PROBLEMATIKA 3D PROJEKCE

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA LÉKAŘSKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE Optika a optometrie Autorka práce: Bc. Tereza Obrusníková Vedoucí práce: MUDr. Miroslav Dostálek, Ph. D. BRNO, duben 2015

2 Název diplomové práce: Jméno a příjmení autorky: Bc. Tereza Obrusníková Vedoucí diplomové práce: MUDr. Miroslav Dostálek, Ph. D. Rok obhajoby diplomové práce: 2015 ANOTACE: Diplomová práce studuje problematiku stereoskopického promítání vztaženou k binokulárnímu vnímání člověka. Zabývá se současnými nedostatky technologie a možnými negativními dopady na zdraví lidského organizmu. Popisuje vývoj, techniky, požadavky a normy 3D technologie a zároveň udává požadavky kladené na jednoduché binokulární vidění zrakového systému. Ve výzkumné části práce poukazuje na výskyt negativních příznaků zachycených diváky při 3D projekci v kinech a hodnotí míru pohodlí respondentů vztažené k různým faktorům. ANOTATION: The thesis studies issue of stereoscopic projection related to human s binocular perception. It deals with current lacks of technology and possible negative impact on health of a human organism. It describes developement, techniques, requirements and norms of 3D technologies and also denotes requirements set on a simple binocular sight of visual system. The research part of the thesis points out to occurence of negative symptoms noticed by viewers of 3D projection in cinemas and evaluates comfort scale of respondents. Klíčová slova: Binokulární vidění, stereoskopická paralaxa, horopter, metody stereoskopie, zraková únava Keywords: Binocular vision, sterescopic parallax, horopter, methods of stereoskopy, visual fatigue

3 Čestné prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně a použitou literaturu jsem uvedla v seznamu literatury na konečných stranách diplomové práce. Dále souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Lékařské fakulty Masarykovy univerzity v Brně a byla tak použita ke studijním účelům. Taktéž souhlasím, aby byla citována dle platných norem. V Brně, dne 15. dubna Bc. Tereza Obrusníková

4 Poděkování Srdečně bych chtěla poděkovat MUDr. Miroslavu Dostálkovi, Ph. D., vedoucímu diplomové práce, za cenné rady, připomínky, ochotu a vedení při psaní práce. Děkuji také své rodině a přátelům, kteří mne v této činnosti vytrvale podporovali a především mé díky patří všem zúčastněným ve výzkumu, díky kterým mohla být práce realizována.

5 OBSAH 1 ÚVOD BINOKULÁRNÍ VIDĚNÍ Podmínky pro vznik jednoduchého binokulárního vidění Stupně binokulárního vidění STEREOSKOPICKÉ VIDĚNÍ Vlivy působící na stereoskopické vidění Fyziologické vlivy Psychologické vlivy Geometrická podstata stereoskopického vidění a vymezení pojmů Stereoskopická paralaxa Mez stereoskopického vidění Poloměr prostorového vidění Stereovalence Panumův prostor a Panumovy areály D TECHNOLOGIE Historie 3D techniky D techniky zobrazování - stereogramy Stereo-fotoaparáty, stereo-kotoučky, stereoskopy Anaglyfy Technika tzv. zašilhání očí - autostereogramy INFITEC technologie HMD technologie a mikrodispleje Autostereoskopické monitory Autostereoskopické monitory (Eye-tracking) Autostereoskopické monitory (Multi-view) Polarizační brýle Vektograf Aktivní stereoskopická projekce Pasivní stereoskopická projekce D polarizační modulátor Technologie 3D moderní televize Technologie 3D kina Hlavní parametry ovlivňující kvalitu 3D filmů v biografii Využití 3D technologie

6 4.7 3D technologie a působení na lidský zrak Vergenčně-akomodační konflikt Fotosenzitivní záchvaty (PSS) Zraková únava a další projevy jako následek sledování 3D projekce Pokyny a směrnice pro bezpečné sledování 3D projekce FUNKČNÍ ZRAKOVÉ VADY OVLIVŇUJÍCÍ KVALITU 3D PROMÍTÁNÍ Vyšší refrakční vady Anizometropie a anizeikonie Amblyopie Astigmatismus Strabismus Stáří Alkohol VYŠETŘOVACÍ METODY STEREOPSE Polarizační testy pro průkaz stereopse MKH testy Trojúhelníkový stereotest Pola-stereometr Stereovalenční test Pětiřadý diferencovaný stereotest Titmusův test Randotův test METODIKA SHROMAŽĎOVÁNÍ DAT CÍL VÝZKUMU Obsah výzkumu Typy a zdroje dat Metoda analýzy dat Výběrový soubor respondentů Pilotáž REALIZAČNÍ FÁZE Sběr a zpracování údajů PRACOVNÍ HYPOTÉZY ANALÝZA VYUŽITÍ 3D PROJEKCE Spokojenost diváků při sledování 3D projekce

7 11 VÝSLEDKY DISKUZE Reprodukovatelnost výsledků Zhodnocení hypotéz ROZBOR DOPOSUD PUBLIKOVANÝCH STUDIÍ NÁVRH NA ŘEŠENÍ JISTÝCH NEDOSTATKŮ 3D PROJEKCE ZÁVĚR SEZNAM PRAMENŮ A LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK A GRAFŮ SEZNAM ZKRATEK A ZNAČEK SEZNAM PŘÍLOH

8 1 ÚVOD Téma Problematika 3D projekce jsem si vybrala z mnoha důvodů. Především je to zajímavé spojení dvou složek lidský zrak a moderní 3D technologie. Přesto, že 3D technologie zaznamenala technický pokrok ve srovnání s původním 3D zobrazováním, stále se ještě potýkáme s jejími nedostatky a to zejména z hlediska nároků kladených na binokulární vidění člověka. 3D technologie totiž počítá s dostatečným binokulárním viděním zrakového systému. Dalším podnětem pro výběr tématu byla rozšiřující se nabídka 3D kinematografie a s tím zvýšení výskytu vizuálního nepohodlí diváků. Stereoskopické vidění je schopnost vnímat objekty v reálném prostoru hloubkově neboli stereoskopicky. Při pozorování hraje podstatnou úlohu lidský mozek, který plní úlohu ve sjednocování a vyhodnocování viděných obrazů v rámci neporušeného binokulárního vidění. Vývoj JBV probíhá od narození dítěte a upevňuje se do šestého roku. Pro lepší pochopení hloubky a vzdálenosti předmětů v prostoru jsou pro dítě důležité nejen zrakové schopnosti, ale také motorické dovednosti, chůze, ohmatávání předmětů a tzv. reflex okoruka, který dítěti umožňuje uvědomění si vzdálenosti, orientace a tvaru objektů. Celá řada očních patologií a problémů spojených s jednoduchým binokulárním viděním na úrovni senzorické a motorické vyvolávají obtíže, které mohou schopnost hloubkového vidění úplně vyloučit. Obtíže mohou nastat i při větší únavě zrakového systému. V dnešní moderní společnosti jsou na náš zrak kladeny stále větší požadavky. Nejen dlouhá práce s počítači, tablety a iphony zrak zatěžuje, ale také moderní technologie 3D televizorů a 3D kin vyžaduje jeho dokonalou funkci a soustředěnost. Velkou úlohu zde hraje právě kvalitní jednoduché binokulární vidění. Každá odchylka od optimální funkce může mít za následek špatnou nebo chybějící prostorovou projekci. Tyto a další aspekty vybízejí k úvaze a přezkoumání tématu stereoskopické 3D projekce filmů a jejího úzkého spojení s jednoduchým binokulárním viděním

9 Úkolem diplomové práce je objasnit technologii 3D, popsat jednotlivé metody, principy, ujasnit požadavky a normy pro vznik 3D filmu. Práce se skládá z několika kapitol a podkapitol. První kapitola se zabývá popisem, vývojem a složkami jednoduchého binokulárního vidění, dále následují anatomické a funkční odchylky zrakového orgánu, které mají vliv na narušení funkce JBV a tím limitují stereoskopické vnímání. Dále jsou popsány technické náležitosti 3D, objasněny principy technologie, možnosti využití a popsány její možné negativní dopady na zdraví. V závěru teoretické části jsou uvedeny příklady využití stereoskopie v praxi. Praktická část se zabývá zkoumáním negativních vlivů působících na člověka při sledování filmů v 3D kinech a snaží se odhalit nejčastěji vyvolané negativní subjektivní příznaky, které diváky při projekci doprovází

10 I. TEORETICKÁ ČÁST - 9 -

11 2 BINOKULÁRNÍ VIDĚNÍ Binokulární vidění je proces spojení dvou fyzických obrazů na sítnicích do jednoho subjektivního vjemu. Podkladem je souhra senzorické a motorické složky očí, které jsou schopny vidět pozorovaný předmět jednoduše. Pravým okem vidíme reálný prostor z odlišného úhlu oproti oku levému. Tento předpoklad hraje roli ve stereoskopickém vidění člověka. Nutná je dobrá souhra pravého a levého oka a zpracování vjemu mozkem. Mezi vrozené oční reflexy patří vestibulo-okulární reflex, optokinetický reflex a reakce zornic na světelné podněty. Binokulární vidění nepatří k vrozeným schopnostem zrakového systému. Jeho vývoj začíná od narození a souvisí s vyzráváním sítnice, žluté skvrny a zrakové dráhy. Rozvoj probíhá ve složkách optické, motorické a senzorické. 1 Novorozené dítě je zprvu schopno rozeznat světlo od tmy. Do dvou měsíců po narození se vyvíjí monokulární fixační reflex a následně se dítě začíná dívat oběma očima. O měsíc později se upevňuje centrální fixace, která pomalu nahrazuje současnou periferní. Dítě začíná rovněž konvergovat a divergovat. Ve 4. měsíci následuje vývoj ciliárního svalu a s tím spojená akomodace oční čočky. V půl roce věku dítěte se projevuje schopnost obou očí spojit viděný předmět v jeden vjem fúze. U ročního dítěte se prostorové vidění postupně upevňuje, k čemuž přispívá nejen začátek dokonalé spolupráce obou očí a fúze, ale i první kroky a hmatové zkoumání okolí. Okolo 4. a 6. roku dítěte je vývoj JBV prakticky dokončen. Jednotlivé fáze vyzrávání JBV jsou individuální a mnohdy může dojít k upevnění zrakových funkcí až v 10 letech. [6, 29, 52] 2.1 Podmínky pro vznik jednoduchého binokulárního vidění Podmínek pro dokonalé binokulární vidění je několik. V prvé řadě musí správně fungovat obě oči. Nesmí být žádná vada, která by vidění jednoho, či obou očí omezovala, dále musí být plná funkčnost nervového systému v oblasti zrakové dráhy a fyziologická funkčnost zrakových korových center v mozku. Dalšími předpoklady pro stereopsi jsou centrální fixace, 1 Motorická složka má funkci správného natočení bulbů při pozorování předmětů. Optická složka soustředí chod paprsků tak, aby na sítnici vznikal ostrý obraz předmětů. Senzorická složka odvádí podráždění ze sítnic obou očí do korových center v mozku, kde dochází k uvědomění vjemu

12 normální zraková ostrost, pohyblivost očí ve všech směrech s neporušenou motorickou složkou, normální retinální korespondence a mozková interpretace viděného obrazu. (viz tabulka č. 1) PODMÍNKY PRO SLOŽKU SENZORICKOU PODMÍNKY PRO SLOŽKU MOTORICKOU při pohledu do dálky paralelní postavení normální nebo téměř normální vidění obou očí očí nesmí být velký rozdíl ve velikosti obrazů vnímaných oběma očima (anizeikonie) centrální fixace obou očí normální retinální korespondence schopnost fúze normální funkce zrakových drah a center volná pohyblivost očí ve všech směrech normální funkce motorických drah a mozkových center dokonalá souhra akomodace a konvergence Tabulka č. 1 Komplexní souhrn požadavků pro JBV [20] 2.2 Stupně binokulárního vidění Binokulární vidění je složitý komplex procesů ve zrakovém systému a v mozku. Tento komplex se dá rozdělit na 3 složky. [22] 1) Simultánní vidění vnímání dvou neidentických objektů každým okem zvlášť v jednom subjektivním pohledovém směru 2) Fúze schopnost spojení shodných obrazů očí v jeden vjem 3) Stereoskopické vidění schopnost vytvořit hloubkový vjem, při kterém vzniká trojrozměrný obraz Dále rozeznáváme centrální a motorickou fúzi. Podněty, promítané do oblasti makuly jsou podnětem pro centrální fúzi a stereopsi. Centrální fúze zajišťuje spojení dvou monokulárních vjemů bez nutného pohybu očí. Podněty z periferních částí Panumova prostoru, které jsou

13 promítané na sítnici mimo oblast makuly, jsou podnětem pro motorickou fúzi a stereopsi. Při motorické fúzi jsou využívány fúzní rezervy zrakového aparátu. Centrální fúze je vždy provázena fúzí motorickou, motorická fúze však nemusí mít fúzi centrální. [22] Další dělení fúze je z hlediska samotných fúzních podnětů a jejich projekce do oblasti sítnic. Opět rozlišujeme 3 složky. První je paramakulární fúze, ve které je oko schopno spojit obrazy dopadající mimo oblast makuly. Druhou složkou je makulární fúze, kde jednoduchý vjem vzniká z obrazů dopadajících do oblastí makul a poslední složkou je foveolární fúze, která spojuje téměř identické obrazy v místech nejostřejšího vidění foveol. [22, 52]

14 3 STEREOSKOPICKÉ VIDĚNÍ Zrak představuje jeden z nejdokonalejších smyslů. Díky němu jsme schopni vnímat až 80 % informací přijímaných z okolního světa. Všímáme si šíře, výšky i vzdálenosti předmětů, hovoříme tedy o stereoskopickém 3D vidění. Sluneční paprsky vytváří rovinné obrazy na sítnici obou očí, úkolem lidského mozku je obrazy správně vyhodnotit a spojit tak, aby vznikl reálný obraz, který zachycuje skutečnou podobu světa. Zobrazení hloubky je možné díky různorodosti obrazů zachycených očima, kde každé oko vidí předměty pod odlišným úhlem. Schopnost vidět stereoskopicky však záleží na dalších faktorech, které mohou být zachyceny též monokulárně. [44] Stereopsí se rozumí prostorové vnímání hloubky předmětů díky jejich disparátní projekci. Ta je umožněna rozdílnou horizontální polohou očí v rozsahu tzv. binokulární disparity 2, dané velikostí Panumova areálu. Každý jedinec vnímá své okolí individuálně v závislosti na očním rozestupu (PD = pupilární distance). Tato vzdálenost se pohybuje v rozmezí od 56 cm do 72 cm 3. Vidíme tedy dva obrazy vzájemně od sebe posunuté v horizontálním směru. Mozek obrazy vyhodnotí jako jeden v trojrozměrné podobě, včetně informace o vzdálenosti předmětu. Platí, že čím větší bude rozestup očí, tím větší bude divák nabývat dojmu hloubky předmětů. Disparátní zobrazení je evokováno i rozdílným umístěním předmětů v prostoru, kdy je jeden objekt lokalizován na horopteru a druhý je v rámci Panumova prostoru. Stereopsi ovlivňuje rovněž doba, po kterou jsou obrázky oku vystaveny. S delším časovým úsekem prezentace obrazů je oko schopno vnímat i detailnější stereoskopické vjemy. Při krátkém promítání obrazů ke kvalitnímu vjemu přispívá pohyb ve stereoskopické projekci, čehož je využíváno v 3D kinematografii. [52] 2 Binokulární disparita je u člověka základem prostorového vidění, perspektivy a orientace v prostoru. Projevuje se různě v závislosti na vzdálenosti, geometrii očí a způsobu zpracování obrazů v nervovém systému. 3 Pupilární distance je u mužů díky variabilitě obličeje průměrně větší než u žen

15 Stereopse se dělí do tří složek: lokální, globální a přilehlá k Panumově prostoru. a) Lokální stereopse pro vznik hloubkového vjemu je využito monokulárních identifikovatelných obrysů. Kontury jsou cíleně vyznačeny na stereoskopických objektech a mírně posunuty pro pravé a levé oko. b) Globální stereopse v tomto zobrazení se používá stejných objektů pro obě oči, avšak s rozdílnou hloubkou v obvodu předmětu. Nevyskytují se zde žádné monokulární podněty, jako změna barvy, jasu nebo překrytí objektů. Oči tak mohou vyhodnotit obraz jako stereoskopický pouze za přítomnosti fúze. c) Stereopse přiléhající k Panumově prostoru obrazy nacházející se na okrajích Panumova prostoru a mírně od nich mohou být vnímány hloubkově i bez přítomnosti diplopie. Platí, že se zvětšením vzdáleností od okraje Panumova prostoru a zvyšující se disparitou, přesnost stereoskopického vjemu klesá a diplopie se již projevuje. Tento předpoklad je nutno zohlednit při tvorbě 3D filmů. [20] 3.1 Vlivy působící na stereoskopické vidění Percepce je proces vnímání, při kterém se organizují, sumují a interpretují senzorické informace a jejich konečným výsledkem je vznik vjemu. V komplexním shrnutí je snahou vnímání objektu, prostoru a pohybu. Vidění je omezeno nejen anatomickými a patologickými změnami (viz kapitola 5), ale zejména velikostí sítnic očí, které plní funkci projekčního plátna. Je nutné si uvědomit, že funkce sítnice a mozkového systému je podstatná. Například, i když je obraz na sítnici převrácený, mozek ho vyhodnotí jako vzpřímený, přesto, že je zmenšený, vzniká vjem jeho skutečné velikosti, i když je dvojrozměrný, vnímáme ho prostorově, i když je zobrazen na zakřivené ploše retiny, nevznikají tímto vlivem téměř žádné deformace obrazu a přesto, že jsou sítnicové obrazy ve skutečnosti dva, vidíme jeden. Aby oko a mozek mohly obrazy takto interpretovat, působí při stereoskopické percepci několik vlivů

16 3.1.1 Fyziologické vlivy Mezi fyziologické jevy řadíme binokulární disparitu, akomodaci, konvergenci očí a pohybovou paralaxu. Tyto složky řadíme k binokulárním vjemům. Akomodace, konvergence a zúžení zornic představují oční triádu vzájemně sladěných pohybů, nutných pro bezchybné vyhodnocení sítnicových obrazů mozkem. Akomodace umožňuje přesné zaostření objektů, konvergence stáčí oční osy tak, aby byly objekty zobrazeny do nejostřejšího místa na sítnici, mióza pak odfiltruje nežádoucí optické aberace, které by znehodnocovaly kvalitu zobrazení. [44] Binokulární disparita Při přímém monokulárním pohledu oka je rozsah zorného pole vertikálně nahoru 60, 70 směrem dolů, horizontálně nasálním směrem 65 a 95 temporálně. Je to vymezení té oblasti v prostoru, kterou je oko schopno vnímat. Pokud pozorujeme oběma očima, udáváme binokulární zorné pole. Jeho vymezení se pohybuje okolo 130 horizontálně, vertikálně nahoru 60 a 70 směrem dolů. Stereoskopické vidění je umožněno právě v oblasti střetu zorných polí obou očí. [57] Hovoří-li se o binokulární disparitě, myslí se tím rozdíl v místě na sítnici, kam dopadá sítnicový obraz dvou různých objektů. Korespondující místa na sítnicích obou očí jsou vzájemně spolupracující místa se stejnou prostorovou lokalizací. Základními korespondujícími body jsou fovey. Disparita pak v podstatě představuje posun korespondujících bodů z levého a pravého oka v horizontální rovině, v rámci očního rozestupu, a hraje velkou roli při stereoskopickém vidění. Body, na které oči konvergují, mají disparitu nulovou. Obr. 3.1 Binokulární zorné pole[63] Obr. 3.2 Binokulární disparita[64]

17 Obr. 3.3 Binokulární disparita [65] Když se zrakový aparát soustředí na bod B v prostoru, zobrazí se jeho obrazy na sítnicích jako body Bp a Bl. Při fixaci jiného bodu K se opět jeho obrazy zobrazí na sítnicích do míst Kp a Kl. Tyto body mají na sítnicích očí stejnou vzdálenost vzhledem k bodům Bp a Bl, proto je náš mozek vyhodnotí jako stejně vzdálené v předmětovém prostoru a zaujímají tak nulovou disparitu. Množina bodů ležících ve stejné vzdálenosti od sítnice se nazývá horopter (viz kapitola 4). Každý člověk vnímá tvar a velikost horopteru rozdílně v závislosti na fixačním bodu, individuálním vnímání prostoru a pupilární distanci. Na obrázku můžeme vidět další bod H, který zaujímá jiné postavení vůči horopteru a má tak vyčíslitelnou disparitu vůči bodům Bp a Bl (resp. Kp a Kl). [28, 34] Obr 3.4 Horopter [66] Vnímání hloubky na základě obrazové disparity je označováno jako stereopse, která významně přispívá k jemnému vyhodnocení hloubky předmětů nacházejících se zejména v kratších vzdálenostech. Stereopse je méně důležitá při fixaci objektů v dálce, protože hranice sítnicové disparity je závislá na úhlu, který oči svírají při pohledu na daný předmět. Při fixaci předmětu v dáli jsou oči téměř paralelní a úhel pohledu je proto nulový.[48]

18 Z tvrzení lze usoudit, že stereopse je možná pouze za možnosti fúze. Pokud je disparita sítnicových obrazů velká, mozek není schopen viděné předměty zfúzovat a nastává fyziologická diplopie. Platí pravidlo, že čím větší bude disparita obrazů, tím větší bude dojem prostorovosti. Ovšem pokud bude binokulární disparita ve větší míře, než je schopen zrakový systém unést, dochází k diplopii.[48] Fyziologická diplopie Vieth-Müllerův kruh určuje teoretický horopter (zobrazen na obr. 3.5). Experimenty bylo zjištěno, že korespondující body na sítnici nemusí být lokalizovány pouze přesně na kružnici teoretického horopteru a vznikl tak horopter empirický. Kolem něj se rozprostírá tzv. Panumův areál, ve kterém jsou oči schopny vnímat jednoduše binokulárně a prostorově díky toleranci fúzního senzorického systému. Horizontálně protáhlý eliptický tvar Panumova areálu umožňuje větší toleranci disparity obrazů. [12] Obr. 3.5 Teoretický a empirický horopter, Panumova oblast [67] Fyziologická diplopie nastává tehdy, pokud se obrazy na sítnicích očí promítají do prostoru tvořeného disparátními body. Zpravidla se jedná o prostor před a za horopterem, za oblastí Panumova prostoru (viz obr. 3.6 Panumův prostor). Obrazy vzniklé spojením disparátních bodů mají rozdílnou prostorovou orientaci a mozek vyhodnotí vjem jako diplopický. Fyziologickou diplopii se naučil mozek potlačovat, lze ji však snahou vyvolat. Předměty nacházející se před Panumovým areálem, blíže k oku, jsou v oblasti zkřížené diplopie. Zobrazený bod je temporálně od fovey a zdá se tak být v menší vzdálenosti

