Evaluation of depth perception in an autostereoscopic 3D display

Abstract

Autostereoscopic displays are a recent technology which allows the visualization of 3D content without additional equipment. Using such a display, the just noticeable difference (JND) in depth perception between two stimuli was assessed. Eleven participants were asked whether a comparison square was in front or behind an anchor square at the screen level. The effects of anchor location, orientation of the stimuli, and chromostereopsis – the effect of color on depth perception – were studied. For each participant, the JND, the point of subjective equality (PSE), and visual fatigue were measured. Results showed that a disparity of 2.21 and 5.92 pixels was necessary for depth perception with 75% and 95% reliability, respectively, and the PSE was close to 0 pixels. Furthermore, there were no significant differences on the PSE or JND between blue and red anchors. Significant differences were found (a) on the JND between red and yellow anchors, (b) on the PSE between the horizontally- and vertically-aligned squares, and (c) on visual fatigue before and after using the display. Concerning design guidelines for eventual application, a disparity of 4 or 6 pixels is recommended to transmit a depth difference between two items in this display.

Os displays autoestereoscópicos são uma tecnologia recente que permite visualizar conteúdo 3D sem equipamento adicional. Usando um destes displays, avaliou-se a diferença mínima percetível (JND) entre dois estímulos. Onze participantes foram questionados se um quadrado de comparação estava à frente ou atrás de um quadrado âncora ao nível do ecrã. Os efeitos da localização da âncora, orientação dos estímulos, e cromoestereoscopia – o efeito da cor na perceção de profundidade – foram estudados. Para cada participante, mediu-se o JND, o ponto de igualdade subjetiva (PSE), e a fadiga visual. Os resultados demonstram que uma disparidade de 2.21 e 5.92 pixéis foi necessária para perceções de profundidade com 75% e 95% de precisão, respetivamente, e que o PSE estava próximo de 0 pixéis. Adicionalmente, não foram encontradas diferenças significativas nem no PSE nem na JND entre a âncora azul e a vermelha. Diferenças significativas foram encontradas (a) na JND entre uma âncora vermelha e amarela, (b) no PSE entre quadrados alinhados horizontal e verticalmente, e (c) na fadiga visual antes e depois de utilizar o display. Quanto a recomendações de desenho para eventuais aplicações, recomenda-se uma disparidade de 4 ou 6 pixéis para transmitir uma diferença de profundidade entre dois itens neste display.