆呈現3D快門式最不疲勞，表示主觀與客觀的觀點略有不同，可能受到其他因素影響，例如環境濕度、眨眼頻率…等；另外，在客觀視覺疲勞數據中3D色差式最易疲勞，尤其是使用時間30分鐘內眼睛會快速累積疲勞而後趨緩，說明3D色差式即使短時間使用仍需注意眼睛的休息。

關鍵字

三維顯示 ； 虛擬實境 ； 立體顯示 ； 視覺疲勞 ； 人員績效

並列摘要

This research uses different virtual reality displays to test the effect it has on human performance and visual fatigue. All participants were randomly allocated to three groups: 2D, anaglyph glasses and shutter glasses 3D. Each participant was asked to learn two equipments that vary in difficulties. All participants were asked to fill out questionnaire and tested the critical fusion frequency, near point accommodation every 30 minutes. The participants were asked to operate the equipments, the number of errors and time required was recorded. The critical fusion frequency had significantly different in the displays. Demonstrates the displays result in different levels of visual fatigue. The anaglyph glasses were particularly rapid in visual fatigue. It is important to allow the eyes to rest even in a short time.

並列關鍵字

stereoscopic display ； 3D display ； virtual reality ； visual fatigue ； human performance

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