19 předmětu. V prostoru nezkřížené diplopie, za Panumovým prostorem, se bod znázorní nasálně od fovey a předmět se zdá být ve větší vzdálenosti. [12] Obr. 3.6 Panumův prostor[68] Akomodace a konvergence Pokud oči fixují předmět vzdálený méně než 30 centimetrů, dojde k jejich konvergenci 4. Nachází-li se předmět v 5 m a dále od pozorovatele, jsou optické osy očí téměř rovnoběžné. Přeostřováním na různě vzdálené předměty dochází ke změně optické mohutnosti čočky akomodaci 5. Při akomodačním mechanismu se mění napětí ciliárních svalů řasnatého tělíska. Do jisté míry je množství vynaloženého úsilí vodítkem pro zjišťování vzdálenosti ostřených předmětů a spolu se zjištěním míry konvergence je vodítkem k určení jejich hloubky. [17, 30] Jelikož akomodace a konvergence hrají významnou roli při sledování 3D projekce, jsou obě složky probrány v následující kapitole. 4 Slovo konvergence pochází z latinského jazyka con-vergere ohýbat 5 Význam slova akomodace je přejat z latinského jazyka accomodare - přizpůsobit

20 Akomodace Akomodace je proces zaostřování oka na blízké předměty. Podnětem pro uskutečnění je projekce neostrých obrazů na sítnici. Na akomodačním procesu se podílí řasnaté tělísko, čočka a závěsný aparát ciliárního tělíska. Vzruch jde dráhou vegetativního nervstva parasympatických vláken s neurony umístěnými v Edinger-Westphalově jádře ve středním mozku. Projevy sympatických nervových vláken se na ciliárním svalu ukáží například při únavě, kdy je zaostření do blízka téměř nemožné. Míru akomodace určuje vztah 1/a, kde a je vzdálenost blízkého předmětu od očí pozorovatele a je vyjádřena v dioptriích (D). 6 Akomodaci provází mírné záchvěvy, tzv. fluktuace. Znamená to, že při pohledu na blízký objekt se bude hodnota akomodace mírně měnit a to v rozsahu 0,25 D s frekvencí 2 Hz. Fluktuace vymizí v bezakomodovaném stavu. Reakční doba akomodace trvá přibližně 0,3 s a za 1 sekundu je oko plně adaptováno na změnu požadavku akomodace. Tento fakt je při stereoskopickém promítání filmů důležitý. Amplituda akomodace vyjadřuje rozdíl vergenčních hodnot dalekého a blízkého bodu. U emetropického oka, nebo oka se správnou korekcí, je daleký bod v nekonečnu. Z toho vyplývá, že hodnota akomodační amplitudy je dána vergencí bodu blízkého. Akomodační interval dále popisuje rozsah vzdáleností, ve kterých je oko schopno vidět předměty bez rozostření. Je to rozsah mezi dalekým bodem, kdy oko ještě vidí ostře a blízkým bodem, kdy oko rovněž ještě vidí ostře. Pro výrobu 3D filmů musí být na tuto skutečnost kladen veliký důraz. Složky akomodace Rozlišujeme několik složek akomodace tonickou, konvergenční, proximální, reflexní a volní. Každá anomálie jedné či více ze složek může mít negativní dopad na celkovou akomodaci. Tonická akomodace - je navozena klidovým postavením ciliárního svalu a představuje zhruba +0,75D 2D 7 6 Dioptrie je jednotka optické mohutnosti čočky, která je vyjádřena jako převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti v m Hodnoty tonické akomodace se snižují s nástupem presbyopie

21 Konvergenční akomodace - tato část akomodace je navozena konvergencí. Z důvodu rychlejšího reakčního stimulu napomáhá binokulárnímu vidění k udržení správné akomodace očí Proximální akomodace je navozena vědomím blízkého předmětu Reflexní akomodace - uplatňuje se díky vjemu rozmazaného obrazu na sítnici a upravuje tak celkovou zrakovou ostrost Volní akomodace akomodace zapříčiněna vůlí Všechny složky akomodace jsou využity při procesu sledování 3D filmové projekce. Konvergence Při fixaci blízkých předmětů je za pomoci okohybných svalů navozeno stočení bulbů tak, aby se optické osy protnuly v právě pozorované části předmětu. Samovolný proces se nazývá konvergence. Správná konvergence očí je u zdravého jedince doprovázena sladěnými pohyby okohybných svalů s akomodací. Díky jejich souhře můžeme pozorovat i pohybující se předměty. Konvergenční úhel svírají oči při pozorování blízkého předmětu. Pro předměty v konvenční zrakové vzdálenosti (25 cm) dosahuje přibližné hodnoty 14,6, resp. 15. Pro vzdálené předměty jsou osy očí téměř paralelní a konvergenční úhel se blíží k nule. Konvergenční úhel každého oka lze vypočíst při fixaci bodu za pomocí vztahu:, kde PD značí pupilární vzdálenost a d je vzdálenost fixovaného bodu od základny. [42] Obr. 3.7 Konvergenční úhel [69]

22 Hodnota konvergence očí je pak dána vztahem: C=. Vzdálenost d(cm) se měří od korekce pacienta, je tedy nutno přičíst vzdálenost brýlí od středu otáčení oka, tj. 0,027 m. Skutečný vzorec pro vypočtení konvergence je: C=. Konvergenci lze vyjádřit v úhlových jednotkách, v prizmatických dioptriích 8 nebo pomocí metrového úhlu, který je definován jako převrácená hodnota konvergenční vzdálenosti, udávaná v metrech. U emetropického oka by se měl počet konvergovaných metrových úhlů rovnat počtu akomodovaných dioptrií. Znamená to, že na předmět vzdálený 2 m od oka, by měla být konvergence 0,5 m. ú. Maximální dosažená hodnota bývá okolo 12 m. ú. Z toho vyplývá úzké provázání obou složek akomodace a konvergence. [42] Složky konvergence Tonická - jedná se o proces udržení očí v klidovém stavu za předpokladu, že není registrován žádný fúzní podnět v předmětovém prostoru. Akomodační akomodační složka je spjata s celkovým akomodačním a konvergenčním mechanismem pro vznik ostrého obrazu na sítnicích. Při aplikaci - 3 D před jedno oko se druhé zakryté oko uchýlí nasálně. Poměr AC/A vyjadřuje poměr mezi akomodační konvergencí a akomodací a jeho hodnoty se liší v závislosti na refrakčním stavu oka. Proximální proximální konvergence se uplatňuje z psychologického hlediska při registraci blízkých předmětů. Hodnotu lze zjistit předložením nejsilnější plusové korekce, která ještě nevyvolá akomodaci. Na jednu dioptrickou hodnotu připadá zhruba 1,5 D prizmatické korekce. Fúzní fúzní konvergence zajišťuje stočení očí tak, aby byly schopny registrovat předmět ve foveách obou očí. Adaptační [22, 42] 8 Přepočetní vztah pro vyjádření konvergence v prizmatických dioptriích a úhlových jednotkách je C = 100 tanѳ

23 Vergenčně-akomodační synkinéza Správný akomodačně vergenční systém umožňuje vznik ostrého obrazu fixovaného blízkého předmětu na sítnici. Konvergenční a akomodační úhel jsou faktory důležitými při posuzování hloubky předmětů. Lidský mozek je schopen vnímat stupeň úsilí jak okohybných svalů, tak svalů akomodujících oční čočku. Na tomto předpokladu je vyhodnocena vzdálenost objektů. Ve vzdálenosti předmětů do 5 m je hloubka posuzována na základě akomodačních svalů, ve větších vzdálenostech pak na základě postavení svalů okohybných. Akomodační konvergence AC je konvergence vzniklá na podkladě akomodace. Při její absenci v celém mechanismu absolutní konvergence musí být nahrazena jinými složkami. Konvergenční akomodace CA je akomodace navozená konvergencí. AC/A poměr je poměr akomodační konvergence k akomodaci a v prizmatických dioptriích udává velikost konvergenčního podnětu při vynaložené akomodaci. Za normu se považují hodnoty okolo 3:1 pd/d 4:1 pd/d. CA/C poměr je poměr složky konvergenční akomodace ke konvergenci celkové a značí, jak silný akomodační podnět vzniká při dané hodnotě konvergence. Normální hodnota je 1:10, je měřena v dioptriích. Nesprávný poměr obou složek může mít za příčinu vznik dekompenzované heteroforie a ta může zhoršovat kvalitu stereopického vnímání. [39] Měření AC/A poměru V praxi se při posuzování správného poměru mezi akomodací a konvergencí využívá poměru AC/A. Ten udává, jak se změní hodnota akomodační konvergence při vynaložené akomodaci. Dosud můžeme pro jeho změření využít dvou metod. První metoda je za použití fúze, tzv. asociační. Druhá metoda probíhá za monokulárních podmínek, tzv. disociační měření AC/A. [41] Asociační metoda Jedná se o binokulární měření AC/A poměru pomocí sady prizmat a sférických čoček na podkladu fixační disparity očí. Těmto testům řadíme například Wesson card, Saladin Near Point Balance Test a Sheedyho Disparometr. Postupně jsou vyšetřovanému před vykorigované oči předkládána prizmata po 3pD BI/BO do stavu diplopie nebo suprese. Poté jsou předkládány sférické čočky s odstupňováním po +/- 0,5 až +/- 1 D pro měření fixační disparity. Následně se získané hodnoty vynesou do grafů, znázorňujících

24 vztah FD na hodnotě prizmat, resp. sférických čoček. Sloučením obou grafů dostaneme graf výsledného poměru AC/A hodnot, v optimálním provedení ve tvaru přímky: + BI BO - Disociační metoda Měření AC/A poměru touto metodou spočívá na monokulárním podkladě, kdy oddělíme vjemy obou očí Graefeho prizmatem. Existují dvě disociační metody, početní a gradientní. Početní metodou lze zjistit hodnotu AC/A poměru vzorcem s využitím hodnot pupilární distance (PD), fixační vzdálenosti do blízka (d), heteroforie do blízka (HTFn) a heteroforie do dálky (HTFF). V případě exoforie se udává záporná číselná hodnota, u esoforie číselná hodnota kladná. AC/A = PD (cm) + d (m) * (HTFn HTFf) Gradientní metoda je v klinické praxi využívána více. Měří se přímo změna konvergence při vynaložené akomodaci. Při měření se využívá hodnot heteroforie očí do blízka (HTF1) a sférických čoček o hodnotách +/- 1 a +/- 2 D ( A), které navodí změnu akomodace i heteroforie (HTF2). Početní vztah je následující: AC/A = (HTF2 HTF1)/ A Většina 3D technik nezohledňují vztah mezi akomodací a konvergencí a to má za následek nepohodlí diváka při jejich užívání. Akomodace a konvergence jsou jevy možné do jisté míry ovládat nezávisle na sobě, ovšem s velkým vynaložením zrakového úsilí. Podle toho v jaké hloubce se zobrazovaný předmět nachází, konvergují oči s proměnnou silou. Oči

25 v případě 3D promítání konvergují do prostoru na sledovaný stereoskopický obraz, ale zároveň stále ostří na projekční plátno (viz obrázek 3.8). [28, 38] Problematika akomodačně-konvergenčního nesouladu je podrobně rozepsána v kapitole Obr. 3.8 Vliv 3D na akomodaci a konvergenci [70] Psychologické vlivy Při určování vzdálenosti obrazů od pozorovatele se klíčová úloha připisuje binokulárnímu vidění. Optický aparát je však schopen rozlišovat vzdálenosti předmětů i na základě jiných podnětů, a to monokulárních. Jedná se například o registrování velikosti předmětů, vrhání stínů a na vzájemném pohybu předmětů. I jednooký člověk dokáže slabě vnímat prostorově, což je umožněno reakcí oční čočky, která dokáže odhadnout zaostřovanou vzdálenost a zmíněnými monokulárními podněty. Platí však pravidlo, že při dokonalém binokulárním vidění je vnímání hloubky o mnoho kvalitnější. Monokulární psychologické vlivy nám pomáhají rozlišit plasticitu objektu i při monokulárním pohledu, tzn. bez binokulární disparity. Poznatky vyplývají ze zkušenosti člověka. Pro 3D televizní vysílání jsou však monokulární podněty do jisté míry zanedbatelné, výrazně se uplatňují až ve vzdálenosti 10 m od pozorovatele. V kapitole je uvedeno pár příkladů z řad psychologických podnětů. [44, 48]

26 Relativní velikost Ze zkušenosti je náš mozek schopen vyhodnotit relativní velikost objektů. Například bližší předměty se nám zdají větší než vzdálenější. Když vidíme dům v dálce, víme, že jeho velikost je dána jeho relativní vzdáleností. Tak může být vysvětlena skutečnost, že vzdálenost objektů určuje velikost sítnicových obrazů Podvědomá velikost předmětů Mozek si dokáže na základě důvěrně známých informací určit velikost objektů. Jako příklad si můžeme určit auto zasněžené hromadou sněhu, které pozorovatel vidí z určité vzdálenosti. Auto se jeví malé a pozorovatel nemá další podněty pro porovnání relativní velikosti. Mozek však ví, jak veliké auto je, jen ho pozoruje ve větší vzdálenosti. [9] Lineární perspektiva Lineární perspektiva se vztahuje k pojmu relativní velikosti. Jedná se o tzv. středové promítání, jehož cílem je názorně zobrazit obraz předmětu, který je dán sdruženými pravoúhlými průměty tak, aby byl podobný obrazu předmětu, které vnímá samo oko. Zároveň představuje postupné zmenšování objektů směrem dozadu, a také určuje vztah mezi předměty, které jsou blízké a vzdálené. Díky těmto skutečnostem je možné na obrazech nebo fotografiích výrazně posílit dojem z prostorové hloubky objektů. Jako příklad si můžeme uvézt táhlé koleje v dálce. Lze předpokládat, že horizontální linie na spodní a horní straně kolejí jsou srovnatelné, včetně jejich velikostí. Mozek vyhodnotí kratší linie jako vzdálenější. [48] Světlo a stín Osvětlení předmětů hraje roli pro ujasnění si jejich polohy na základě stínu, který osvětlený objekt vrhá. Zároveň se světlejší objekty zdají být blíže než předměty tmavší. [9] Vzájemné překrytí objektů I když se předměty nachází v podobné vzdálenosti od nás, díky vzájemnému posouzení při jejich překrytí zcela s jistotou určíme, který předmět se nachází dál a který je blíže. Například vidíme-li člověka za stromem, logicky náš mozek vyhodnotí, že strom se nachází blíže k nám. Tento vjem se zdá být primitivní, ovšem s velmi dominantním charakterem. [48]

27 Pohybová paralaxa Pohybová paralaxa je optický jev, který vzniká dvěma způsoby. Za prvé, když se objekt pohybuje vůči pozorovateli a za druhé, pokud se pozorovatel pohybuje vůči objektu. Díky rychlosti pohybu pak můžeme určit relativní vzdálenost daného objektu. Pro vysvětlení si vezměme příklad dvou letadel letících v různých vzdálenostech od nás. Letadlo vzdálenější se bude pohybovat pomaleji vůči letadlu k nám bližšímu. [26, 48] Atmosférický vliv Také vliv prostředí ovlivňuje prostorové vidění. Vzduch není zcela průhledné optické prostředí, nacházejí se v něm malé částečky, jako prach, pyly, páry, které ovlivňují směr procházejících paprsků. Výsledné objekty, zejména velmi vzdálené, jsou pozorovány se zkreslením. [26] Tónování Z praxe jsme zvyklí na to, že tmavší předměty jsou v popředí, oproti světlejším vzadu. Podle sytosti předmětů lze uhodnout hloubku předmětů. Do dálky mají barvy tendenci blednout, což je způsobeno též efektem atmosféry zmíněným výše. [9] Předchozí zkušenost Pokud se mozek již dříve setkal s nějakým předmětem a znova jej zpozoruje, z předchozí zkušenosti dokáže odhadnout jeho velikost, tvar a přibližnou polohu v prostředí. [55] Vlivy vnímání směru Dalším předpokladem pro stereopsi je vnímání směru pohybujících se předmětů. Kritérium lze rozdělit do dvou kategorií. Jednou je vnímání v rámci každého oka zvlášť, tzn. monokulární, druhou je vnímání směru binokulárně, tzv. kyklopským okem. 9 Pomyslné oko zahrnuje spojené vjemy z obou očí. Každý bod na sítnici má svou směrovou hodnotu vztaženou k umístění předmětu v reálném prostoru. Směrová hodnota je v rámci monokulárního i binokulárního pozorování odlišná. 9 Kyklopské oko je pomyslné oko, které je lokalizováno uprostřed skutečného pravého a levého oka, resp. leží ve středu čela

28 Obr. 3.9 Směrová hodnota [71] 1. monokulární vnímání směru primární zraková osa je přímka spojující bod fixace, procházející uzlovým bodem 10 a dopadající na foveu. Sekundárními zrakovými osami jsou přímky jdoucí z bodů obklopujících fixovaný bod, procházející uzlovým bodem a dopadající mimo oblast fovey. Směr primární osy vzhledem k fovee daného oka je nazýván jako okulocentrická fixace, která je vyjádřena ve stupních. Body orientované na primární ose mají nulovou okulocentrickou fixaci. V tomto uspořádání má každý bod sítnice danou směrovou hodnotu vzhledem k relativnímu směru v okulocentrické lokalizaci. Obr Monokulární vnímání směru [72] 2. Binokulární vnímání směru člověk vnímá binokulárně předmětový prostor kyklopským okem, které leží přibližně ve střední horizontální linii čela. Přímka spojující viděné předměty oběma očima s pomyslným kyklopským okem udává egocentrickou lokalizaci. Je vztažena k orientaci obou očí a je kombinací jejich zrakových os. Vhodným seskupením okulocentrických směrových hodnot, natočením hlavy a trupu, lze získat kvalitní informace o směru viděných předmětů. [20] 10 Uzlový bod je bod na optické ose, jehož příčné zvětšení obrazů je rovno jedné

29 Na obrázku je vykreslena tabulka závislosti vzdálenosti viděných objektů na jejich hloubce vztažené k jednotlivým psychologickým vlivům stereoskopické projekce. [44] Obr Prahové hodnoty v závislosti na vzdálenosti pozorovatele od předmětů při vnímání jejich prostorovosti [73] 3.2 Geometrická podstata stereoskopického vidění a vymezení pojmů Při průchodu paprsků optickými prostředími oka se na sítnici tvoří obraz zmenšený, skutečný a převrácený. Dostačující podmínkou pro vznik prostorovosti je, aby lokalizace obrazů na sítnicích pravého a levého oka byla mírně odlišná, disparátní. Podmínku splňují oči dokonale díky jejich horizontálnímu posunu. Obraz pravého oka je tak mírně rozdílný od obrazu, který vidí levé oko. Tento předpoklad v sobě nese další tři dílčí podmínky: Správná anatomická a fyziologická funkce očí (adaptace, akomodace a další) Různá vzdálenost viděných bodů vzhledem k pozorovateli Vzdálenost viděných bodů nesmí být větší než tzv. poloměr stereoskopického pole, aby byl vyvolán dojem prostorovosti V následující kapitole bude popsána podstata stereoskopického vidění s ohledem na geometrické parametry očí. Popíšeme si pojmy jako stereoskopická paralaxa, poloměr

30 stereoskopického vidění, horopter, mez stereoskopického vidění a vymezíme rozsah, ve kterém je zrakový systém schopen vnímat hloubky předmětů Stereoskopická paralaxa Úhel, který oči svírají při pohledu na objekt v předmětovém prostoru, se nazývá stereoskopická paralaxa. Představuje rozdíl úhlů α a β, což jsou úhly, pod kterými každé oko vnímá dva vzdálené předměty. Pro výpočet stereoskopické paralaxy se používá vzorec: η = α β Obr Stereoskopická paralaxa [74] Podle obrázku můžeme stereoskopickou paralaxu vypočíst také z polohy dvou bodů Δa a vzdálenosti pozorovatele a., kde PD je pupilární distance. Kvalita stereoskopického vjemu je závislá na hodnotě stereoskopické paralaxy. Když jsou objekty příliš blízko od pozorovatele a leží na horopteru, nebo daleko od něj a tak, že zorný úhel je o mnoho menší než stereoskopický práh, dojem hloubky zaniká. Prahová hodnota vzdálenosti, ve které nedochází ke stereopsi, je poloměr stereoskopického vidění

31 tg ηp= PD/a, kde ηp je práh stereoskopického vidění. Hloubkový vjem je tím větší, čím je menší úhel stereoskopické paralaxy. [20, 42] Stereoskopická paralaxa odpovídá příčné disparitě obrazů na sítnicích. Minimální úhel paralaxy nutný pro hloubkové zobrazení se pohybuje v rozmezí 10 až 30. Je-li menší než 2, což u vzdálenosti PD = 65mm odpovídá vzdálenosti l = 40m, přestává hloubkové vidění existovat. Naproti tomu největší možný úhel, který ještě nevyvolá diplopii a umožní prostorové vidění je přibližně 70. [3] Při hodnotě stereoskopické paralaxy odpovídající 60 není zjevné potlačení binokulárních funkcí a je zachována zraková ostrost. Prahová hodnota se mění s věkem a má klesající tendenci. [20] Při absolutní hodnotě rozdílu stereoskopických paralax větším nebo rovném než je vymezená mez stereoskopického vidění, jsou dva předměty vnímány v různé vzdálenosti. [3] Vjem prostorovosti je závislý na vzdálenosti sledovaných objektů, kde se při velké vzdálenosti paralaxa blíží k nule a dojem plasticity zaniká (viz obr. 3.12). Obr Stereoskopická paralaxa a její mez [75] Pokud se předměty nacházejí ve větší vzdálenosti od bodu P0, zdají se být všechny v nekonečnu. Poloměr stereoskopického vidění znázorňuje bod d0 a vypočte se následovně: d0=

32 Poloměr stereoskopického vidění je ovlivněn vzdáleností očí a mezí stereoskopického vidění. [42] Mez stereoskopického vidění Jestliže nastane situace, ve které vidíme dva předměty za sebou a navzájem od sebe vzdálené, dokážeme vyhodnotit, který předmět je k nám blíže. Je nutno splnit jednu podmínku, a to, aby byl rozdíl stereoskopických paralax roven nebo větší než je mez stereoskopického vidění. 11 Pro vyjádření použijeme radiány δ1- δ2 δ0, kde δ0 je mez stereoskopického vidění. 12 Lze ji vypočítat použitím vzorce: Δ a = yp*a/(pdd+-yp) yp stereoskopická paralaxa PDD. pupilární distance do dálky a vzdálenost předmětu od uzlového bodu oka Obr Mez stereoskopického viděni [76] Poloměr prostorového vidění Pojem označuje maximální vzdálenost, kterou je pozorovatel schopen vnímat prostorově, tj. pozorovatel dokáže rozeznat vzdálenosti jednotlivých předmětů nacházejících se v dané vzdálenosti od něj. Za touto mezní vzdáleností už je prostorové vidění nemožné. Poloměr stereoskopického vidění, někdy též označován jako radius stereoskopického pole 11 Mez stereoskopického vidění se pohybuje v rozmezí od 10 do Stupně stereoskopických paralax jsou velmi malé, proto lze pro výpočty použít radiány

33 (d0), je dán poměrem očního rozestupu PD a meze stereoskopického vidění δ0. Matematicky lze vzorec vyjádřit: d0 = PD/ δ0. Poloměr stereoskopického vidění může nabývat hodnot až 1,5 km 13. Zvětšení stereoskopické paralaxy je přímo-úměrné zvětšení PD 14 a nepřímo-úměrné hodnotě δ0 dané optické soustavy s úhlovým zvětšením větším než jedna. Pokud má člověk mez stereoskopického vidění rovnou 1 a pupilární distance je 64 mm, je poloměr binokulárního vidění na hodnotě 200 m. [57] Zda pozorovatel dokáže rozeznat vzdálenosti jednotlivých předmětů i za poloměrem stereoskopického vidění je dáno individuální zkušeností a porovnáváním s okolními objekty (barva, osvětlení, perspektiva, překrytí předmětů atd.) [37] Stereovalence Pro zhodnocení stereoskopického vidění je zaveden pojem valence, který se dále dělí na isovalenci a praevalenci. V případě isovalence se hovoří o stereoskopické vyváženosti ze stran vidění obou očí. Jinými slovy se zobrazí předmět fixovaný ve střední rovině opět ve středu při vyváženém pojímání zrakových vjemů. Praevalence znamená nevyváženost vjemu obou očí a dochází k stranové preferenci stereoskopicky vedoucího oka Panumův prostor a Panumovy areály O Panumových areálech mluvíme v souvislosti se světločivnými elementy sítnice. Jedná se o eliptický útvar s delší vodorovnou osou odpovídající zhruba 0,5 a kratší vertikální osou 0,25, který obklopuje každý světločivný element sítnice. Panumův areál se postupem do periferie protahuje. Panumův prostor je část v předmětovém prostoru, která skutečně odpovídá ve smyslu optického zobrazení Panumovým areálům. V rámci zobrazování zaujímá prostor do obou 13 Pro střední hodnoty b = 65 mm a δ 0= 20 vychází d 0 = 650 m. 14 Poloměr stereoskopického vidění lze zvýšit zvětšením pupilární distance na základě pomůcek, např. zrcadel, triedrů, použitím prizmat. 15 Samotné určení praevalence a anisovalence je důležitým kritériem pro objevení skrytých vad okohybných funkcí

34 stran podél křivky horopteru. 16 V této oblasti je možné stereoskopické vidění z lehce disparátních bodů obou sítnic. Stereopse se proto někdy zaměňuje s pojmem Panumovo vidění. [6] Obr Oblast Panumova areálu [77] 16 Horopter je množina bodů v předmětovém prostoru, zaujímající přibližně tvar vyklenuté křivky, které odpovídá opět množina bodů korespondujících míst na sítnici. Horizontálnímu řezu horopteru odpovídá křivka Vieth-Müllerova kruhu (VMK), která prochází uzlovými body pravého a levého oka. Body ležící na VMK nemusí splňovat podmínku korespondence bodů na sítnicích obou očí

35 4 3D TECHNOLOGIE 4.1 Historie 3D techniky V době renesance se umělec Leonardo di ser Piero da Vinci ( ) ve svých obrazech zabýval zkoumáním hloubky a zobrazováním prostoru. Na přelomu 16. a 17. stolení vznikaly první kresby, které budily dojem stereopse. Pojem stéréoscopique stereoskopický jako první zmínil belgický matematik, fyzik a architekt François d Aguillon ( ) ve svém díle Opticorum Libri Sex philosophis juxta ac mathematicis utiles. V roce 1838 se podařilo sestrojit první přístroj pro stereoskopické pozorování tzv. zrcadlový stereoskop. 17 O vynález se v té době zasloužil Sir Charles Wheatstone. Jedná se o mechanické zařízení, kterým se sledují dva stejné obrázky, posunuté o určitý úhel. Pro další ilustrace vytvořil Wheatstone sadu jednoduchých stereoskopických dvojic. Stereoskop byl později zdokonalen Sirem Davidem Brewsterem ( ) o sadu prizmatických čoček. Následně pak Brewster vytvořil stereoskop s použitím čoček sférických. Dodnes používaný ruční stereoskop je výtvorem Olivera Wendela Holmese. S uvedením stereoskopických fotoaparátů na trh se léta 1860 až 1890 označují jako zlatá éra stereofotografie. Postupně se technika stereoskopie stále vylepšovala a dalším skokem bylo uvedení anaglyfů na trh. [7] V roce 1853 německý matematik Wilhelm Rollman ( ) jako první popsal princip anaglyfu, k jehož vytvoření použil modré a červené barvy na černém pozadí, k pozorování pak brýle se skly v týchž barvách. Jednalo se ale pouze o anaglyfické kresby tvořené čarami a křivkami. První tištěné anaglyfické fotografie vytvořil až v roce 1891 francouzský fotograf Louis Arthur Ducos du Hauron ( ). [57] John Anderton, britský fyzik, si nechal v roce 1895 patentovat techniku filmového promítání s rozdílnou polarizací dvou projektorů. První promítání na tomto principu se uskutečnilo až o 20 let později. Dodnes je technika využívána v mnoha 3D kinech. Večerní promítání technikou anaglyfu bylo veřejnosti zpřístupněno v Hollywoodu roku Téhož roku vznikla myšlenka konstrukce stereoskopických televizorů. V roce 1952 byl promítnut 3D film s názvem Bwana Devil. [25, 44, 50] 17 Sir Charles Wheatstone ( ) byl britský vědec, který vysvětlil teorii stereoskopického zobrazování a pro názornou demonstraci sestrojil zrcadlový stereoskop

36 Využití anaglyfů a stereoskopických fotografií je dnes minimální, přesto se s nimi můžeme setkat. (viz kapitola 4.5) Hlavní úlohu ve stereoskopickém promítání převzala 3D kinematografie. Zájem diváků o stereoskopické promítání vzrostl od šedesátých let, kdy se stala populární síť IMAX 3D kin. Nejvýznamnější osvětou tohoto fenoménu se stal film Avatar, promítaný v roce Film se stal celosvětově nejpromítanějším. [44] 4.2 3D techniky zobrazování - stereogramy Samotné slovo stereoskopie vyjadřuje dva relativní významy, jedním je prostorové vidění, druhým pak technologie, která se snaží dojem prostorového vjemu vyvolat. Nabízí se nám spousta stereoskopických technologií. Všechny techniky stereoskopického zobrazování lze vyjádřit pod souhrnným pojmem stereogramy. Při stereoskopické projekci je využíváno fyziologických vlastností lidského zraku. Všechny metody spočívají na překrytí stejných obrazů, posunutých od sebe o určitý úhel, přičemž každému oku je nabízen právě ten obraz scény, který je mu určen. Záznamy pro pravé a levé oko musí být odděleny, aby bylo možné dosáhnout co nejdokonalejší plasticity dané scény. Základem je vždy film pořízený dvěma kamerami z různých úhlů snímání nebo pomocí zrcadel vzdálených od sebe, zhruba ve vzdálenosti pupilární distance. Jednotlivé techniky 3D jsou probrány níže. [59] Stereo-fotoaparáty, stereo-kotoučky, stereoskopy Roku 1938 byl vynalezen první stereo-kotouček. Jednalo se o kulatý disk průměru 9 cm se čtrnácti obrázky stereoskopických diapozitivů navzájem spárovaných do sedmi dvojic. Po vložení obrázků do prohlížečky bylo vytvořeno sedm různých zvětšených obrazů, které budily dojem prostorovosti. Jednoduchý, avšak svou názorností téměř dokonalý přístroj, byl patentován Williamem Gruberem. V roce 1952 byl představen první stereo-fotoaparát se speciální řezačkou. Systém svým uživatelům umožnil pořizování vlastních záběrů, které se následně vkládaly do tzv. amatérských stereo-kotoučků. Roku 1953 následovala výroba stereo-projektoru Stereo-Matic 500 s polarizovanou projekcí, kde bylo za pomocí speciálních brýlí možné na metalizovaném plátně sledovat 3D obrazy (v současnosti pracuje na identickém principu systém IMAX)

37 S dalšími roky se technika stereo-kotoučků, stereofotoaparátů a stereo-projektorů zdokonalovala. Dnes lze stereogramy uplatnit ve výuce přírodních věd, matematiky, deskriptivní geometrie a také ve výtvarné výchově. Stereoskopy jsou optická zařízení pracující na principu oddělení obrázků vlivem zrcadel, prizmatických čoček nebo čoček sférických. Oddělené obrázky mají stejnou konturu, liší se však posunutím detailů, což každému oku umožňuje jiný úhel pohledu. Nejznámějším typem je čočkový Holmesův stereoskop. Paralelního postavení očí je dosaženo sférickými čočkami o hodnotě +5D, které nahradí akomodaci oka. Zároveň mají mírnou decentraci vůči očím a v podstatě se chovají jako prizmatické čočky s bází vně, pro dosažení potřebné paralelní pozice očí. Na vodící liště jsou ukotveny stereoskopické obrázky, které by měly být posunuty tak, aby splývaly s ohniskem čoček. Tak vznikne stereoskopický vjem. Dalším typem je například zrcadlový stereoskop Wheastonův (viz obr. 4.1). Na jeho principu odrážení obrázků pomocí párů zrcadel pracují dnešní strabologické vyšetřovací přístroje, jako je troposkop, amblyoskop nebo cheiroskop. Obr Wheastonův stereoskop [78] Anaglyfy Anaglyf je zastaralá metoda pro 3D pozorování obrazů. První anaglyf byl vyroben roku 1852 Wilhelmem Rollmannem v německém Lipsku. Metoda je založena na aditivním a subtraktivním míchání barev. Ve výsledku stačí mít nasazeny jednoduché brýle, které jsou vybavené jedním červeným a jedním modrým, popřípadě zeleným sklíčkem. Pro zobrazení pomoci červenozelených, resp. červenomodrých brýlí ve formě 3D je podmínka zabarvení

38 viděných obrázků do téže barev, jako jsou zbarveny právě použité brýle. Červený filtr propouští pouze obrázky zabarvené do červena a zeleným (modrým) filtrem pozorujeme obrázky taktéž ve shodné barvě filtru. Červená místa jsou přes červený filtr v brýlích viděna světle a zelená pak tmavě a naopak. Zobrazení je však méně dokonalé než ostatní metody, což je způsobeno převážně rušivým efektem červené barvy, která je pro oči více dominantní a ostatní barvy bude překrývat. Anaglyfické zobrazení je tak postiženo výraznou ztrátou barevnosti viděných předmětů. Pokrok v technice rozvoj anaglyfů v současné době potlačil a s anaglyfy se můžeme setkat výjimečně. Existuje však řada specializovaných programů, ve kterých se dá anaglyfy vyrobit. Jedním z nich je například pokročilý program StereoPhoto Maker.[11, 51] Pro jednoduchost a nízké náklady při výrobě anaglyfů se staly velmi oblíbeným reklamním zpestřením při mnoha propagačních akcích. Osobně jsem se setkala s anaglyfy v přílohách časopisů i novin. Dalším využitím jsou webové stránky, kde si sám uživatel může zvolit, zda chce obsah okna zobrazovat ve formě 2D nebo v anaglyfickém 3D. Taktéž se s metodou můžeme setkat při hraní her na PC. Nemalou součást vyšetření binokulárního vidění doprovází metoda anaglyfu, kdy vyšetřovaný na speciálních vyšetřovacích obrázcích určí, která část z obrázku vystupuje směrem dopředu. Metody vyšetřování stereoskopického vidění jsou popsány v kapitole 6. Ve školství lze metodu anaglyfů využít v deskriptivní geometrii nebo v chemii pro názornost složitých molekul. [55] Obr Anaglyf [79]

39 4.2.3 Technika tzv. zašilhání očí - autostereogramy Technika autostereogramů je často nazývána jako technika zašilhání očí. Při sledování prostorového obrázku je žádoucí, aby optické osy každého oka protnuly sledovaný bod. V případě stereogramu zaujímají stereoskopické body odlišné prostorové pozice. Aby optická osa každého oka protínala sledovaný bod, je nutno použití buď nadměrné konvergence, nebo větší divergence, tzv. metod volné fúze. Autostereogram je v podstatě jeden obrázek vnímaný oběma očima a prostorového vjemu u něj dosáhneme, pokud správně zaostříme před nebo za rovinu obrazu. Obrázky jsou tvořeny z pravidelně opakujících se struktur. Vlivem konvergence nebo divergence vzniká prostorový vjem. Důležitým aspektem může být pozorovací vzdálenost a správný odhad úhlu konvergence nebo divergence. [4] Obr Autostereogram [80] INFITEC technologie Technologie INFITEC (Interference filtr technology) pracuje na podobné bázi jako anaglyf. INFINITEC využívá úzko pásmových interferenčních filtrů s vymezenou kvalitou Q, která zajišťuje vysokou selektivitu filtrů. Každému oku jsou nabízeny tři základní barvy (RGB red, green, blue), přičemž pro každé oko jsou vlnové délky jednotlivých barev mírně posunuty, tzv. vlnový multiplex. Technologie nevyžaduje speciální techniku, stačí mít dva obyčejné projektory, do kterých je vložen interferenční filtr nebo dva projektory bez interferenčního filtru s tím, že daný filtr vložíme před projektor a promítací plátno. Aby byl efekt prostorovosti vyvolán, je nutné plátno pozorovat s nasazenými brýlemi, jejichž skla jsou tvořena dielektrickými vrstvami. Vrstvy plní funkci úzko pásmových filtrů. U obou projektorů musí být úzkopásmové filtry identické s filtry v brýlích. Při projekci nedochází téměř k žádným ztrátám barevné informace jako u metody anaglyfů a nedochází k deformacím obrazu při pohybech hlavy do stran. Další výhodou je použití lehkých

40 pasivních brýlí a možnost promítání obyčejnými projektory na plátně nevyžadujícím speciální úpravy. Metoda se však prodraží nutností dvou projektorů. [38] HMD technologie a mikrodispleje HMD je zkratka anglického výrazu Head Mounted Display. Systém je upevněn na hlavě pozorovatele, většinou v konstrukčním provedení helmy. Jeho součástí jsou dva displeje, vyrobené ve většině případů z tekutých krystalů, které prezentují mírně odlišné obrazy každému oku. Obraz je sadou čoček a zrcadel nasměrován do zorného úhlu pozorovatele, které umožňují na promítaný obraz zaostřit. Displeje jsou využívány ve vojenství, letectví i v herních konzolích pro simulaci prostorového dojmu scény. Další využití je pro lékařské účely, ve vlakové dopravě nebo při zkoumání a navrhování staveb ve stavebním průmyslu. Pro svou izolovanou konstrukci je zařízení určeno pouze pro jednoho pozorovatele. [40, 44, 60] Obr HMD displej [81] Autostereoskopické monitory Autostereoskopické displeje mohou zobrazovat hloubkově i bez použití brýlí. Principem je speciálně navržená fólie na LCD displeji, která láme obrazy do lichých a sudých sloupců v zastoupení jednotlivých pixelů. Každé oko vnímá svůj sloupec vychýlených pixelů a mozek vyhodnotí viděné obrazy se stereoskopickým dojmem. Nevýhodou technologie je, že displeje nejsou schopny reagovat na polohu diváka. Existují jen určité směry, ve kterých je možné sledovat obrazy ve 3D a tak odpadá možnost kvalitního skupinového promítání filmů. [51]

41 Obr 4. 5 Autostereoskopické displeje [82] Autostereoskopické monitory (Eye-tracking) Jedná se o vyspělejší metodu pozorování třídimenzionálního obrazu. Monitor je vybaven speciální fólií, která láme pixelové sloupce za použití hranolů. Přímo na autostereoskopickém monitoru je namontována malá kamera, která sleduje oči pozorovatele a natáčí fólii do míst, do kterých se divák dívá. Sledovat film tak lze z více úhlů a směrů bez toho aniž by se kvalita obrazu zhoršila. Výhodou je vynechání 3D brýlí, naopak nevýhodou zůstává vyšší pořizovací cena a také skutečnost, že kvalita každého obrazu je pouze poloviční, než je nativní rozlišení monitoru. Problém s projekcí nastává také při sledování více lidmi. Kamera má v tom případě problém zhodnotit, čí pohyby očí sledovat. Další nevýhodou je ne zcela přesvědčivé podání 3D obrazu a nutnost hledat místo, kde budou 3D efekty projektovány s nejlepší kvalitou vjemu. [51] Autostereoskopické monitory (Multi-view) Mezi kvalitnější technologie autostereoskopického pozorování patří tzv. multi-view. Problém úzkých pozorovacích zón je vyřešen za pomocí optické masky, která poskytuje více obrazů najednou, př. pět či devět. Maska promítá obraz do jiného pozorovacího úhlu, což umožňuje sledování monitoru více lidmi a scénu je možno i obcházet devět obrazů je generováno synchronně a při pohybu před monitorem je možno scénu pozorovat z více úhlů. 3D filmy se však musí připravit složitým způsobem pro konkrétní monitor. Díky tomu vzniká obrovská nevýhoda, a to fakt, že na monitoru nelze zobrazit klasické 3D filmy nebo 3D hry. [14]

42 4.2.9 Polarizační brýle Přirozené světlo prochází prostředím v nahodilém směru. Říká se, že je obecně nepolarizované a kmitá ve všech směrech vlnění. Obecně platí, že dvě na sebe navzájem kolmé složky - elektrická a magnetická - světelných paprsků kmitají kolmo na směr šíření světla. Polarizované světlo je naopak světlo s danou orientací a zvoleným směrem. Polarizovat světlo můžeme odrazem, lomem nebo průchodem přes speciální krystaly. Nejznámějším krystalem je například islandský vápenec. Polarizačních jevů se hojně využívá u technologií 3D, zejména pak v 3D kinech. Světlo vycházející z projektoru je obecně nepolarizované. Pokud před objektiv projektoru vložíme polarizační filtry s různou orientací pro každé oko, dosáhneme potřebné diferenciace obrazů očí. Protože je světlo vycházející z jednoho projektoru polarizováno vždy stejným směrem, je pro oddělení obrazů pro každé oko nutné využití dvojice projektorů. Polarizované světlo musí být nějakým způsobem rozděleno pro obě oči. K tomu slouží brýle s polarizačními filtry, nejčastěji s natočením polarizace ve směru 0 a 90 a 45 a 135. Polarizaci využívají 3D kina IMAX. Filtry v brýlích musí být sladěny s filtry v obou projektorech. Projekční plátno musí být speciálně upraveno tak, aby po odrazu zachovávalo polarizaci. Používají se například plátna s postříbřenými povrchy. Obecně se využívá lineární nebo kruhová polarizace. Pokud světlo kmitá v jednom směru, hovoříme o lineární polarizaci. U kruhové polarizace dochází k polarizování v daném směru natočení roviny polarizace. Nevýhodou lineární polarizace je nutnost přesného natočení polarizátoru a analyzátoru. Naopak kvalita obrazu u kruhové polarizace je vysoká a není nutnost dokonalého natočení obou složek. [15] Vektograf Jedná se o typ stereoskopické projekce využívané pro diagnostiku a zkoumání kvality stereoskopického vidění pacientů v oftalmologii a optometrii. Stereotesty jsou tvořeny obrázky, na které jsou instalovány polarizační fólie navzájem orientované o 90. Ty slouží jako polarizátory. Funkci analyzátorů zajišťují polarizační fólie v brýlích, které jsou opět před oběma očima vhodně natočeny ve směru polarizace jimi určených polarizátorů. [49]

43 Obr Vektograf [83] Aktivní stereoskopická projekce S aktivní stereoskopickou 3D zobrazovací technologií se můžeme setkat u 3D projektorů, 3D monitorů a 3D televizorů. Základním prvkem aktivní projekce je jeden projektor. S frekvencí 120 Hz by měl projektor střídavě promítat obrazy pro pravé a levé oko, což znamená, že během sekundy je promítnuto 60 snímků každému oku. Délka promítání jednoho snímku se pohybuje ve velmi krátkém intervalu (1/120 s), aby byly obrazy vnímány plynule za sebou bez přeblikávání a rušivých přechodů. Pokud promítáme celkově 20 snímků, 10 z nich patří čočce levé a 10 čočce pravé. Následně se promítají dva obrazy v jednom s velkou rychlostí za sebou. Aby divák mohl sledovat obrazy v 3D provedení, musí mít nasazeny brýle 18, které pracují se stejnou frekvencí jako projektor a střídavě zakrývají očnice, aby každé oko sledovalo svůj daný obraz. Brýle se tak aktivně účastní na vytváření hloubkového vjemu diváka. Skla jsou vyplněna kapalnými krystaly a obsahují proti sobě kolmé polarizační filtry. Po přivedení napětí se krystaly natočí do směru elektrického pole a mění polarizaci v brýlích. K řízení brýlí je využito infračerveného světla nebo přímo jejich propojení s projektorem. Velkou nevýhodou je nutnost nabíjení aktivních brýlí, z čehož vyplývá nákladnější údržba a nutnost dokonalé souhry brýlí s projektorem. Výhodou je nezávislost polohy očí a nedestruktivní zobrazení barev. [38, 44] 18 Tekuté krystalky v brýlích umožní střídavé zakrývání a odkrývání čoček. Uživatel tak v rychlých časových sledech střídavě pozoruje jednou pravým a podruhé levým okem. Brýle obsahují ve svých čočkách aktivní LCD panely. Každá technologie, která využívá aktivní brýle, vyžaduje zařízení pro komunikaci s brýlemi. Velkou nevýhodou je váha brýlí, snížení jasu obrazu a deformace barev

44 Aktivní 3D technologie poskytuje velmi kvalitní 3D zobrazení a v případě projekce stačí pouze jeden projektor a možnost použití libovolné projekční plochy. Sledovat obraz lze také v 2D. Své uplatnění technologie našla zejména pro hraní her a sledování domácích televizorů. Vzhledem k tomu, že je údržba brýlí nákladná, od využití v 3D kinech se ustupuje. [11, 50] Obr Aktivní stereoskopická projekce [84] Pasivní stereoskopická projekce Pasivní technologie 3D používá pro zhotovení snímků dvě kamery. Každá kamera má svůj vlastní filmový pás. V kinech se promítají oba filmové pásy ve stejném sledu s použitím dvou projektorů umístěných vedle sebe nebo pod sebou. Před každým projektorem se nachází speciální polarizační filtr, který propouští světlo v určené rovině. Pravý a levý obraz je tak od sebe odlišen horizontálním a vertikálním vlněním, které dále rozdělí použitý polarizační filtr v brýlích. U pasivní 3D technologie se používá 3D plátno se speciálním povrchem. Oba polarizované obrazy dopadnou na povrch plátna a zdánlivě se smíchají, ale ve skutečnosti se pouze odrazí s rozdílnou polarizací. Při použití vhodných brýlí s polarizačními filtry se obrazy oddělí tak, že do každého oka dopadne pouze příslušný obraz. Výhodou metody je použití plné snímkové frekvence bez výrazných ztrát na kvalitě vjemu, protože oba pohledy jsou očím zobrazeny ve stejném čase. Technika je využívána především pro svou dostupnost i v kinech, jelikož je poměrně levnější oproti aktivní projekci, z důvodu použití polarizačních

45 brýlí. 19 Další výhodou je možnost sledovat film více lidmi. Nevýhodou je nutnost použití dvou promítaček s dokonalou synchronizací a speciálního plátna, které nebude mít rušivý vliv pro odrážející se světlo. 20 Při průchodu přes brýle dochází ke ztrátám světla vstupujícího do očí a tím je i menší sytost barev. Systém pasivní projekce využívá oba typy polarizace, lineární nebo kruhovou. [11, 16, 44] Obr Pasivní stereoskopická projekce [85] D polarizační modulátor Spojením obou technik aktivní a pasivní stereoskopické projekce získáme 3D polarizační modulátor. Princip spočívá ve spojení 3D aktivního projektoru s polarizačním modulátorem, který je před projektorem. 3D projektor je elektronicky synchronizovaný s modulátorem. Modulátor vytváří vlnění jako u pasivního typu projekce. Z levých snímků udělá vertikální vlnu a ze snímků pravých následně vlnu horizontální. Film je sledován opět s použitím speciálních brýlí, které jsou uzpůsobeny použitému typu polarizace (lineární či kruhová). U polarizačního modulátoru zároveň odpadá nutnost naprosto přesně synchronizovaných projektorů, jako tomu bylo u standardní aktivní projekce. Jako velká výhoda tohoto typu je použití pouze jednoho projektoru a standartních pasivních 3D brýlí. [11, 16] 19 Pasivní brýle není nutno napájet. K zobrazování obrazů různých pro každé oko využívá pasivní technologie pro odfiltrování snímků anaglyfické, polarizační či interferenční filtry. 20 Speciální promítací plátno obsahuje kovy stříbra nebo hliníku. Tyto obsažené látky postupem času oxidují, což způsobuje tmavnutí promítaného obrazu. Následná výměna promítacích pláten je velmi nákladná a časově náročná

46 Technologie Rozlišení obrazu Zobrazení monitorem Počet diváků Pořizovací cena 3D anaglyf střední ano vysoký nízká/nízká INFINITEC střední ne vysoký vyšší Polarizované brýle vysoké ne vysoký střední HMD vysoké ne jeden vyšší Brýle s tekutými krystaly vysoké ano omezený vyšší Aktivní 3D vysoké ano omezený vyšší/vyšší Pasivní 3D vysoké ano vysoký vyšší/nízké Autostereoskopické monitory nízké ano velmi omezený vyšší/nízké Polarizační modulátor vysoké ne vysoký střední/nízké Tabulka č. 2 Rozdíly zobrazovacích 3D technologií [vlastní tvorba] 4.3 Technologie 3D moderní televize Precizní provedení každé filmové scény zajišťuje dokonalé sladění kamer. Paralaxy používané v kinech a domácích televizorech jsou odlišné, v závislosti na vzdálenosti diváků od pozorované scény. [44] 10. srpna 1928 byla v Londýně představena první stereoskopická 3D televize. Její vynálezce John Logie Baird využil pro konstrukci elektro-mechanické technologie a katodové trubice. S následným vývojem moderní 3D technologie výrobci umožnili pohled diváků do světa 3D z domácího prostředí. Jedná se o funkci podporovanou standartními televizory HDTV, které dokáží zobrazit 3D obsah. Díky těmto televizorům lze sledovat filmy také v klasické podobě 2D, bez použití speciálních brýlí. Pro případ televizorů firmy Samsung je využito aktivní technologie 3D přepínání obrazů mezi pravým a levým okem za pomoci speciálních brýlí (viz kapitola 4.2). Každý typ televizoru může vyžadovat jiný typ brýlí tzv. brýle s aktivní či pasivní 3D technologií. Lidé, kteří nosí vlastní dioptrickou korekci, musí mít při dívání nasazeny dvoje brýle. Celkový prodej 3D domácích televizorů je soustředěn spíše na techniku aktivní 3D projekce. Například v prosinci 2012 bylo prodáno z celkově

47 dostupných modelů 241 3D TV (64%) s aktivní stereoskopickou projekcí, 132 3D TV (35%) s pasivní projekcí a pouze 1 autostereoscopický systém domácích 3D TV. [44] S postupným rozvojem trhu a zavedením sériové výroby televizorů se snižuje pořizovací cena a do jisté míry se zvyšuje kvalita poskytované prezentace. 4.4 Technologie 3D kina V roce 1922 byl veřejnosti poprvé promítnut v kinech 3D film. 3D představení se stalo dalším hnacím motorem jejich návštěvnosti. Zejména zásluhou kanadské společnosti IMAX, která je vlastníkem mnoha projekčních sálů po celém světě, zaznamenala 3D technologie v letech velký rozmach. IMAX je nejstarší z použitých projekcí v kině, přesto si stále zachovává svou oblibu a často se uvádí, že je doposud nejlepší technologií pro získání prostorového vjemu diváka. IMAX pracuje v analogovém vysílání, má dvě promítačky se dvěma filmovými pásy, kde jeden je se zvukem, druhý je bez něj. Rozdělení vjemu zvlášť pro obě oči je zajištěno kruhovou polarizací. Jako možná nevýhoda může být nutnost použití stříbrného plátna, které vylučuje použití pro sledování filmů ve formátu 2D. Prioritou IMAX 3D technologie byla především správná synchronizace filmových pásů. Cílem bylo minimalizovat sílu očního napětí a bolestí hlavy při sledování nekvalitního 3D obrazu. Společnost IMAX zavádí jako první velká plátna s obrovskou investicí, kterou vkládá do svých filmů. Snahou bylo nabídnout divákům kvalitní a netradiční filmový zážitek. Přelomovým bodem byla světová výstava Expo '86 ve Vancouveru, kde byl promítnut film Transitions právě v podání IMAX 3D a polarizačních brýlí. Výhodou polarizačních brýlí oproti tradičním anaglyfickým je fakt, že film může sledovat velký počet diváků současně z různých úhlů, aniž by při tom došlo ke snížení kvality vnímaného prostorového efektu a eliminaci barev. [38] Další možností je tzv. technika 3D rendering. Obě technologie jsou si podobné. Obraz je natáčen kamerou se dvěma čočkami. U technologie IMAX je stereoskopický vjem vyvolán za použití brýlí, u 3D rendering technologie je obraz rozdělen díky počítači. xpand 3D projekce je nejsnáze aplikovatelná technologie v kinech, protože není potřeba stříbrného plátna naproti IMAX, avšak je poměrně drahou záležitostí. Divák obdrží aktivní brýle napájené bateriemi, které se musí často dobíjet

48 Konkurenčními technologiemi k projekci IMAX 3D jsou také RealD 3D společnosti RealD, Dolby 3D společnosti Dolby Laboratories, Inc., MasterImage 3D společnosti MasterImage 3D, Inc. a další. Všechny technologie již nevyužívají původní zastaralou koncepci anaglyfických brýlí, ale moderní polarizační brýle nebo dražší aktivní stereoskopické brýle. [38] Pasivní technologií využívanou v kinech je Dolby 3D projekce, která využívá barevné filtry umístěné v projektoru a další barevné filtry nacházející v brýlích, přes které je divákovi nabídnut 3D zážitek. Metoda se jinými slovy nazývá wavelength multiplex visualization. [16] 4.5 Hlavní parametry ovlivňující kvalitu 3D filmů v biografii 1) Vzájemná poloha kamer zásadní význam pro natáčení filmů určených k 3D projekci má vzájemná poloha kamer. Kamery by měly být umístěny vedle sebe ve frontální rovině a zároveň by měly být v úrovni očí diváka, s rozestupem rovným průměrné vzdálenosti pupilární distance, tj. 65 mm. Vlivem nevhodného postavení kamer můžou vznikat nežádoucí paralaxy (viz níže). [8] Volba vzdálenosti rozteče objektivů se často provádí na základě pravidla 1 ku 30. Pravidlo říká, že vzdálenost kamer by měla být jednou třicetinou vzdálenosti mezi stativem kamer a nejbližším objektem v obraze. Pravidlo lze aplikovat v případech, kdy je nasnímaná scéna promítaná na displejích s úhlopříčkou menší než 65 palců. U 3D filmů se volí poměr stereobáze a vzdálenosti nejbližšího objektu jako 1/60, 1/100 a více. [40] 2) Paralaxa - 3D dispeje se snaží reprodukovat co možná nejpřirozenější stereoskopické zobrazení, na které je zrakový systém přizpůsoben. V jednoduchém případě jsou 3D displeje konstruovány s odlišným vnímáním obrazů pro pravé a levé oko, avšak ležícím ve stejné rovině (plátno 3D kin, televizní obrazovky). Pro účely simulace hloubky při takovém zobrazení je zaveden pojem paralaxa. [44] Paralaxu lze popsat ve stupních jako paralaktický úhel, chápán jako vzdálenost mezi vzájemně korespondujícími body pravého a levého bodu na scéně, nikoliv na sítnici. Ke vzniku hloubkového vjemu lze použít pouze binokulární disparitu očí. Ostatní fyziologické a psychologické vlivy pak dojem stereopse pouze navyšují

49 Binokulární disparita je v podstatě horizontální vzdáleností navzájem korespondujících bodů na sítnici pravého a levého oka. Horizontální paralaxa je u většiny jedinců jedinou formou paralaxy vyskytující se vůbec. U nemocných jedinců, nebo při špatném vzájemném nastavení kamer může dojít ke vzniku nejméně žádoucí vertikální paralaxy, která ruší prostorový vjem a je divákem vnímána nepříjemně. Meze komfortu v souvislosti s vertikálním posunem obrazových scén jsou v hodnotách 1,5 % - 1,6 % výšky obrazu. Toleranční limit je v rozmezí 5-10 %. Právě paralaxa je významným měřítkem pro tvorbu 3D obsahu. Větší rozsahy paralax by mohly být při pozorování pro diváka nesnesitelné. [7] Přesah obrázků silně závisí na uspořádání zobrazovacího zařízení a přípustný rozsah musí být stanoven s odkazem na pokyny pro dané elektrické zařízení. [44] Kladná paralaxa je vyvolána v případě, že se optické osy očí protínají za projekční plochou (screen space). Je způsobena vzdáleností bodů na projekční rovině, které vznikly průnikem optických os očí s projekční rovinou. Maximální hodnoty je dosaženo v tom případě, pokud je objekt umístěn v nekonečnu a příslušná horizontální paralaxa se rovná pupilární distanci diváka. Znamená to, že optické osy očí jsou v podstatě paralelní, konvergenční úhel je nulový a akomodace nenastává. Velikost kladné paralaxy by neměla být větší než vzájemná vzdálenost zornic. Tento druh paralaxy je hojně využíván v kinech, díky nejmenším nárokům kladeným na zrak a nejméně vzniklým nepříjemným pocitům při sledování scény. Nulová paralaxa nastává v případě, že se optické osy očí protínají přímo na projekční ploše. Při této situaci se obrazy promítají přímo na projekční rovině a obrazy pravého a levého oka jsou identické. Obě oči ostří na stejnou vzdálenost a využívají tak akomodaci. Záporná paralaxa znamená, že se optické osy očí protínají před projekční plochou (viewer space). Divák obrazy sleduje tak, že se mu zdají k němu bližší. Negativní paralaxa je rovna vzdálenosti očí nebo kamer, pokud objekt leží v půlce optické cesty mezi středem očí a projekční rovinou. Při navození divergentní paralaxy je divák nucen stáčet optické osy do divergentního postavení, což je subjektivně vnímáno velice nepříjemně. Divák má pocity bolesti očí i hlavy. Divergentní paralaxa je rovněž navozena při sledování filmového plátna z menší vzdálenosti, než byla určena speciálním výpočtem, nebo vzniká při sledování velkých

50 pláten z velké vzdálenosti. Jako mezní úhel pro proces promítání do negativní paralaxy je brán úhel do velikosti max. 1,5 stupňů. [8] Obr. 4.9 Kladná paralaxa, nulová paralaxa, záporná [86] Vertikální paralaxa Jedná se o nežádoucí typ paralaxy, která může vznikat při špatném uspořádání kamer do vertikální roviny. Výsledný obraz je dvojitý, což je popisováno jako crosstalk nebo ghosting. V tom případě pravé oko vidí část obrazu určeného pro levé oko a naopak. 3) Průchody objektů projekčním rámem projekční rám je okno, ve kterém scénu vidíme. Průchodům objektů přes rám se jednoduše říká příchody a odchody na scénu. V případě záporné paralaxy, například když vidíme kočárek, který je tlačen ze scény směrem k pravému okraji mimo zobrazovanou plochu dochází ke zmizení kočárku nejdříve pro levé oko, poté pro oko pravé. V reálném světě se však nejdříve ztratí vjem pravého oka, teprve pak oka levého. Mozek novou situaci nezná a není schopen ji vyhodnotit. V opačném případě kladné paralaxy se obrazy jeví v pozadí scény. Obr Konflikt obrazu a rámu scény (v pozadí scény, v popředí scény) [87]

51 4) Hloubka ostrosti hloubka ostrosti je vzdálenost mezi nejbližším a nejvzdálenějším objektem, které je lidské oko schopno zobrazit při zaostření na jediný bod v prostoru. Pro kvalitní zážitek při sledování filmu je žádoucí, aby byla hloubka ostrosti co největší. Divák je tak schopen ve stereoskopickém obrazu přeostřovat. Hloubka ostrosti je závislá na ohniskové vzdálenosti objektivu, velikosti clony a na pozici zaostřeného bodu ve scéně. 5) Vliv posazení diváka vzhledem ke scéně Vliv vzdálenosti diváka od scény se určí na základě rozlišovací schopnosti oka, čili 1, vztažená k velikosti jednoho pixelu na obrazovce nebo filmovém plátně. S použitím výpočtu dostaneme pravidlo, že se se zvětšující vzdáleností od plátna snižuje vliv paralaxy úměrně. Pokud se divák dvojnásobně vzdálí od pozorované scény, zvětší se i hloubka předmětu na dvojnásobek. Musíme však zachovat vzdálenost očí. Pravidlo neplatí pro autostereoskopické displeje, kde se se vzdalováním od LCD displeje stereoskopický vjem ztratí. 6) 3D CrossTalk jedná se o nežádoucí rozmazání obrazů při špatném natočení hlavy diváka vůči scéně nebo při špatném odkrývání a zakrývání skel aktivních brýlí, kdy dochází k nedostatečnému oddělení vjemu pro obě oči a špatné synchronizaci s displeji. 7) Synchronizace kamer Souhra obou kamer je při sledování 3D filmů důležitá. Kdyby snímky z obou vysílaných kamer nebyly sladěny, mozek by nebyl schopen obrazy spojit a divák by byl při sledování filmu ochuzen o hloubkový dojem z projekce. Je třeba synchronizovat spouštění záznamu, rychlost závěrky v brýlích, aperturu, citlivost a korekci expozice, snímkovací frekvenci, rozlišení, přiblížení i záznamový formát. Synchronizuje se také ohnisková vzdálenost. [40] Obr Příklady nesouladu obrazů P a L oka. (a) Vertikální posun. (b) Odlišná velikost. (c) Distorze obrazu. (d) Horizontální posun v případě negativní paralaxy. [88]

52 4.6 Využití 3D technologie 3D technologie je dnes známou metodou pro pozorování 3D filmů a hraní 3D her. Postupně se technologie probourává i k výrobcům mobilních telefonů. Například firma Samsung navrhla Smartphone SCH-W960 tak, že 2D obsah je schopen automaticky převádět také do podoby 3D. Ve velkém rozsahu se používá také například ve strojírenském průmyslu nebo IT technologiích. Jako velmi zajímavé je 3D skenování, pro použití ve strojírenství v designu a kontrole kvality materiálů. Dále je možnost 3D tisku pro snadnější pořízení některých součástek v různých odvětvích. Uplatnění je též v oblasti bezpečnosti pro identifikaci obličeje nebo ruky pachatele při policejním vyšetřování. Velmi užitečné je použití v lékařství, jako účinný stroj k diagnostice onemocnění nebo implantaci náhrad orgánů a v chirurgii celkové. Do budoucna je rovněž cílem zdokonalování 3D technologie pro chirurgické účely pro přesné zobrazení reality snímků. Stereoskopické pomůcky lze účelně použít i ve vyučování na základních, odborných, středních i vysokých školách. Používají se zejména pro realizaci didaktické zásady názornosti. Lze jimi demonstrovat názornost grafickou, prostorovou i symbolickou. V pedagogické praxi máme možnost sami si zhotovit pár stereoskopických pomůcek, například stereokotoučky pro meoskop, jednoduchý stolní stereoskop či zhotovovat stereogramy na fotografickém papíře. [37] Stereofotogrametrie je úzká část širokého oboru fotogrammetrie, což je metoda pro zjišťování tvarů, rozměrů a polohy objektů v prostoru s využitím fotografií zkoumaného objektu. Její uplatnění je v rámci pozemní, letecké i kosmické oblasti pro mapování zemského povrchu. Významnými výrobci 3D technologie z řad displejů, projektorů a kamer jsou Sony, Panasonic, JVC, Fujifilm a Toshiba. Tito výrobci a další se snaží o poskytnutí co možná nejlepších 3D efektů s vysokým rozlišením, širokoúhlými pohledy a rychlými frekvencemi střídání efektů. Avatar film kanadského režiséra Jamese Camerona, kterým se odstartovala éra 3D projekce filmů v kinech po celém světě, získal titul nejsledovanějšího 3D filmu vůbec. Na tento popud mnoho známých režisérů, jako Steven Spielberg, Peter Jackson, George Lucas a Robert Zemeckis začali své filmy produkovat rovněž v technologii RealID 3D. [1]

53 Na trh přichází také zařízení pro samotné pořizování 3D obrazů, například digitální fotoaparát firmy FujiFilm 3D FinePix REAL, který je v prodeji v Japonsku od srpna Tento fotoaparát pořídí snímek předmětu přes pár čoček rozmístěných 8 cm od sebe a syntetizuje do stereoskopického obrazu. FujiFilm také vyvinula technologii pro jejich prohlížení a tisk. [1] 4.7 3D technologie a působení na lidský zrak V samotných počátcích kinematografie se filmy promítaly pouze dvoudimenzionálně. Dnes se však dá za pomocí kamer promítat i třídimenzionální konstrukce obrazů. Avšak obraz vytvořen i tou nejdokonalejší technikou a promítaný nejmodernější metodou nepředčí kvalitu stereopse lidských očí a svým podáním může působit na lidský zrak nepříjemně. Pro vytvoření stereopse je využito binokulární disparity, konvergence a akomodace očí, kde se každé oko dívá na plošný obraz původní scény. V případě vzniklého virtuálního 3D obrazu se oči dívají na výslednou scénu, která není zaostřena. Akomodaci lze do jisté míry přehlížet. Jednou z tolerancí akomodace je pravidlo, které udává hodnotu maximální odchylky na displeji jako 1/30 vzdálenosti pozorovatele od kamery. [8] Sledování stereoskopických filmů se nedoporučuje zejména dětem. Nejen, že v rámci etického hlediska není problematika zcela prozkoumána, ale také fakt, že se okulomotorické funkce u dětí upevňují, zraková ostrost se mění, plasticita mozku se vyvíjí. Dále také fakt, že PD dětí je průměrně 54 mm, kdežto stereoskopické filmy jsou konstruovány na průměrné PD 60 mm, což způsobí na dětský zrak příliš velkou hloubku ostrosti. [54] Stereopse se měří v úhlových sekundách a představuje nejmenší možný rozdíl v hloubkách předmětů, který může být vnímán. Míra stereopse se dá rozdělit dle oblasti do foveální (15-60 "), makulární (80-200") nebo periferní ( "). Stereopse u dětí ve věku do 2 let je pod úrovní 200 ", u některých ale až 56. Úroveň stereopse se obvykle zvyšuje s věkem a v 9 letech dosahuje kvality dospělých. Každá 3D technologie využívá jiných úrovní stereopse obrazů. [47] Někteří oftalmologové se domnívají, že sledování 3D TV může způsobit šilhání a abnormality v binokulárních funkcích malých dětí. To je ovlivněno akomodací, vergencí a

54 binokulárním viděním. Neexistuje žádný důkaz, který by tuto hypotézu potvrdil, kromě zprávy Tsukuda a Murai. U 4letého a 11měsíčního chlapce zjistili manifestní esotropii po sledování 3D animace v kině metodou anaglyf. Po chirurgické korekci se funkce napravily a byla navozena ortoforie. Stále ale nelze vyloučit, že 3D filmy nemohou vyvolat akutní strabismus. [54] Mnohé studie dokazují, že zhruba 5% až 10% populace není schopna vnímat stereoskopicky. Nejen, že to může být způsobeno nedostatečně vyvinutým senzomotorickým systémem, ale také poruchami zrakového aparátu v dětství. Není známo, do jaké míry lze u diváka očekávat zrakové nepohodlí při sledování 3D. Mezi vyvolávajícími faktory řadíme rozdílné úhly pohledu na obrazovku, technické provedení, předchozí zkušenosti a věk diváka, stejně jako jeho celková únava. Všechny tyto aspekty jsou brány v potaz při výrobě nových technologií 3D a stávají se hlavním předmětem zájmů všech výrobců. [44] Vergenčně-akomodační konflikt Paralaxa definuje hloubku jednotlivých objektů tvořenou především monokulárními podněty a konvergenčním systémem. Úzce spjatá konvergence s akomodací může některým pozorovatelům působit zrakové potíže. Sekce je zaměřena na problematiku typu akomodační a konvergenční odpovědi, které jsou evokovány nepřirozenými stimuly vyvolanými pozorováním 3D. Rozdíly mezi akomodací a konvergencí jsou při pozorování stereoskopických obrázků běžné. Akomodace by měla být zaměřena na obrazovku v ustálené vzdálenosti od diváka, ale rozdílné zobrazení dvou obrázků viděných očima způsobuje v různých časech různé vergenční stimuly. I s malým nesouladem složek, dochází k únavě zraku a jeho vyčerpání. [54] Při pohledu na televizní obrazovku v dvojrozměrné předloze naše oči na danou vzdálenost akomodují a konvergují ve stejném poměru. Pokud se k filmové scéně připojí také třetí rozměr, musí náš autonomní nervový systém současně uzpůsobit akomodaci očí na televizní obrazovku a současně uzpůsobit konvergenci na objekt do jeho simulované vzdálenosti. Dokud je paralaxa nulová, tzn., že se předměty znázorňují ve stejné vzdálenosti

55 od očí, je souhra akomodace a konvergence zajištěna. Je-li ale paralaxa posunutá tak, aby vznikl dojem hloubky, oči jsou nuceny konvergovat pod rozdílným úhlem a to takovým, aby byla zajištěna projekce hloubky nového objektu. Akomodace zůstává nezměněná (viz obr ). [44] Obr Vergenčně-akomodační konflikt. Oči konvergují na simulovaný obraz ve scéně (pozitivní paralaxa, šedá hvězda), zatím co akomodují na projekční plochu (nulová paralaxa, černá hvězda) [89] Vergenčně-akomodační konflikt je častým důvodem nespokojenosti uživatelů 3D Diváci pociťují únavu očí, nevolnost, bolest hlavy, tuhá ramena. Svou úlohu plní také Panumův prostor - do doby, kdy hloubky objektů nepřesahují Panumovu oblast, není potřeba měnit akomodaci. V tomto případě nedochází k téměř žádnému zrakovému nepohodlí, čehož se snaží výrobci 3D scén dosáhnout. [44, 54] Jedním z aspektů sledování 3D je také interpupilární vzdálenost (IPD). Bylo dokázáno, že osoby s menší IPD vnímají při stejných podmínkách 3D scény hlouběji a výrazněji, než osoby s větší IPD. [44] Hodnocení zrakové únavy se v mnoha výzkumech provádí na základě měření akomodační odpovědi, která je při sledování 3D filmů pozměněna, AC/A poměru a změn relativních fúzních rezerv. [7, 54] Fotosenzitivní záchvaty (PSS) Známý případ vyvolání PSS byl pozorován u dětí při sledování pohádkového seriálu Pokémon zhruba před 15 lety v Japonsku. Záblesky světla nebo pohyb prostorových vzorů vyvolal fotosenzitivní epilepsii (PSE). Fotosenzitivní záchvaty představují velké riziko, které může být vyvoláno nejen při sledování 3D, ale i 2D filmů. [7]

56 4.7.3 Zraková únava a další projevy jako následek sledování 3D projekce Dokonalý zážitek při sledování 3D může mít své nevýhody z řad namáhání zrakového systému. V průběhu fylogenetického vývoje nebyl zrak uzpůsoben pro sledování 3D. Lidské oko se snaží svou akomodací technologii přizpůsobit. Při dlouhodobějším a častějším sledování 3D filmů to může vyvolat nepříjemné bolesti hlavy, často spojené s nevolností, zrakovou únavou a pálením očí. Příznaky zrakové únavy zahrnují únavu očí, hnis nebo prasklinky kolem očních víček, pocit tlaku v očích, bolest okolo očí, celkové nepohodlí, teplo okolo očí, obtížné přeostřování nebo rozmazané vidění, ztuhlá ramena a bolest hlavy. Ze známých studií o zrakové únavě je sepsána kniha o vizuálním napětí, jejímž autorem je Wilkins. Popisuje, že pokud se člověk dívá na určitý vzor, například jemné proužky, je část mozku silně stimulována, což vede k migrénám a/nebo zrakové únavě. Wilkins říká, že lidé mívající často migrény, mají častější tendenci zrakové únavy při sledování 3D. [54] Nejvíce může technologie negativně ovlivnit zrak malých dětí. Dále jsou známy případy v rámci epileptických záchvatů nebo mozkových mrtvic ze sledování 3D. Varování platí především pro lidi oslabené, děti, seniory a také pro ty, kteří při sledování náhle pocítí nevolnosti nebo závrať. Vyžadovaná nadměrná disparita nebo vergence očí by teoreticky mohla vést k dekompenzované heteroforii nebo intermitentnímu strabismu u citlivých jedinců se špatnými fúzními rezervami. [14] Nevhodná akomodace vyvolána za úsilím ostření rozmazaných stereoskopických obrazů může mít za následek změny v akomodačním mechanismu, jako například spasmus akomodace nebo pseudomyopie. [14] Prvním příznakem zátěže zraku a současně varováním je bolest hlavy. Jedním ze zásadních pravidel při sledování filmů je dodržení vhodné vzdálenosti od obrazovky, která by se měla pohybovat v trojnásobné vzdálenosti úhlopříčky daného televizoru. Dalším doporučením výrobců je dělání přestávek během dlouhého sledování filmů. Existuje určitý časový limit, po který je možnost 3D sledovat. Pro děti byl stanoven na dvě až tři hodiny denně a pro dospělé v maximu šesti hodin v průběhu dne. [2]

57 4.8 Pokyny a směrnice pro bezpečné sledování 3D projekce Vzhledem k velkému nárůstu uživatelů 3D technologie a zvýšení nabídky projekce 3D filmových scén v kinech byly vydány jednotlivé normy. Požadavků pro bezpečné pozorování 3D je několik: Pečlivé sladění obrazů pro pravé a levé oko, bez vlivu nežádoucích paralax Žádná distorze obrazů Barevné sladění obrazů Co nejmenší rozdíly mezi akomodačně-konvergenčním mechanismem Menší binokulární disparita obrazů Minimální změna frekvence binokulární disparity Vhodná pozorovací vzdálenost diváka od promítacího plátna či displeje Negativní vlivy technologie na zdraví člověka jsou rozsáhlé. V rámci stále se kumulujících nežádoucích symptomů The National Consumer Affairs Center of Japan na tiskové konferenci v srpnu 2010 požádalo o vnesení možných rizik do podvědomí spotřebitelů. [7] Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) publikovala dokument IWA3 o bezpečnosti a pravidlech tvorby 3D obrazů. Normalizace se zabývá otázkami fotosenzitivních záchvatů (PSS), nevolnostmi vyvolanými při sledování 3D (VIMS) i zrakovou únavou (VFSI). [7] Komfortní rozsah binokulární disparity stereoskopických obrázků byl z mnoha výzkumů stanoven v rozsahu min arc a limit tolerance byl 1. Vysoké hodnoty disparity vyvolávají konflikty akomodace a konvergence. Je třeba poznamenat, že důležitými parametry jsou také změny binokulární disparity a pohybu objektů v hloubce, než disparita samotná. Náhlé změny binokulární disparity spolu se změnami pohybu ve scéně by měla být limitována na 1. Vhodným umístěním kamery a kvalitním provedením se lze vyhnout distorzi obrazu, která působí na diváky nepříjemně. [7] Další efekt na pohodlí diváků má pozorovací vzdálenost. Hloubku ostrosti obecně zvyšuje delší pozorovací vzdálenost. Při použití displeje s jasem 30 cd/m 2 nebo vyšší, je nejlépe vhodná sledovací vzdálenost 2 m, ze které je celková hloubka pole okolo 5 m. [7]

58 Přehled základních směrnic pro tvorbu 3D je následující: 1. ISO :1997 ergonomické požadavky pro práci se zobrazujícími terminály (VDTs) Part 1 through ISO :1999 Part6. 2. Metodické pokyny pro držitele licencí pro promítání blikajících obrázků a pravidelných struktur v TV ( ch iv e/i tc /i tc_ pu bl ic ati ons/ co de s_ guid an ce/ sa ct io ns/i nd ex.asp.html). 3. Mezinárodní telekomunikační unie. Doporučení ITU-R BT Návody pro snížení fotosenzitivních epileptických záchvatů způsobených sledováním TV. 4. IWA 3: 2005(E) bezpečnosti obrazu snížení výskytu nežádoucích biomedicínských účinků způsobených vizuálními obrazy sekvence 8 ISO [7] Navzdory těmto opatřením mnozí lidé zaznamenávají zrakovou únavu dodnes. Jejich počet se však snížil právě díky realizaci daných doporučení

59 5 FUNKČNÍ ZRAKOVÉ VADY OVLIVŇUJÍCÍ KVALITU 3D PROMÍTÁNÍ Schopnost prostorového (hloubkového) vidění se v průběhu evoluce vyvinula jen u některých živočišných druhů. Jedním z nich je člověk. Správný vývoj binokulárního vidění je podstatný, protože člověk je tak schopen získat praktické zkušenosti, pomocí nichž může vnímat hloubku podnětů i jedním okem. Dojde-li při vývoji binokulárního vidění k poruše, normální vývoj je narušen a dále pokračuje s odchylkami. Nejčastější vady ve vývoji zrakového systému jsou strabismus (šilhání nerovnováha ve funkci očních svalů), suprese (potlačení vjemů do mozku jdoucích z šilhajícího oka), amblyopie (tupozrakost snížená zraková ostrost při žádné patologii na oku) a anomální retinální korespondence (vzájemná souhra korespondujících a disparátních bodů při šilhání). Zhruba 56 % populace mezi 18 až 38 lety nemá dokonalou schopnost binokulárního systému a 5 % populace trpí amblyopií nebo strabismem. Z preventivních důvodů je nutné vyléčit všechny vady co nejdříve. [3] Schopnost prostorového vnímání a odhadu hloubky vzdáleností je u každého jedince odlišná. Někteří odlišují předměty i ve vzdálenosti m, jiní jen do 300 m 500m. S nástupem moderní 3D technologie řada lidí zjistila, že není schopna vnímat trojrozměrně. Pro mozek je totiž velmi obtížné spojit dva obrazy, pokud jeden z nich není okem vnímán správně. To má za následek, že ne každý návštěvník 3D kina nebo majitel 3D televizoru si může stereoskopické efekty vychutnat. Stereoslepotou trpí lidé s těžkou tupozrakostí, lidé jednoocí a lidé s výraznými odchylkami od binokulárních funkcí. Pouhá bolest hlavy, zraková únava a nevolnost je zaznamenávána u lidí s méně závažnými poruchami zraku. I když se může zdát, že má člověk poruchu na úrovni stereoskopického vidění, nemusí tomu tak být. Někdy se nemusí vůbec hloubkový vjem vybavit, i když je stereopse vyvinutá. Pokud je při korekci prizmaty například metodou MKH dosaženo klidového vergenčního stavu a bicentrální fixace, může se původně nezaregistrovaná stereopse postupem času obnovovat a prohlubovat. [46]

60 V některých případech se žádoucí hodnoty zlepšující prizmatické korekce určí teprve po delším nošení a přezkušování po mezietapách. Stane se, že trojúhelníčky na stereotestech jsou sice fúzovány, ale bez hloubkového vjemu. Když se konečně po dnech či týdnech probudí hloubkové vnímání, když zažijeme, že se referenční trojúhelníčky posouvají na odpovídající větší vzdálenosti, můžeme být svědky obnovení situace, kdy kortikální stereodetektory naskočí opět do přímé projekce, která nebyla již dlouhodobě využívaná. [46] 5.1 Vyšší refrakční vady Výskyt refrakčních vad v populaci je častý. Nad vyššími refrakčními vadami spíše převládají ty malé, které lze korigovat zvýšeným úsilím okohybných svalů. Vyšší refrakční vady jsou korigovány brýlemi, kontaktními čočkami či pomocí laserového refrakčního chirurgického zákroku. Nejen nekorigovaná refrakční vada, ale i špatně korigovaná refrakční vada může mít za příčinu špatnou stereoskopickou projekci. Při vyšších dioptrických hodnotách hraje velkou úlohu zvláště prizmatický efekt navozený špatně vycentrovanými brýlovými čočkami. Myopové mají vlivem nedostatečného využívání akomodace mírně zhoršenou stereopsi. Při refrakční vadě nad -1,5 D je většinou stereoskopické vnímání narušeno co do kvality vjemu. Od -2 D se pomalu ztrácí úplně. U hypermetropických očí je pak kvalita vnímání hloubkových podnětů závislá na velikosti akomodační šíře. 21 Refrakční vady jako hypermetropie, myopie, astigmatismus mohou narušovat kvalitu stereopického vnímání, avšak kvalitní korekce s dosažením dobré úrovně vizu, může stereopsi navýšit na normální úroveň. [43] 5.2 Anizometropie a anizeikonie Anizometropie je stav, kdy je refrakce obou očí odlišná. Ve značné míře se vyskytuje mírná anizometropie u každého člověka, ve vyšších dioptrických rozdílech pak převládá anizometropie myopická. Anizometropie má za příčinu poruchy na úrovni binokulárního vidění a často se oči při pohledech střídají (alternující vidění). Výjimečně může zapříčinit i monokulární vidění, kde na oku s vyšší refrakční vadou dochází k amblyopii (viz níže). 21 Akomodační šíře je rozdíl vergencí dalekého a blízkého bodu, měřena v dioptriích. Akomodační šíře s věkem klesá, což souvisí s nástupem presbyopie. V dětství je hodnota Aš okolo 10 D, v 40 letech pak okolo 4 D a v 70 letech je Aš téměř nulová

61 Anizeikonie je vada optického zobrazování, kdy se obrazy pravého a levého oka rozměrově neshodují. Velikost obrazu je dána výší refrakční hodnoty a dále závisí na dioptrické hodnotě brýlové čočky, její poloze i sklonu. Rozlišujeme tak anizeikonii dioptrickou a anizekonii brýlovou. O anizeikonii mluvíme, pokud je rozdíl dioptrické síly očí větší než 2,5 D, to pak způsobuje mlhavé vidění, astenopické obtíže, problémy na úrovni binokulárního vidění a chabou stereopsi. [60] Každý rozdíl 0,5 dioptrií mezi pravým a levým okem znamená anizeikonii 1 %. Za horní hranici, při které mozek dokáže obrazy spojit, považujeme max. 5% rozdílu ve velikosti obrazů. U vyšších procent pak dochází ke vzniku amblyopie. Problémy při stereoskopickém vnímání mohou být zaznamenány už od 2 % rozdílů velikosti obrazů. [60] 5.3 Amblyopie Tupozrakostí, též amblyopií, se vyznačuje porucha na úrovni snížené zrakové ostrosti bez zjevné patologie na oku. Funkční porucha tohoto typu vzniká nejčastěji v průběhu vývoje zrakového orgánu a to v důsledku strabismu, nekorigované refrakční vady, anizometropie nebo v důsledku jiných, např. vrozených patologií oka. Pokud je prokázána amblyopie, například pomocí stenopeické štěrbiny, ani ta nejlepší korekce, ať už brýlová či kontaktními čočkami nepřinese dobrý konečný vizus. V dětské populaci je až 4 procentní zastoupení amblyopie. [60] Do zhruba osmi let je možno amblyopické oko ještě napravit správnou korekcí a ustavičným cvičením, v pozdějších letech dítěte je snaha o nápravu téměř zbytečná. Po delší době se nekorigovaná amblyopie projeví uchýlením oka zevně. Tupozrakost dělíme na jednostrannou i oboustrannou, vrozenou či získanou. Tupozrakost se rozlišuje také dle kritérií jejího vzniku. [6] 5.4 Astigmatismus Trpí-li lidské oko astigmatismem, znamená to, že se paprsky světla jdoucích ze všech směrů nedokážou správně spojit v jednom bodu na sítnici, ale vzájemně se míjejí, různě se kříží a tím nevzniká jedno obrazové ohnisko na sítnici. To vede k rozostřenému vidění a při vyšších stupních astigmatismu také k možné poruše stereoskopického vidění. Zejména je astigmatismus způsoben vadou zakřivení rohovky nebo čočky a ektopických patologií zrakového aparátu. Astigmatismus se dá jednoduše napravit cylindrickými skly nebo

62 torickými kontaktními čočkami. Vyšší stupně je pak možno korigovat chirurgicky. Astigmatismus se dělí na jednotlivé kategorie podle původu, pravidelnosti a lomivosti. Dělení je nad rámec práce, a proto se jím zabývat nebudeme. 5.5 Strabismus Šilháním se rozumí uchýlení oka při fixaci objektů určitým směrem. Heterotropie znamená zjevnou úchylku oka, naopak heteroforie je šilhání průkazné pouze při zrušení fúze. Pokud je dítě šilháním postiženo už v raném věku a binokulárnímu vidění není umožněno se dokonale rozvíjet, jsou postiženy všechny tři druhy aspektů potřebných k vývoji stereopse - zkušenost, monokulární vodítka i vodítka binokulární (viz kapitola 3.1). Strabismus má velký význam pro kvalitu stereoskopického vjemu při sledování 3D projekce, avšak záleží na hodnotě prizmatických dioptrií, druhu a počátku vzniku šilhání. Strabismus lze dále dělit na konkomitantní, kdy je souhra svalů neporušena, ale odchylka je na úrovni jejich koordinace ve zrakové dráze a inkomitantní, u kterého je souhra svalů přímo narušena. Rozlišujeme též směry, kterým se oči uchylují. Může se jednat o úchylky očí zevně (exoforie/exotropie), dovnitř (esoforie/esotropie), nahoru (hyperforie/hypertropie), dolů (hypoforie/hypotropie) nebo též s kruhovou tendencí (exckykloforie, excyklotropie, incykloforie/incyklotropie). Častou příčinou vzniku šilhání je kombinace složek na úrovni senzorické, motorické i optické. [10, 22] Problematika šilhání je velice obsáhlá a nad rámec této práce. 5.6 Stáří U seniorů dochází vlivem věku a změn na sítnici k celkovému oslabení binokulárního vidění. Skutečnost je dána poklesem počtu fotoreceptorů, které jsou zprostředkovateli binokulárního vidění. Postupně dochází k poruše vnímání prostoru, prostorových vztahů a plasticity objektů. Zhoršuje se vizuální motorická koordinace (např. koordinace pohybů rukou), analyticko-syntetizační činnost, klesá rozlišovací schopnost zrakového systému a je zaznamenán pokles prostorové představivosti. Rozsah zorného pole je omezen na menší část předmětového prostoru, je poškozena zraková ostrost i barevné vidění. Dochází též k poruchám zrakové motility a konvergence. Pacient není schopen vnímat 3D, bývá oslabena orientace v prostoru a odhad vzdáleností. [40] Vlivem věku taktéž dochází k snižování hodnot akomodační šíře a nastává presbyopie. Tento stav je charakteristický zhoršením vidění do blízka, únavou očí při dlouhodobém čtení,

63 slzením a pálením očí. Vlivem fyziologických změn v oční čočce dochází k poklesu zejména fyzikální akomodace. Dá se předpokládat, že pokles akomodační šíře bude mít vliv na kvalitu vnímání stereoskopických projekcí. Tento předpoklad je jedním z artefaktů, který uvádím ve výzkumné části. Dalším vlivem na kvalitu stereoskopického vjemu má postupné zkalení oční čočky, která ztrácí transparentnost a tím se snižuje zraková ostrost. Chirurgickým řešením katarakty je odstranění zkalené oční čočky a náhrada čočkou nitrooční. Pacient po operaci vidí do dálky, avšak akomodační schopnost je prakticky nulová, proto zde můžeme předpokládat, že stereoskopický vjem zcela vymizí. 5.7 Alkohol Do této kapitoly jsem zařadila vliv alkoholu na kvalitu binokulárních funkcí. Víme, jaké komplexní zdravotní dopady má dlouhodobá konzumace alkoholu na lidský organismus. Mnoho lidí si však neuvědomuje, že alkohol může i v malé míře zpomalovat koordinační funkce a celkově vnímání člověka. V rámci výzkumu v bakalářské práci Vliv alkoholu na zrakové funkce Jany Lencové se prokázal výrazný vliv alkoholu na zhoršení kvality binokulárních funkcí, včetně stereopse. Ve výzkumu bylo zjištěno, že i při nezhoršeném vizu se při konzumaci alkoholu projevily skryté forie a s tím se zhoršila kvalita stereopse. K poklesu stereoskopického prahu došlo už s hodnotou 1,15 promile alkoholu v krvi zúčastněných lidí. 22 [31] 22 Hodnota 1,15 promile odpovídá zhruba 4 dcl vína u žen nebo 1,5 l piva u mužů

64 6 VYŠETŘOVACÍ METODY STEREOPSE Měřením úrovní stereopse zjistíme informace o kvalitě vidění. K zjištění stereopse se používají polarizační testy nebo testy na červenozeleném podkladu. Každý test by měl mít určenou minimální disparitu tak, aby vyšetřovaný obrazy viděl hloubkově. Každý jedinec má svou úroveň vnímání hloubky, dokonce až na úroveň 3 úhlových stupňů. Každá odchylka ve vývoji binokulárního vidění může mít za následek postižení všech tří složek JBV. Také na základě těchto poznatků je vyšetření stereopse důležitým údajem pro zjištění vývoje optického aparátu pacienta. [48] 6.1 Polarizační testy pro průkaz stereopse Pro snadné zjištění stereoskopického vidění využíváme testy založené na pozitivní nebo negativní polarizaci. 23 Stereoskopické vidění spočívá na příčném disparátním zobrazení v rozsahu tolerované disparátnosti, která je daná velikostí Panumova prostoru. Minimální úhel stereoskopické paralaxy je 10 a největší možný úhel, při kterém obrazy ještě nemají tendenci se rozdvojovat je 70. Podněty, které se zobrazují s příčnou disparitou, respektive s určitou mírou stereoskopické paralaxy, mohou být spojeny fúzí. Peter Ludvig Panum 24 vyslovil názor, že při jednoduchém binokulárním vidění se kolem korespondenčních míst vytváří areál působení, ve kterém je možno předměty vidět prostorově, odtud pochází termín Panumovy areály. (viz kapitola 3) V rámci fixační disparity II. stupně, respektive úchylky od dokonalé fixace, se může projevit zúžení stereoskopického vidění v rámci Panumových areálů. Řada testů je využívána na principu příčné disparity, například testy MKH dle německého optika Hanse-Joachima Haaseho. Další testy založeny na principu polarizace světla jsou Timsův test a test Randotův. Pro vyšetřování stereopse se testy mohou využít i u malých dětí aniž by vyžadovaly speciální přípravu MKH testy MKH testy jsou speciální polatesty využívané k diagnostice poruch binokulárního vidění, průkazu anizeikonie a stereopse. Testy jsou konstruovány na principu pozitivní 23 Pozitivní polarizace jedná se o použití černých znaků na bílém podkladě. Negativní polarizace jedná se o opak pozitivní polarizace, kde je využito černého pozadí a na něm jsou umístěny bílé znaky. 24 Peter Ludvig Panum ( ), dánský psycholog

65 polarizace s vysokým kontrastem a vysokou rozlišovací schopností. Část zkušebních znaků je orientovaná diagonálně, část vertikálně (viz obr. 6.1). Principem zjištění odchylek v binokulárním vidění je nasazení opačně orientovaných polarizačních filtrů před oči pacienta. Z jednotlivých výpovědí vyšetřovaného se určí stupeň a kvalita dosaženého binokulárního vidění. Prvním testem pro zjištění fixační disparity I. stupně je křížový test, který by měl následovat ihned po dokonalé monokulární korekci pacienta. Ručičkový test, hákový test, stereotest, stereovalenční test a dvojitý ručičkový test dále zachycují fixační disparitu II. stupně. Jedná se o testy s nepolarizovaným středovým mezikružím pro centrální fixaci, korigující též senzorickou složku úhlu odchylky fixace. Dále si popíšeme jednotlivé testy MKH pro zjištění stereopse.[46] Obr MKH sada testů [90] Trojúhelníkový stereotest Pomocí trojúhelníkového stereotestu se nabízí možnost posoudit nejen to, zda pacient vidí stereoskopicky, ale také úroveň kvality stereopse. Zda se budou jevit trojúhelníčky vepředu nebo vzadu oproti nepolarizovanému mezikruží závisí na postavení polarizátorů. Zpravidla se při postavení do V polarizace jeví trojúhelníčky vepředu oproti terči. V opačném případě polarizace do A by se měly trojúhelníčky bez časové prodlevy přemístit za fixační centrum. Rychlostí přemístění zjistíme kvalitu disparátního hloubkového vidění. Při delší časové prodlevě při výstupu trojúhelníčků dopředu je žádoucí korigovat pacienta zesílením klínů bází dovnitř, v opačném případě předkládáme klíny bází ven. [46]

66 Pola-stereometr Určením hloubky stereoskopického vjemu můžeme přesně definovat kvalitu prostorového vidění. S využitím trojúhelníkového stereotestu vyšetřovaný ukáže, kde se mu v prostoru před ním, při postavení os polarizátorů do V, jeví trojúhelníčky od fixačního centra. Udaná vzdálenost odpovídá mezi stereoskopického vidění. Vyšetření je závislé na pupilární distanci vyšetřovaného, na vyšetřovací vzdálenosti a na stereoskopických paralaxách s bázemi trojúhelníků (20 mm nebo 11 mm) 25. [46] Stereovalenční test Tento test pojímá o nejpřesnějším rovnovážném postavení očí, stereoisovalenci. Sledujeme stupnici, na kterou ukazují vrcholy trojúhelníčků. Pokud apexy směřují přesně na středové nepolarizované kolečko, jedná se o dokonalou stereoskopickou rovnováhu. Převažují-li trojúhelníčky na některou ze stran, jedná se o prevalenci daného oka. Oční prevalence se může projevit při dominanci oka, při nesprávné refrakci nebo při malém nekorigovaném zbytku heteroforie. Dle posunutí apexů na stupnici můžeme orientačně posoudit prevalenci ve stupních. [46] Pětiřadý diferencovaný stereotest V testu o pěti řádcích jsou seřazeny vždy stejné znaky (+, Δ,, ο, ι ), z nichž jeden v řádku je stereoskopický. Každý znak směrem dolů je s ubývajícím stupněm stereoskopické paralaxy. Pro vyšetřovaného je tak postupně těžší stereoskopické znaky rozeznat. Díky tomuto testu lze posoudit hranice individuálního vnímání od 4, 3,2, 1 až po 0,5 meze stereoskopického vidění. I zde je možnost převrátit orientaci os polarizátorů a dokorigovat prismaty s příslušnou orientací báze. Při zpoždění dopředu volíme bázi zevně, při zpoždění vjemu dozadu pak použijeme klíny s bází dovnitř. [46] Titmusův test Titmusův test pro průkaz prostorového vidění je založen na principu polarizace. V polarizačních brýlích, které má vyšetřovaný nasazeny na očích, jsou osy polarizace orientovány do 45 a 135, čímž je dosaženo monokulárních vjemů. Vyšetřovaný drží test před sebou ve své čtecí vzdálenosti a určuje, které obrazy z nabízených testů se mu jeví plasticky. Na vyžádání musí obrázek chytit do rukou. Pokud obrázek loví správně nad testem, 25 Normální mez stereoskopického vidění se u PD 60-70mm, vyšetřovací vzdálenosti 6 m a báze trojúhelníků 11 mm pohybuje v rozmezí od 81-93cm

67 je mu prokázáno prostorové vidění. Prvním předmětem je obraz mouchy, dále se nabízí řada devíti čtverců s kruhy, kde vždy jeden kruh je viděn stereoskopicky. Poslední částí testu jsou obrázky zvířat, seřazené ve třech řadách. Opět se zde určí obrázek, který se jeví plasticky. [49] Obr Titmusův stereoskopický test [91] Randotův test Randotův test je obdobný testu předchozímu. Jedná se o tabulku s několika testy. První z nich je složený ze čtyř políček, kde ve třech políčkách jsou stereoskopické obrázky. Vyšetřovaný má označit právě to pole, ve kterém obrázek chybí. Následuje deset polí a v každém z nich jsou tři kroužky. Jeden z kroužků je při dokonalém jednoduchém binokulárním vidění vnímán stereoskopicky. [49] Obr Randot stereotest [92]

68 II. PRAKTICKÁ ČÁST

69 7 METODIKA SHROMAŽĎOVÁNÍ DAT 7.1 CÍL VÝZKUMU Hlavním cílem studie bylo analyzovat zrakové pohodlí diváků při sledování 3D projekce v kinech. Výzkum byl zaměřen na rozšířenou věkovou skupinu zahrnující ženské i mužské pohlaví. Plánem výzkumného projektu bylo sestavení několika dílčích otázek, které měly posoudit kvalitu pohodlí diváků v průběhu sledování 3D projekce (viz podkapitola 7.1.1). Studie A. G. Soliminiho a kolektivu a další se tímto problémem již zabývaly. V kapitole Kazuistiky jsou jednotlivé studie popsány (viz kapitola 13). Dalším účelem výzkumu bylo zjištění, zda je poptávka po 3D kinematografické projekci vysoká a dle dotazníkového šetření vyvodit možná doporučení, která by mohla přispět k eliminaci zjištěných subjektivních problémů v rámci pozorování 3D efektů v kině Obsah výzkumu Výzkumný projekt posuzoval řešení dílčích problémů, a to: Návštěvnost 3D kin Celkové pohodlí při sledování 3D filmů v kinech Doprovodné příznaky během sledování 3D Možnou závislost zrakových vad na kvalitu pozorování 3D Porovnání vizuálního pohodlí mezi ženami a muži 7.2 Typy a zdroje dat Pro výzkumný účel bylo nezbytné použití primárních a sekundárních zdrojů. Primární data jsou brána z elektronických dotazníků rozesílaných formou sociální sítě, ových služeb a dále pak data z dotazníků tištěných. Dotazníkové šetření bylo zcela anonymní. Tištěné, elektronické publikace, data z vědeckých optických a lékařských časopisů a knižních publikací, dále data získané z firmy AV media Praha jsou brána za zdroj sekundární

70 7.3 Metoda analýzy dat Účelem výzkumného projektu bylo prozkoumat kvalitu zobrazování 3D filmů s porovnáním s celkovým pohodlím diváků. Z tohoto důvodu bylo k realizaci výzkumu využito metody elektronického sběru dat, která umožnila přesné zaměření respondentů dle stanovených kritérií. Nástrojem pro sběr dat byl krátký dotazník složený z 10 otázek. Dotazník byl směřován především na zrakovou problematiku při 3D pozorování. Dotazníkový formulář byl sestaven a následně vyhodnocen za pomoci internetové služby Google Documents. 7.4 Výběrový soubor respondentů Základní soubor dotazovaných návštěvníků kin byl v zastoupení z celé České republiky. Plánovaná velikost výběrového souboru byla okolo 200 respondentů ve věku od 15 do 55 let, což je skupina brána jako nejčastěji navštěvující kina vůbec. Celkově se podařilo shromáždit 253 řádně vyplněných dotazníků. Z celkového počtu bylo 87 mužů (34 %) a 166 žen (66 %). Průměrný věk respondentů se pohyboval okolo 23 let, z toho byl průměrný věk chlapců 25 let a 26 let u dívek. Tabulka č. 3 Zastoupení respondentů dle pohlaví Pohlaví jednotkově procentuálně Ženy % Muži % Celkem % Tabulka č. 4 Zastoupení osob dle věkové kategorizace Věk do nad 56 Počet osob Zastoupení v % 8 % 62% 23% 2% 4% 1%

71 7.5 Pilotáž Kontrola správnosti a jednoduchosti kladených otázek ještě před vypuknutím výzkumu byla pozorována na menším množství dotázaných respondentů. Žádné nejasnosti v otázkách ani při výběru odpovědí nezaznamenali. Tabulka č. 5 Harmonogram výzkumného projektu DRUH PRÁCE Definice problému, cíle práce Plán výzkumu Tvorba dotazníku MĚSÍC 10/ /2014 1/2015 2/2015 3/2015 4/2015 X X X Sběr údajů X X X Analýza dat X Zhodnocení vedoucím práce Odevzdání práce X X

72 8 REALIZAČNÍ FÁZE 8.1 Sběr a zpracování údajů Sběr údajů probíhal dle harmonogramu od listopadu Dotazníky byly rozesílány prostřednictvím sociální sítě Facebook a sdíleny na základě spolužáků a kamarádů. Oslovit se podařilo především mladší věkovou skupinu. Odpovědi vyšší věkové skupiny tak byly získány pomocí dotazníků tištěných, které respondenti měli možnost vyplňovat v Rehabilitačním ústavu Chuchelná. Aktivní vyplňování dotazníků zejména mladšími respondenty na síti Facebook je vysvětlováno větším zastoupením této věkové kategorie a používáním služby. Rovněž bylo předem počítáno s tím, že 3D kina navštěvuje zejména mladší generace. Snahou bylo získání dat z rozšířené věkové skupiny, aby mohla být analýza a zpracované údaje aplikovány na všechny věkové kategorie. Výběr dotazovaných byl proto při výzkumu průběžně kontrolován. Postupnou regulací a záměrným zaměřením na dané věkové skupiny se podařilo vyplnit celkem 253 dotazníků. Výsledná data jsou uvedena v tabulce č. 3. Získané údaje byly vyhodnoceny a zpracovány prostřednictvím služeb Microsoft Office Word a Microssoft Excel. Výsledky byly uvedeny v procentuálním a jednotkovém zastoupení. Pro názornost údajů byly využity tabulky a grafy, rovněž zpracovány v programu Microssoft Excel

73 9 PRACOVNÍ HYPOTÉZY Na podkladě známých zahraničních studií (viz kapitola 13) zabývajících se vlivy 3D technologie na vizuální systém člověka a jeho zátěž byly stanoveny 4 hypotézy. 1. Nejčastějším nežádoucím doprovodným příznakem při sledování 3D projekce je obtížné přeostřování a bolest očí. 2. Ženy mohou oproti mužům pociťovat při sledování 3D projekce vyšší dyskomfort spojený s nevolností, únavou a rozmazaným viděním vzhledem k vyšší citlivosti vizuálně-vestibulárního systému. 3. Lidé trpící zrakovými refrakčními vadami budou pociťovat celkově menší pohodlí při sledování 3D kinematografické projekce oproti emetropům. 4. U lidí trpících strabismem je prokázána celková únava při sledování 3D efektů a pocítění očního napětí, způsobeného v rámci namáhání zrakového aparátu

74 10 ANALÝZA VYUŽITÍ 3D PROJEKCE 10.1 Spokojenost diváků při sledování 3D projekce Cílem experimentálního šetření bylo zjištění subjektivního pohodlí diváka při sledování 3D filmové projekce v kině. Zraková únava je důležitým aspektem vedoucím k přezkoumání norem v rámci 3D technologie TV a kin. Únava je zřejmě způsobena nepoměrem složky akomodační a konvergenční a zahrnuje širokou škálu aspektů. Studie se zaměřuje na celkové subjektivní příznaky jako bolest očí, hlavy a dalších při sledování komerčních 3D filmů. Výzkum byl proveden na základě vyhodnocení krátkých dotazníků, které zahrnovaly celkem 10 otázek se zaměřením na četnost návštěvnosti 3D kin, usazení návštěvníků před promítacím plátnem, subjektivních pocitů při sledování filmů, zjištění zrakové vady a její hodnoty, strabismu, očních patologií a samozřejmě věku a pohlaví probandů. Účastníků studie bylo celkem 253 ve věkovém rozmezí let. Z celkového počtu zúčastněných uvedlo 207 lidí (82 %) alespoň jeden subjektivní příznak. Ze zkoumaných symptomů návštěvníci nejčastěji udávali mechanický tlak brýlí (34 %), obtížné přeostřování (30 %), bolest očí (25 %) a hlavy (19 %). Celkem 54 % probandů dále uvedlo menší pohodlí při filmové projekci, pro 24 % bylo sledování zcela pohodlné, pro 16 % nepříjemné, v 5 procentech bolestivé a pro 1% (3 lidé) dokonce trýznivé. Již předešlé studie zaznamenaly vizuální nepohodlí diváků při delším sledování 3D projekce se závěrem, že nepohodlí může vyvolávat právě nerovnost poměru mezi akomodací a konvergencí (viz kapitola 13). Dotazník lze rozdělit do tří oblastí studie. První částí bylo zkoumání celkového subjektivního pohodlí diváků při 3D projekci, která zahrnovala otázky typu bolest očí, hlavy, nevolnost, obtížné zaostřování, tlak v očích, aj. Druhá část se zabývala zjištěním zrakových vad probandů, dalších očních onemocnění, strabismem a třetí část byla zaměřena na fyziologické parametry (věk, pohlaví). Dotazník je vložen do příloh na konci diplomové práce

75 11 VÝSLEDKY Při sledování stereoskopických obrázků sleduje každé oko obrázek určený právě jemu. Výsledkem je nepoměr mezi konvergencí, divergencí, fůzí a zároveň akomodací očí. Znamená to, že při sledování stereoskopických, dokonce pohybujících se obrázků, nutíme přizpůsobit oči na něco, na co nejsou z běžného života zvyklé, což způsobuje jejich namáhání a únavu. Únava zraku může být způsobena častým přeostřováním a konvergencí očí na blízké vystupující předměty a rovněž může zahrnovat kortikální funkce, například ty, které jsou zapojeny v rámci sledování zorného pole, vysokých kontrastů, geometrických struktur. K bolestem přispívá i vyšší soustředěnost na sledovanou scénu v rámci projekce. K subjektivním příznakům zrakové únavy patří únava očí, suché oči, prasklé cévky na očních víčkách, pocit tlaku v očích, bolest okolo očí, obtížné přeostřování, rozmazané vidění a bolest hlavy. Tyto aspekty byly v rámci studie zahrnuty do výzkumu a jejich výskyt při sledování projekce se skutečně potvrdil. Objektivní měření akomodační odpovědi může nahradit hodnocení subjektivní zrakové únavy. Předpokládá se, že únava očí způsobená sledováním 3D většinou do 30 minut po prohlížení obrázků ustane a zrakové funkce se vrátí do původního stavu. [62] Analýza položky č. 1 Jak často navštěvujete 3D kino? Záměrem otázky bylo přibližné zjištění četnosti návštěv 3D kin diváky v České republice. Společnost IMAX se snaží do svých projekcí stále více zahrnovat 3D vysílání filmových trháků, avšak z dotazníků bylo zjištěno, že průměrná roční návštěvnost 3D v rámci dotázaných respondentů byla téměř nulová. Otázka zahrnovala čtyři možné odpovědi. Aby respondenti mohli dotazník podstoupit, bylo podmínkou navštívit 3D kino alespoň jednou. 3D projekci navštěvuje alespoň 1x za rok 168 dotázaných (66 %), nenavštěvuje 81 dotázaných (32 %) a z celkového počtu respondentů byly pouze 4 (2 %), kteří navštíví 3D kino alespoň 1x za měsíc. Žádný z dotázaných nenavštěvuje 3D kino pravidelně nebo 1x za týden. Výsledky jsou procentuálně znázorněny v grafu č. 1. V grafu č. 2 je dále uvedena návštěvnost 3D kin dle věkových kategorií. Věková kategorie let navštěvuje 3D kina nejčastěji (64 %). Na druhém místě v návštěvnosti je

76 kategorie ve věkovém rozmezí let (23 %). 8 procentní návštěvnost vykazuje kategorie do 15 let. Ostatní věkové skupiny ze souboru zkoumaných navštěvují 3D kina jen výjimečně. Graf č. 1 Frekvence návštěv 3D kin Graf č. 2 Frekvence návštěv 3D kin dle věku respondentů

77 Analýza položky č. 2 Jak je pro vás sledování 3D filmu příjemné? Míru Vašeho pohodlí, prosím, označte. Na zjištění míry pohodlí diváků při 3D projekci v rámci výzkumu je položena experimentální část diplomové práce. Otázka se skládala z pěti možných odpovědí, kde každý mohl vybrat pouze jednu. Respondenti si vybírali z těchto odpovědí: trýznivé, bolestivé, nepříjemné, méně pohodlné a zcela pohodlné. Každá odpověď měla v závorce upřesněno přirovnání s 3D brýlemi. Například pro odpověď trýznivé znamenalo, že je divák nucen brýle v průběhu sledování 3D sundat, naopak pro kladnou odpověď zcela pohodlné bylo v závorce uvedeno, že divák při sledování s brýlemi nic nedělá (viz příloha č. 1). Vyhodnocení odpovědí respondentů přineslo zajímavé zjištění. Ze sumativního počtu dotázaných byla 3D filmová projekce zcela komfortní pouze pro 61 lidí (24 %). Pro zbylou většinu respondentů byla návštěva 3D kina spíše nepohodlnou. V procentuálním zastoupení bylo sledování méně pohodlné pro 54 % diváků, nepříjemné pro 16 %, bolestivé pro 5 % a pro 1 % dokonce trýznivé. V grafu č. 3 jsou výsledky vztaženy dle celkového počtu zúčastněných výzkumu a jsou vyjádřeny v jednotkách. Pro přehlednost je také vložen graf s vyjádřením v procentech (viz graf č. 4). Graf č. 3 Distribuce míry pohodlí diváků při 3D projekci (n=253)

78 Graf č. 4 Distribuce míry pohodlí diváků při 3D projekci v procentech Analýza položky č. 3 Míváte při delším sledování 3D filmů v kině některé z těchto příznaků? V případě, že ano, zaškrtněte, prosím, o které příznaky se jedná. Dalším důležitým záměrem výzkumu bylo zjištění, zda diváky během sledování 3D filmů doprovází některé nepříjemné subjektivní příznaky, díky kterým může být celkový dojem z 3D projekce narušen. Otázka zahrnovala 9 možných odpovědí, ze kterých měli respondenti možnost vybírat a záměrně je i kombinovat. Odpovědi jsou zaznamenány v grafu č. 5. Nejvíce vyskytujícím se příznakem pociťovaným respondenty byl mechanický tlak brýlí (34 %), obtížné zaostřování (30 %), bolest očí (25 %), oční napětí (20 %), bolest hlavy (19 %), celkové nepohodlí (18 %), celková únava (13 %) a nevolnost (5 %). Z celkového počtu respondentů bylo pouze 46 lidí (18 %) bez nepříjemných pocitů

79 Graf č. 5 Zastoupení negativních subjektivních příznaků při 3D projekci (n=253) V grafu č. 6 je procentuálně znázorněn výskyt subjektivních příznaků nejčastěji udávaných dle pohlaví probandů. Nejvíce vyskytujícím se příznakem u žen je mechanický tlak brýlí, který udává 49 žen z jejich celkového zastoupení (166), následuje obtížné zaostřování (49 žen), bolest očí (42 žen), bolest hlavy (36 žen), oční napětí (36 žen). Celkové nepohodlí vnímá 33 žen, bez příznaků jich je 30, únavu pociťuje 23 žen a nejméně byla udávaná nevolnost, kterou z jejich celkového zastoupení udalo 9 žen. Muži snáší sledování 3D projekce lépe, oproti ženám. 15 mužů z celkového počtu osmdesáti sedmi nepociťuje žádné příznaky. Nejčastěji udávaným nepříjemným příznakem při sledování 3D projekce u mužů byl mechanický tlak brýlí (36), obtížné zaostřování (25), bolest očí (21), pocit očního napětí (15), pro 13 mužů je dojem z 3D projekce celkově nepohodlný, bolest hlavy udává 11 mužů, únavu 8 mužů a nevolnost zaznamenávají pouze čtyři. V tabulce č. 6 můžeme srovnat míru pohodlí žen a mužů při projekci 3D v kinech. Procentuální hodnoty jsou vypočteny z průměrného zastoupení žen a mužů

80 Tabulka č. 6 Míra pohodlí respondentů v porovnání žen oproti mužům Trýznivé Bolestivé Nepříjemné Méně pohodlné Zcela pohodlné Muži % 5% 17% 46% 30% Celkem 87 Ženy ,10% 5% 16% 56% 23% Celkem 166 Graf č. 6 Vyjádření míry pohodlí diváků při 3D projekci podle pohlaví

81 Graf č. 7 Míra pohodlí žen v 3D kině Graf č. 8 Míra pohodlí mužů v 3D kině

82 Analýza položky č. 4 Ve které řadě v kině při sledování 3D nejčastěji sedíte? V rámci otázek byla práce zaměřena také na preferenci umístění diváků před promítacím plátnem, jelikož vzdálenost diváků od promítacího plátna může mít vliv na kvalitu 3D efektů. (viz kapitola 4.4) Celkem 79 % dotázaných upřednostňuje usazení v prostředních řadách v 3D kině. Umístění respondentů v sále je zobrazeno v následujícím grafu č. 9. Graf č. 9 Pozice diváků vzhledem k promítacímu plátnu v 3D kině Graf č. 10 Vyjádření míry pohodlí diváků v závislosti na jejich vzdálenosti od promítacího plátna

83 Analýza položky č. 5 Zda nosíte brýle nebo kontaktní čočky, o jakou zrakovou vadu se jedná? Cílem otázky bylo zaznamenat vyšší refrakční vady, ať už z řad myopie, hypermetropie či astigmatismu, které by mohly mít vliv na kvalitu 3D vjemu a na celkové pohodlí diváků. V případě, že respondent zaznamenal svou ametropii, následovala otázka č. 6, která zjišťovala míru refrakční vady. Z celkového počtu 253 respondentů bylo bez korekce 121 diváků. Z řad ametropií převažovala myopie, kterou udalo 123 diváků, hypermetropii mělo 7 diváků a 2 trpěli astigmatismem. Graf č. 11 Zastoupení refrakčních vad v analyzovaném vzorku (n=253) Analýza položky č. 6 Kolik máte dioptrií? V rámci stanovené hypotézy č. 2 byla do dotazníku zahrnuta otázka ohledně výše případné refrakční vady respondentů. Pro následné vyhodnocení odpovědí a posouzení s možnou souvislostí ametropie a subjektivně pociťovaných příznaků během projekce, byla výše refrakční vady převedena do hodnot sférického ekvivalentu. Na tomto poznatku byly oči posuzovány jako emetropické, myopické a hypermetropické. Za emetropické oči byly považovány ty, u kterých byla hodnota sférického ekvivalentu -0,5 D < SE < +0,5 D

84 Myopická ametropie byla ve výzkumu brána od hodnot SE -0,5 D a pro hypermetropii pak platilo, že je hodnota SE +0,5 D. Analýza měla potvrdit hypotézu č. 2, že výše refrakční vady má vliv na kvalitu sledování 3D projekce. Následující tabulka udává celkový počet očí hypermetropických, myopických a emetropických, vzhledem k předem stanoveným kritériím hodnot. Graf č. 12 vyjadřuje míru pohodlí v závislosti na sférických ekvivalentech při 3D sledování filmů. Míra pohodlí je v tomto případě označena hodnotami 1 5, kde 1 znamená trýznivé, 5 zcela pohodlné. Ve výsledku musíme brát v úvahu jisté odchylky od udávané refrakce respondentů, která byla pro jednoduchost analýzy převedena na hodnotu sférického ekvivalentu. Vzhledem k předpokladu, že diváci měli při sledování 3D filmů svou ametropii korigovanou brýlemi, či kontaktními čočkami, tím pádem je můžeme považovat za pseudoemetropy, z grafu nemůžeme určit, zda mají refrakční vady skutečně velký vliv na celkové pohodlí při sledování 3D. Z řad emetropie je 3D projekce zcela pohodlná v 27 % (33 diváků), pro 51 % méně pohodlná (62 diváků), nepříjemná pro 24 emetropů (19 %). Bolestivé podněty vyvolává 3D pouze u jedné slečny bez ametropie, avšak u ní je prokázán strabismus. Z celkového počtu myopů (n=123) hodnotilo 25 % (31) sledování 3D jako zcela pohodlné, méně pohodlné pak 50 % (62), nepříjemné 14 % (17), bolestivé 9 % (11) a trýznivé sledování 3D je u 3 % krátkozrakých diváků (3 lidé). Hypermetropických respondentů se podařilo nashromáždit celkem 7. Ve věku byli 2 účastníci výzkumu, kteří hodnotili sledování jako méně příjemné. V presbyopickém věku (nad 36 let), s udávanou hypermetropickou korekcí, bylo 5 diváků, kteří hodnotili 3D opět jako méně příjemné. Většina těchto hypermetropů udávala obtížné přeostřování během sledování filmů (viz tabulka č. 10). V grafu č. 13 je vynesena lineární závislost výše dioptrické vady na subjektivní pohodě diváků, kde 1 znamená trýznivé a 5 vyjadřuje zcela pohodlné sledování. Hodnoty byly získány ze vzorku 60 subjektů ve věku let a to z důvodu jejich nejvyššího zastoupení z řad krátkozrakých respondentů Celkově byly zprůměrovány hodnoty emetropické a ametropické a převedeny do závislosti průměrné míry pohodlí 3D projekce. Můžeme tedy soudit, že čím vyšší bude hodnota ametropie, tím hůře může divák 3D filmy snášet

85 Tabulka č. 7: Zastoupení počtu emetropických, myopických a hypermetropických očí ve sledovaném vzorku dle sférického ekvivalentu Počet dioptrií dle sf. ekvivalentu v +/- Dpt. Emetropi Myopi Hypermetropi ,25-0, ,75-1, ,25-1, ,75-2, ,25-2, , ,25-3, , ,25-4, ,75-5, ,25-5, Celkem Graf č. 12: Míra pohodlí dle sférických ekvivalentů

86 Graf č. 13: Míra pohodlí u myopických respondentů v závislosti na sférických ekvivalentech V grafu č. 14 můžeme vidět rozdíly kvality celkového pohodlí emetropických diváků a diváků krátkozrakých. Hypermetropičtí respondenti nebyli do vztahu vyneseni, vzhledem k jejich nedostatečnému vzorku. Míra pohodlí je naznačena na vodorovné ose v číslech 1 5. Číslo 1 znamená pro diváky trýznivé sledování projekce, 2 bolestivé, 3 nepříjemné, 4 značí méně pohodlnou projekci a číslo 5 zcela pohodlné sledování filmů. Svislá osa ukazuje zastoupení respondentů v procentech, vzhledem k udávanému pohodlí při projekci. Z grafu lze vyčíst, že pohodlněji vnímají sledování 3D vjemů skutečně emetropové oproti myopům. Kvalitu projekce může ovlivňovat nedostatečná korekce ametropie, taktéž jako možné překorigování respondentů. Nutno poznamenat, že procentuální rozdíly mezi oběma skupinami jsou minimální

87 Graf č. 14: Rozdíly v míře pohodlí při sledování 3D u myopů a emetropů Graf č. 15: Lineární závislost míry pohodlí emetropie a myopie při sledování 3D

88 Analýza položky č. 7 Máte jiné oční onemocnění? Prosím, napište které. Otázka č. 7 byla formou otevřené odpovědi. Oční onemocnění uvedli celkem čtyři respondenti. U prvního byla zaznamenána vrozená katarakta, u druhého tupozrakost, třetí trpěl počátečním stadiem keratokonu a poslední respondent udává suché oči. Dívka s vrozenou kataraktou pociťuje sledování 3D jako méně pohodlné s nutkavými pocity sundání brýlí. Během projekce ji doprovázejí subjektivní příznaky obtížného přeostřování, celkové únavy a nepohodlí. V rámci znalostí o fungování 3D technologie lze příznaky očekávat, jelikož zakalená oční čočka má celkově zhoršený vizus a nesprávný poměr AC/A. U ženy s tupozrakostí byla prokázána bolest očí a bolest hlavy, žádné další nepříznivé vlivy 3D projekce naznačeny nebyly a sledování 3D efektů je pro ni celkově méně pohodlné. Ve třetím případě keratokonu nebyl zaznamenán žádný negativní vliv 3D, jedinou stížností byl mechanický tlak použitých polarizačních brýlí. Vyvození celkových závěrů je v těchto případech velice obtížné vzhledem k anonymitě dotazovaných a nemožnosti optometrického vyšetření. Žena trpící onemocněním suchých očí vnímá sledování 3D jako nepříjemné. Ze symptomů udává pocity očního napětí, obtížného přeostřování, bolesti očí, celkového nepohodlí a celkové únavy. Nutno poznamenat, že netrpí žádnou refrakční vadou. Pro porovnání výsledků je zde uvedena tabulka odpovědí všech čtyř respondentů. Tabulka č. 8: Rozložení jednotlivých očních onemocnění ve sledovaném vzorku Oční onemocnění Míra pohodlí Suché oči nepříjemné Symptomy oční napětí, obtížné přeostřování, bolest očí, celkové nepohodlí, celková únava, mechanický tlak brýlí Refrakční vada Strabismus Věk ne ne Tupozrakost méně pohodlné bolest očí, bolest hlavy, mechanický tlak brýlí OD -5,25 OS -5,25 nevím Keratokonus méně pohodlné mechanický tlak brýlí OD -0,5 OS -0,5 ne Vrozená katarakta méně pohodlné obtížné přeostřování, celková únava, nepohodlí OD -4,00 OS -2,25 ne

89 Analýza položky č. 8 Trpíte strabismem (šilháním)? Je známo, že hodnota heteroforie má velký vliv na kvalitu stereoskopického vnímání člověka. Dotazníkového šetření se zúčastnilo celkem 9 lidí trpících strabismem, 230 lidí bez projevu šilhání a 14 lidí, kteří o svém případném šilhání nevědí. V rámci zhodnocení příznaků u šilhajících respondentů bylo u pěti potvrzeno obtížné přeostřování (55%), celkové nepohodlí udává rovněž 5 diváků (55%), celková únava je vnímána 3 respondenty (44%). Oční napětí a bolest očí jsou zastoupeny v 33 %. Bolest hlavy (11%) a nevolnost (11%) byla udána pouze jednou. Vzorek lidí s vyskytujícím se strabismem je pro vyslovení možných závěrů nedostačující. Dalším důvodem, který znemožňuje vyslovení jistých hypotéz je neznalost výše prizmatické korekce. Přesto je zde uvedena tabulka č. 9 udávající subjektivní příznaky všech devíti probandů. Pro žádného diváka ve vzorku sledovaných s výskytem šilhání nebylo sledování 3D zcela pohodlné. Nejčastěji udávanou obtíží bylo celkové nepohodlí, obtížné zaostřování a únava, což jsou příznaky, které mohou korelovat s nedostatečnými fúzními rezervami a nadměrným namáháním zrakového aparátu. Graf č. 16 Zastoupení strabismu ve sledovaném vzorku respondentů

90 Tabulka č. 9 Subjektivně pociťované obtíže u lidí se strabismem při sledování 3D projekce šilhání oční napětí obtížné zaostřování bolest očí bolest hlavy nevolnost celkové nepohodlí celková únava mechanický tlak brýlí nemám žádné příznaky č. 1 x x x x x č. 2 x x x x č. 3 x x č. 4 x x x č. 5 x č. 6 x x x č. 7 x x č. 8 x č. 9 x x Graf č. 17 Nejčastější příznaky při sledování 3D projekce u lidí se strabismem

91 Analýza položky č. 9 Věk Z celkového počtu 253 respondentů bylo 21 ve věku do 15 let, 158 v rozmezí let, dále 59 zúčastněných mezi lety, 4 mezi lety, 9 respondentů v rozmezí let a starší jak 55 let byly 2 zúčastnění. Věkové rozmezí bylo voleno záměrně, jelikož se předpokládalo, že lidé nad 36 let 3D kina navštěvují jen výjimečně. Také bylo myšleno, že lidé v počátečním stadiu presbyopie, tzn. ve vymezeném věkovém rozmezí let a výše, budou mít v rámci dyskomfortu uvedeno obtížné přeostřování oční čočky na 3D efekty. 15 respondentů bylo ve věku 36 a výše. Z tohoto počtu uvádělo celkem 10 lidí menší pohodlí při 3D projekci (2 lidé ve věku 36 45, 7 lidí ve věku a 1 člověk ve věku nad 56 let), pro 3 lidi je sledování 3D nepříjemné (2 lidi ve věku a 1 v rozmezí 46 55) a pro jednoho zúčastněného, ve věku nad 56 let, je sledování 3D trýznivé. Celkem 7 lidí (47 %) ve věku starším 36 let uvedlo jako subjektivní příznak obtížné zaostřování (viz tabulka č. 10). Lze předpokládat vliv ztráty akomodace na podkladě presbyopie. Dostatečná akomodace je při 3D projekci potřebná (viz kapitola č. 3). V grafech č. 18 a 19 jsou procentuálně znázorněny celkové příznaky udávané respondenty s rozdělením dle věku a pohlaví. Graf č. 18 Zastoupení respondentů dle věku (n=253)

92 Graf č. 19 Procentuální výskyt subjektivních příznaků dle věkových kategorií u žen V grafu č. 19 můžeme snáze vyčíst subjektivní příznaky zachycované ženami v různých věkových kategoriích. Do 15 let se u žen potíže projevují nejméně. V kategorii let je nejpočetněji zaznamenán mechanický tlak brýlí (34 %), dále bolest očí (30 %), obtížné zaostřování (28 %), oční napětí (25 %), bolest hlavy (24 %), celkové nepohodlí (23 %). Nejméně je zaznamenávána nevolnost (6 %). Ve věkovém rozmezí let je zcela převažujícím příznakem obtížné přeostřování (37 %). Oční napětí, bolest očí, bolest hlavy a mechanický tlak je udáván v 19 %. I v tomto věkovém rozsahu je nejméně vnímána nevolnost (7 %). Zajímavou kategorií je presbyopická skupina ve věku 46 55, která nejčastěji udává pocit očního napětí (60 %) a obtížné zaostřování (40 %), což může poukazovat na ztrátu akomodace a s ní spojený pokles kvality stereoskopického vidění u respondentek

93 Graf č. 20 Procentuální výskyt subjektivních příznaků dle věkových kategorií u mužů V grafu č. 20 je procentuální rozložení příznaků dle věkového zastoupení u mužů. V kategorii do 15 let se vyskytuje mechanický tlak brýlí v 60 %. Další kategorie let nejvíce zaznamenává obtížné zaostřování (36 %), dále mechanický tlak brýlí (34 %), oční bolest (30 %) a bolest hlavy (20 %). Bez obtíží je v této kategorii 18 % diváků. Nejméně je opět pociťována nevolnost (5 %). Ve věku let nejvíce převažuje mechanický tlak brýlí (47 %), následuje obtížné zaostřování (28 %) a oční napětí (25 %). Nevolnost je zaznamenána pouze v 6 %. Tabulka č. 10 Subjektivní příznaky jednotlivých respondentů starších 36 let Pocit při sledování 3D méně pohodlné Subjektivní příznaky Ametropie Dpt Věk Pohlaví obtížné zaostřování hypermetropie +1, Žena obtížné zaostřování, mechanický tlak brýlí hypermetropie +1, Žena mechanický tlak brýlí Muž oční napětí, obtížné zaostřování, únava myopie -1, Žena

94 oční napětí, obtížné zaostřování myopie Žena oční napětí myopie Muž oční napětí, bolest očí, bolest hlavy, celkové nepohodlí myopie -3, Žena obtížné zaostřování myopie -5, Žena mechanický tlak brýlí hypermetropie +2, Muž obtížné zaostřování hypermetropie +2,5 nad 56 Žena nepříjem né obtížné zaostřování, celkové nepohodlí, mechanický tlak brýlí myopie Žena bolest očí myopie -1, Muž trýznivé celková únava myopie -3 nad 56 Muž Analýza položky č. 10 Pohlaví Analýza byla založena na celkovém počtu 253 řádně zodpovězených dotazníků. Z tohoto počtu bylo celkem 166 ženských odpovědí a 85 odpovědí mužských. Graf č. 21 udává zastoupení obou pohlaví v procentech. V rozmezí do 15 let bylo 17 žen (7 %) a 4 muži (1 %). V kategorii let bylo 112 žen (45 %) a 44 mužů (18 %), ve věkové skupině pak 27 žen (11 %) a 32 mužů (13 %). Mezi byly 4 ženy (1 %). V rozmezí let bylo 5 žen (2 %) a 4 muži (1 %) a poslední kategorie zahrnovala 1 ženu a 1 muže. Graf č. 21 Zastoupení respondentů ve sledovaném vzorku dle pohlaví

95 12 DISKUZE 12.1 Reprodukovatelnost výsledků Hodnocení celkového pohodlí je u každého jedince značně subjektivní, stejně jako zjištěná škála únavnosti člověka. Divák, který se může za stejných podmínek ve srovnání s jiným cítit zcela vyčerpaný, může míru své únavnosti zaznamenat zcela odlišně od diváka se stejnými pocity. Proto by se měla ve výsledku srovnávat míra celkového pohodlí při sledování 3D se zaznačenými subjektivními příznaky Zhodnocení hypotéz V úvodu výzkumné části práce byly stanoveny čtyři hypotézy, které měly být zkoumáním potvrzeny nebo vyvráceny. Zhodnocení a závěr plynoucí z výzkumů je probrán níže. 1. Nejčastějším nežádoucím doprovodným příznakem při sledování 3D projekce je obtížné přeostřování a bolest očí. Výsledky předložené studie dokazují, že nejčastějším nepříjemně pociťovaným příznakem při 3D projekci je mechanický tlak brýlí, který udává až 34 % dotazovaných respondentů. Velkou nevýhodu mají ti diváci, kteří z důvodu své refrakční vady musí nosit brýlovou korekci. V tom případě musí mít na očích nasazeny své brýle dioptrické, včetně druhých brýlí polarizačních. Dalším udávaným symptomem z řad nepohodlí diváků je obtížné přeostřování (30 %) a bolest očí (25 %). Tyto symptomy mohou být vyvolány u diváků z důvodů nepřirozených podmínek kladených na akomodační a konvergenční mechanismus. Potíže s přeostřováním mají zvláště presbyopičtí respondenti, u kterých je již prokázána ztráta akomodace. Lze tak s jistotou říci, že naše hypotéza byla potvrzena. 2. Ženy mohou oproti mužům pociťovat při sledování 3D projekce vyšší dyskomfort spojený s nevolností, únavou a rozmazaným viděním vzhledem k vyšší citlivosti vizuálně-vestibulárního systému. Hypotéza byla stanovena na podkladě studie Roddera a kol., která vychází z toho, že z zkoumaných lidí, zahrnujících všechny věkové skupiny, byla potvrzena porucha kinetického aparátu u 40 % žen a 20 % mužů

96 Na základě zpracování okolních vjemů zrakem dochází k uvědomění centrální rovnovážné oblasti o poloze těla vzhledem k okolnímu prostředí. Kinetóza 26 se může projevit vlivem nesouladu mezi vnímaným a skutečným pohybem, což je jev, který je podkladem 3D projekce. Centrum pro rovnováhu sídlí ve středním uchu a pracuje společně s vizuálním systémem. Poskytují-li tyto dva smysly nesouhlasné informace, může člověk pociťovat také nauzeu. [45] Vzhledem k mechanismu technologie a hlubším zážitkům při stereoskopické projekci naše studie usuzuje, že se během projekce může kinetóza projevit a to s vyšší četností právě u žen. Ukázalo se, že ženy snáší 3D projekci skutečně hůře oproti mužskému pohlaví. Zcela pohodlná projekce je pro 30 % mužů, ale jen pro 23 % žen. Menší pohodlí pak pociťuje 46 % mužů, ale až 56 % žen. Nepříjemně působí 3D efekty na 17 % mužů a 16 % žen. Bolestivé pocity vyvolává 3D projekce u 5 % mužů i žen a trýznivě působí pro 2 muže a 1 ženu. Z řad symptomů u mužů je nejčastější potíží nevhodná velikost polarizačních brýlí, dále obtížné zaostřování a bolest očí. U žen jsou první tři příznaky zcela shodné s muži. 3. Lidé trpící zrakovými refrakčními vadami budou pociťovat menší pohodlí při sledování 3D kinematografické projekce oproti emetropům. Dle výzkumu v bakalářské práci Zrakové klamy Elen Matušíkové bylo potvrzeno, že dekompenzované refrakční vady mohou mít vliv na kvalitu stereopického vidění. U myopických očí je dioptrická hodnota -2 dpt hranicí mezi porušenou stereopsí a stereopsí zcela nevýbavnou. U hypermetropických očí byla zjištěna průměrná hodnota +5 dpt, od které může divák ztrácet schopnost vnímat trojrozměrně. Vyšší hranice je zde dána možností využití vlastní akomodace u nepresbyopických hypermetropů, naopak dalekozrací lidé s vyšším poklesem akomodační šíře budou opět schopnost stereopse ztrácet i při nižších dioptrických hodnotách. [33] 26 Kinetóza nebo také nemoc z pohybu (závrať)

97 Výzkumu se zúčastnilo celkem 123 myopů a 7 hypermetropů. Lze předpokládat, že respondenti měli při sledování 3D filmů v kině nasazenou svou korekci, tudíž měli navozený stav pseudoemetropie. Dle vynesení lineární závislosti míry pohodlí diváků na počtu odpovědí myopických a emetropických respondentů lze částečně usuzovat, že refrakční vada má skutečně vliv na kvalitu 3D vjemu. Nejen daná refrakční vada, ale také podkorigovaná nebo nedokorigovaná refrakce se mohla projevit na kvalitě pohodlí. Hypermetropičtí respondenti udávali menší pohodlí při projekci ve 100 %. Pro 53 % myopů bylo sledování méně pohodlné s častým příznakem obtížného přeostřování, pro 14 % nepříjemné, pro 9 % bolestivé a trýznivé pro 2 %. Pouze 25 % myopů snáší 3D efekty bez potíží. Hypotéza, že hodnota ametropie má vliv na míru pohodlí při 3D filmových efektech potvrzena byla. 4. U lidí trpících strabismem je prokázána celková únava a nepohodlí při sledování 3D efektů a pocítění očního napětí, způsobeného v rámci namáhání zrakového aparátu. U lidí trpících strabismem je narušeno jednoduché binokulární vidění. Lze předpokládat, že sledování 3D efektů vyžaduje velkou soustředěnost zrakového aparátu, vyrovnání složek akomodační a konvergenční, dokonalou fúzi a stereopsi. Celkem se podařilo shromáždit 9 respondentů trpících strabismem, kteří udávali nejčastějším příznakem při sledování 3D obtížné zaostřování (55 %), celkové nepohodlí (55 %), únavu (44 %), oční napětí (33 %), bolest očí (33 %), bolest hlavy (11 %) a na posledním místě nevolnost zastoupenou taktéž v 11 procentech. Hypotéza tak byla prokázána z části, jelikož nejčastějším symptomem bylo obtížné přeostřování, až po něm pak následovaly cílené symptomy z hypotézy

98 13 ROZBOR DOPOSUD PUBLIKOVANÝCH STUDIÍ Studie č. 1 Výzkum prvotních efektů stereoskopických displejů na optometrické parametry Účel: Porovnání efektů optometrických parametrů čtením textů prezentovaných ve 2D a 3D formátu. Metody: Studie měřila změny v binokulární zrakové ostrosti, fixační disparitě, při předkládání hranolů, heteroforii, fúzní horizontální rezervy, prizmatické zatížení a změny v akomodační odpovědi na blízké předměty po dokončení čtení souvislého 2D a 3D textu, každého na 1 minutu. Úkol se skládal ze čtení vět na polarizovaném displeji a autostereoskopickém displeji s textem bez nebo se stereoskopickou disparitou určenou na 3 m. Výkonnost byla hodnocena na základě rychlosti čtení textu probandů. Subjektivní příznaky byly hodnoceny podle konvergenční nedostatečnosti, tzv. Convergence insufficiency Symptom Survey (CISS). Záměrně byly vybrány nadměrné nastavení 3D, kde se očekávaly velké neshody mezi akomodací a konvergencí a vznik astenopických obtíží. Výsledky: Po přečtení prvního úkolu v režimu 2D a 3D bylo pomocí CISS dotazníku zjištěno zvýšení astenopie o 10 bodů (9 19) pro polatest (p <0,001) a 13 bodů (5 18) pro autostereoskopické displeje (p <0,001). Střední rychlost čtení po prvním úkolu byla výrazně pomalejší v režimu 3D než v 2D (snížení o 45 slov za minutu při polatestu n=39 a snížení o 23 slov za minutu při autostereoskopickém prohlížení n=19, p je <0,001). Celková rychlost čtení se navýšila při opakování stejných úkolů pro obě technologie. Tento jev mohl být na základě adaptace zrakového systému a efektu učení. U obou typů zobrazení se CISS skóre skoro dvojnásobně navýšilo po prohlížení textu 3D v extrémním stereoskopickém stavu oproti 2D, zatímco střední rychlost čtení se u stereoskopického textu zpomalila. Po srovnání obou technologií po intenzivním čtení v průběhu jedné minuty byly pozorovány jen nepatrné změny pro binokulární zrakovou ostrost, vyrovnávací oční pohyby, fixační disparitu, heteroforii, fúzní amplitudu, prizmatické zatížení a akomodační odezvu. Na polatestech byl dále zaznamenán mírný posun k esoforii. Astenopické potíže se dvojnásobně zvýšily při čtení

99 textů v podání 3D zobrazení a rychlost čtení oproti 2D poklesla. Téměř všichni účastníci výzkumu měli naměřenou změnu hodnot heteroforie, která byla menší než 4 pd. Tabulka č. 11 Výsledky všech naměřených optometrických parametrů při čtení textů na autostereoskopických displejích a pomoci techniky polarizované projekce. Výsledky se vztahují na čtecí vzdálenost 3 m. Záporná znaménka u hodnot fixační disparity a heteroforie značí divergentní postavení. [14] Závěrem studie bylo zjištění nevýrazných klinických změn u zdravých dospělých jedinců s normálním binokulárním viděním v optometrických parametrech po sledování 3D projekce ve srovnání s projekcí 2D. [14] Změny v binokulárním zobrazení, které způsobují negativní vnímání na základě rozhozené akomodace a konvergence mohou mít hlubší dopad na vnímání jedinců v případě dlouhodobého pozorování 3D filmů a eventuálně by mohly vyvolat spasmus akomodace. Další negativní dopad technologie by mohl být zaznamenán v rámci malých dětí, vzhledem k vývoji jejich zrakového aparátu. Jeden případ vzniku strabismu u chlapečka byl popsán před více než dvaceti lety. Je téměř žádoucí vytvořit další výzkumy při sledování 3D filmů po delší dobu a měření fúzních rezerv u dětí a starších lidí v souvislosti s 3D technologií. [14] Studie č. 2 Zraková únava při sledování 2D TV a 3D TV Metoda: Studie Yano a kol. měřila změny fluktuace oční čočky po prohlížení stereoskopických snímků. Snímky byly projektovány LCD systémy s aktivními brýlemi a 120 Hz časovými sekvenčními HDTV monitory v pozorovací vzdálenosti 4,5 m po dobu minut. Pro studii byly použity dva stereoskopické obrázky, kde levé oko bylo kontrolním

100 systémem. Hloubka ostrosti v této pozorovací vzdálenosti byla v rozmezí od 50 m do 2,38 m. V experimentu bylo využito metody dotazníků a měření fluktuací oční čočky. Ukázalo se, že nepohyblivé 3D obrázky nevyvolají vážnou únavu, jestliže jsou snímky zobrazeny v relativní hloubce ostrosti diváka. Naproti tomu, po sledování stacionárních obrazů ze vzdálenosti 1,2 m mimo hloubku ostrosti byly příznaky zrakové únavy zjištěny. Dalším zaměřením studie bylo zjištění nepohodlí při sledování 3D obrazů s jejich příčným pohybem ve směru hloubky. Únava se prokázala a vzrostla při sledování pohybujících se 3D obrázků s porovnáním s obrázky stabilními. [7] Výsledky: Studie se stala důkazem, že nejen konflikty mezi akomodačním a vergenčním mechanismem, ale i rychlost pohybu objektů, směr pohybu v hloubce, i velké změny v binokulární disparitě vedou k vizuálním problémům a zejména ke zrakové únavě. [7] Studie č. 3 Zrakový komfort a únava v porovnání sledování 3D HDTV a HDTV scén Ve studii se porovnává únava způsobená sledováním HDTV a stereoskopických HDTV ze vzdálenosti 4,5 m. Měří se stupeň únavy očí pomocí subjektivní zkušební metody a porovnává se s objektivním měřítkem, a to z vyměření změny akomodace před a po sledování obrázků. Výsledkem bylo zjištěno, že nesouhra mezi akomodací a konvergencí vede k značnému nepohodlí diváků, což vede k únavě zrakového systému. Při sledování stereoskopických obrázků je velmi důležitá hodnota stereoskopické paralaxy spolu s pohybem stereoskopických komponent v testech. Metoda: Stereoskopické obrázky byly prezentovány zrakovému aparátu pomocí 3D HDTV využívající polarizační filtr pro separaci obrázků. Polarizátor byl upevněn před HDTV projektor, analyzátorem byly filtry v brýlových obrubách, které měli vyšetřované osoby na očích. Obrazovka měla úhlopříčku 120 palců (horizontální 261 cm, vertikální 147 cm). Obrázky byly sledovány ze vzdálenosti 4,5 m. V experimentu se měřily akomodační odezvy před a po sledování stereoskopických obrázků a obrázků 2D. Akomodace byla měřena systémem AA-2000 eye-mark Nidek. Subjektivní metoda hodnocení byla stanovena 5stupňovým hodnocením (dotazník SSCQE), kde (5) znamenalo zcela bez únavy, (4) velká únava očí, (3) nemohu konstatovat, zda jsou oči unaveny nebo ne, (2) mé oči jsou trochu unaveny, (1) oči mám unavené. Kromě tohoto

101 hodnocení byly osoby dotázány také na kvalitu vjemu a pohodlí při sledování obrazu, opět podobným hodnocením se stupnicí (5) nejlepší, (1) nejhorší. Pro objektivní výsledky pak byla hodnocena hodnota odezvy pacienta pomocí změny napětí na potenciometru, které bylo převedeno systémem AD převodníku do digitální podoby na PC. Sledováno bylo 5 osob se zrakovou ostrostí 1,0 a neporušeným stereoskopickým viděním. [62] V experimentu byla brána změna amplitudy akomodační odpovědi pro vyhodnocování zrakové únavy subjektů. Výsledky: Změna amplitudy akomodace před a po prohlížení stereoskopických obrázků byla větší než 0,5 Dpt. Naopak u sledování 2D TV prokázána nebyla. Z výsledků studie plyne, že někteří diváci při sledování 3D HDTV obrázků po dobu 1 hodiny pociťovali zrakovou únavu a konečný stupeň únavy závisí na typu displeje a systému tvorby obrázků. Dalším zaměřením studie byla zraková únava způsobená vlivem kvality zobrazované scény. Hodnocení bylo na základě průměru celkových odpovědí diváků v SSCQE dotazníku. Na obrázku č lze vidět scény označené šipkami, ve kterých bylo hodnocení komfortu diváků nízké. Zkoumáním se zjistilo, že se jedná o scény, ve kterých obrazy vystupují do přední části obrazovky, mající velký stupeň paralaxy a zároveň se rychle pohybují. [62] Obr Výsledky hodnocení SSCQE dotazníku pro stereoskopické a 2D obrázky [94]

102 Studie č. 4 Průkaz souvislosti sledování 3D projekce se změnami fyziologických funkcí organismu Metoda: Prokázána je souvislost změn výše krevního tlaku a srdečních pulzů při sledování 3D projekce. Pro studii, která měla za cíl zjistit provázanost 3D projekce s kolísáním fyziologických funkcí byl použit obraz horské dráhy v podání 2D a 3D s polarizovanými filtry. Obraz horské dráhy byl promítán po dobu 5 minut. Změny v počtu úderů srdce za minutu se při sledování 3D skutečně prokázaly. [7] Kiryu a kol. ve své studii zkoumali vztah subjektivního a objektivního cítění probandů při sledování 3D scén provázaném se změnami elektrokardiogramu pro průkaz možné korelace s 3D promítáním. Hodnocení bylo na základě záznamu R-R intervalu na elektrokardiogramu. Vědci zkoumali vztah mezi vlastnostmi obrazové scény a vyvolanými změnami biosignálů. [7] Studie č. 5 Vliv sledování 3D filmu na vybrané funkce akomodačně-vergenčního systému Metoda: Tato studie byla provedena na základě zjištění rozdílu působení 3D polarizované technologie oproti klasické 2D. Experimenty se prováděly ze vzdálenosti 60 cm, kde diváci postupně sledovali film ve 2D a 3D podání po dobu 30 minut a následně byly divákům změřeny hodnoty akomodačně-vergenčního systému a porovnány s naměřenými hodnotami před začátkem sledování obou technologií. Studie se účastnilo 30 osob ve věku let. Záměrem experimentu bylo zjištění hodnot vizu do dálky s korekcí, stereopse, blízkého bodu konvergence, fixační disparity, binokulární akomodační snadnosti, horizontální fúzní rezervy a AC/A poměru. [20] Výsledky: Výsledné hodnoty zaznamenaly mírné změny v měřených veličinách. Po shlédnutí 3D projekce došlo ke zvýšení hodnoty stereoskopického prahu, blízkých bodů konvergence, binokulární akomodační schopnosti i negativních fúzních rezerv. V opačném případě došlo k poklesu hodnoty pro fixační disparitu, pozitivních fúzních rezerv i AC/A poměru. Po sledování 2D došlo k nárůstu hodnot blízkých bodů konvergence, pozitivních fúzních rezerv i binokulární akomodační schopnosti, naopak v ostatních měřených veličinách, po sledování 2D projekce, byl zaznamenán jejich pokles. [20]

103 Zajímavé zjištění je, že po sledování 3D filmu došlo k nárůstu stereoskopického prahu a snížení akomodační snadnosti, kdežto po shlédnutí 2D filmu byly výsledky opačné. Tabulka č. 12 Naměřené výsledky průměrných hodnot a směrodatných odchylek Tabulka č. 13 Průměry a směrodatné odchylky rozdílů mezi 3D a 2D Studie č. 5 Výzkum efektů 2D a 3D sledování filmů vzhledem k autonomnímu nervovému systému S rozvojem a dostupností 3D displejů se objevuje řada negativních důsledků na lidské zdraví. Zda 3D displeje opravdu působí na organismus hůře oproti 2D displejům ještě není zcela objasněno. Ve studii se zkoumalo působení obou druhů technologií (2D a 3D) na autonomní nervový systém člověka. Měřila se kožní teplota, pocení a tepová frekvence. Předchozí studie zkoumali subjektivní pocity během promítání. Například studie Yano a kol. [61] měřila subjektivně vnímanou únavu hodnocenou diváky dle dotazníkového šetření

104 Metoda: Objektivním měřením míry účinků 3D je zjištění změny tepové frekvence podle EKG nebo činnosti nervové soustavy zaznamenané na EEG. Prokázalo se, že při sledování 3D se beta vlny elektroencefalorgramu navyšují, což vyplývá z namáhání zrakového systému, který musí binokulárně spojit 3D vystupující objekty. Ve studii bylo zkoumáno 26 subjektů v průměrném věkovém rozmezí 23 let. Byla zakázána konzumace alkoholu, cigaret i kofeinu. Před samotným promítáním se zjistily hodnoty EKG, teploty kůže a potu, a to hodinu před probíhajícím pokusem. Diváci sledovali 2D a 3D filmy pomocí Blue- Ray přehrávače firmy Samsung ze vzdálenosti 150 cm za použití aktivních brýlí. Před promítáním popsali diváci ve škále od 1 5 oční napětí, bolest očí, celkovou únavu a stupeň ostrosti vidění. Dále byly měřeny hodnoty EKG, teplota a pot kůže pro použití srovnávacího vzorku. Po sledování 2D a 3D projekce byly hodnoty měřeny nově. Výsledek: Výsledek subjektivního hodnocení nenabyl žádné změny po sledování 2D. Naproti tomu všechny hodnoty subjektivního hodnocení jako oční napětí (VS), bolest očí (EP), únava (BP) a stupeň rozmazaného vidění (IBP) se při sledování 3D navýšily ( VS: p = 0,001, EP: p = 0,005; BP: P = 0,004, IBP: p = 0,003, t-test). Koeficient 0,001 znamená, že dva vzorky se od sebe liší na hladině spolehlivosti o 99,9%. Obr Výsledky pěti bodového skóre před a po sledování 2D displeje. VS oční stres), EP (bolest očí), BP (bolest těla), IBF (stupeň rozostření obrazu) [95]

105 Obr Výsledky pěti bodového skóre před a po sledování 3D displeje. VS oční stres), EP (bolest očí), BP (bolest těla), IBF (stupeň rozostření obrazu) [96] Tepová frekvence nebyla výrazně odlišná během 2D a 3D projekce a její změny se liší použitím displeje. Proto hodnocení EKG (R-R interval) není zcela účinné při zjišťování vizuální únavy způsobené technologiemi. Naproti tomu byly pozorovány výrazné změny mezi kožní teplotou (GSR) a potem (SKT), které byly výrazněji ovlivněny při sledování 3D. Obr Hodnocení autonomního nervového systému při sledování 2D nebo 3D displejů. R-R interval ze záznamu EKG, GSR ze záznamu měření teploty kůže, SKT ze záznamu potu [97]

106 Studie č. 6 Oční únava a nepohodlí po sledování 3D displejů Studie měří a srovnává oční únavu a oční nepohodlí vyvolané sledováním rozdílné 3D technologie, a to technologie lineární polarizace a kruhové polarizace s použitím zakrývacích aktivních brýlí. Metoda: Studie probíhala ve dvou dnech, při nichž bylo pozorováno 30 subjektů ve věku let. Polovina diváků sledovala v jednom dni jeden typ 3D promítání a v následujícím dni pak stejný film druhou technologii s aktivními brýlemi. Studie sledovala zrakovou únavu a pohodlí diváků ve srovnání s oběma technologiemi. Výzkum hodnotil dva skryté subjektivní faktory, vnitřní a vnější, které do značné míry ovlivňují kvalitu pozorování a pohodlnost diváků. Vnitřní faktor zahrnuje bolest, napětí, bolest hlavy a neklasifikované pocity za očima. Vnější faktor zahrnuje pálení, slzení, podráždění a další neklasifikované vnější příznaky. Výzkumu se zúčastnili zdraví jedinci s myopií rovnou nebo menší -3D, anizometropií menší než 1 D, stereopsí rovnou nebo menší jak 60 úhlových minut. Účastníci byli bez příznaků esotropie a exotropie. Během dvou dnů probandi sledovali film Cesta do středu Země po dobu 30 minut. Polovina účastníků sledovala v prvém dni 3D projekci s lineární polarizací a druhý den pak s kruhovou polarizací a aktivními brýlemi. Pro druhou skupinu bylo použití technologií v těchto dnech opačné. Eye tracking systém EYELINK 2000 byl použit pro sledování očních pohybů a zjištění průměru pupil. Polarizované brýle obvykle eliminují záblesky a tzv. crosstalk obvykle spojené s aktivními brýlemi. Charakteristika technologie lineární polarizace: maximum jasu 350 nit a maximálního podsvícení; kontrast 4700: 1, rozlišení obrazovky , velikost obrazovky 65 palců a optimální pozorovací vzdálenost byla stanovena na 2,5 m. Charakteristika aktivních brýlí a technologie 3D obrazovky: jas 95 nit s maximálním podsvícením 20 nit, kontrast 4000: 1, rozlišení obrazovky , velikost obrazovky 46 palců a optimální vzdálenost pozorování 1,7 m. Před sledováním účastníci zaznamenali v rozhovoru odpovědi týkající se vizuálního nepohodlí. Otázky se soustředili na nevolnost, bolest hlavy, rozostření, duchy, oční bolest,

107 suchost očí, pálení oka a těžkost víček. Obecné skóre pro vizuální únavu bylo od 0 5 bodů. Krom dotazníků byly měřeny složky akomodace a konvergence, fúzní rozsah a AC/A poměr. Výsledky: Studie se zúčastnilo 30 subjektů mezi lety. Když byly srovnávány hodnoty výchozí s hodnotami získanými po shlédnutí videa s lineární polarizací, statisticky významné rozdíly byly zaznamenány pro snížení akomodační velikosti (pravé oko: p = 0,01; levé oko: p <0,001), zvýšené akomodační odezvy (OU; p = 0,02), zvýšeného blízkého bodu konvergence (p = 0,003) a snížení binokulární fúze (p = 0,004). Základní hodnoty byly porovnány také s hodnotami získanými po shlédnutí videa s aktivní technologií. Zde došlo ke snížení akomodačního rozsahu (pravé oko: p <0,001; levé oko: p <0,001), zvýšení blízkého bodu konvergence (p <0,001), zvýšení bodu znovu spojení konvergence (p <0,001) a snížení negativní (p = 0,008) a pozitivní (p = 0,007) akomodace. Ve srovnání výsledků mezi oběma technologiemi dostaneme tyto výsledky: akomodační velikost (pravé oko: p <0,001; levé oko: p = 0,01), akomodační odpověď (OU; p = 0,008), blízký bod konvergence bod rozdvojení - (p = 0.007), bod znovu spojení konvergence (p = 0,001) a negativní (p = 0,03) a pozitivní akomodace (p = 0,001) byly nižší u 3D aktivní technologie. Průměrné skóre zrakové únavy bylo nižší (p = 0,02) u lineární polarizace (1,20 ± 1,03) než s aktivní technologií (1,65 ± 1,18). [32] Závěr: Ze studie vyplývá, že menší požadavky jsou kladeny na zrakový systém při lineární polarizaci, oproti kruhové polarizaci s aktivní technologií, která vyvolává větší zrakové nepohodlí. Studie má za předpoklad, že vizuální únava může být vyšší u aktivních brýlí z důvodu dočasného vynechání projekce pravého a následně levého oka, vzhledem k synchronizaci zakrývání očnic s displeji, což zrakový systém může vnímat jako mžiky. Naproti tomu u lineární polarizace vidí obě oči obrazy současně, jen každé oko sleduje obraz jemu určený. [32] Obr Obrázek záznamu hodnocení zrakové únavy u projekce 3D metodou lineární polarizace a metodou kruhové polarizace [98]

108 Tabulka č. 14 Porovnání výsledků při sledování stereoskopické projekce metodou lineární a kruhové polarizace