목적 : 본 연구는 HMD디바이스를 이용한 VR영상 시청이 양안 시기능과 EEG, 시각 피로에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. 방법 : 전신질환 안질환이 없고 교정시력이 1.0 이상인 20~30대 성인 남녀 28명을 대상으로 VR영상시청 전과 후의 Howell 카드를 사용하여 원거리 사위, 근거리사위를 측정하였고 가림막대와 주시막대와 자를 이용하여 조절근점과 폭주근점을 측정하였다. 62개의 Ag-AgCl 전극이 부착된 Quick cap과 NeuroScan SynAmps를 사 용하여 정량화 뇌파(Quantitative elctroencephalography)를 측정하였고 CURRY7을 사용하여 전처리하여 분석 하였다. Simulator sickness questionnaire를 사용하여 VR영상시청 전과 후의 사이버 멀미 점수를 통해 시각피 로도를 비교하였다. 결과 : VR영상 시청 전 후 폭주근점(p<0.001)과 근거리 사위도(p=0.004), AC/A비(p=0.023)에서 유의한 차이를 보였다. 조절력과 원거리 외사위에서는 유의한 차이가 없었다. VR영상 시청 전 후, 정량화 뇌파 분석에서 눈을 뜬 상태의 알파1밴드의 상대파워 (p<0.001)와 알파2밴드의 상대파워(p=0.003)가 뇌의 앞, 중간, 뒤 모두에서 유의한 차이를 보였다. VR영상 시청 전 후, Simulator sickness questionnaire의 점수가 전체적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 상관분석에서는 전방의 알파1밴드 상대파워가 근거리 사위도(p=0.038), AC/A비(p=0.041)와 유의한 상관관계를 보였다. 중앙의 알파1밴드 상대파워와 전체 SSQ의 점수도 유의한 상관관계를 보였으며(p<0.001) 중앙과 후방의 알파2밴드 상대파워 또한 SSQ의 메스꺼움(p=0.029), 안구운동장애(p=0.021), 방향감각상실(p=0.010) 점수와 유의한 상관관계를 보였다. 결론 : VR 영상 시청 후, 폭주근점이 유의하게 증가하였고, 근거리에서는 외사위가 유의하게 증가하였다. 그리고 알파파가 유의하게 증가하였다. 또한 모든 피실험자가 사이버멀미를 느꼈으며 방향 감각 상실의 정도가 가장 크게 증가하였다.

목적: 본 연구는 VR(Virtual Reality) 영상시청으로 발생될 수 있는 시각적 피로도를 설문지를 이용한 방식과 뇌파를 측정하는 방식으로 객관적인 피로도를 평가하고 사위도 검사, 조절성 폭주비, 폭주 근점 등을 측정하여 VR영상 시청이 양안 시기능에 어떠한 영향을 주는 가에 대해 알아보고자 하였다. 방법: 본 연구는 안과질환, 전신질환이 없고 안경 및 콘택트렌즈 교정시력 또는 나안시력이 1.0 이상인 20대 성인 7명 (남자6명, 여자1명)을 대상으로 하였다. 피검자에게 사이버멀미 설문지(Simulator sickness questionnaire, SSQ)와 운동멀미 감수성 설문지(Motion Sickness Susceptibility questionnaire, MSSQ)를 작성하도록 하고 양안 시기능(사위도, 조 절근점, 폭주근점)을 측정한 뒤 전극이 부착된 캡을 착용하여 뇌파를 측정하였다. VR기기를 사용하여 약 9분간 영상을 시청한 후 다시 뇌파측정, 양안 시기능측정을 하고 SSQ설문지와 MSSQ설문지를 작성하도록 하였다. 결과: VR영상 시청 전 원거리 사위도(평균 외사위 0.95△±2.08)와 시청 후 원거리사위도 (평균 1.25△±1.57 exo)는 큰 차이를 보이지 않았고 근거리 사위도도 VR영상 시청 전(외 사위3.92△±5.68)과, 시청 후(외사위 4.70△±6.12)에서 큰 차이가 없었다. 조절근점의 경우, VR영상 시청 전(평균 OD 13.39cm±2.85, OS 13.39cm±2.70)과 시청 후(OD 13.22cm±2.45, OS 13.17cm±2.40)에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 폭주근점에서는 VR 영상시청 전 평균 6.81cm±1.33에서 영상시청 후 9.11cm±0.66으로 모든 피검자에서 폭주근점이 평균 2.30cm±0.67 증가하였다. 결론: VR기기로 영상시청을 시청하면 조절과 폭주의 불균형으로 인해 시각적 피로도가 발생하였고, 근거리 외사위가 높을수록, AC/A비가 낮을수록 사이버멀미를 더욱 많이 느끼는 것으로 나타났으나, 향후 뇌파 측정을 통한 객관적인 측정 변화 값이 더 필요할 것으로 사료된다.

입체 시각 피로는 3D 영상의 확산을 방해하는 가장 주된 요인으로 알려져 있다. 입체 시각 피로는 수렴과 조절의 불일치에 의하여 유발되는 것으로, 이 현상은 양안 시차를 포함하는 영상을 3D 디스플레이로 제시하는 경우 자극에 의하여 유발된 수렴 거리가 물리적인 조절 거리와 불일치하여 발생한다. 이는 실감을 증진시키기 위하여 입체 자극을 사용하는 경우 언제나 입체 시각 피로를 유발할 가능성이 있음을 의미한다. 따라서 입체 시각 피로를 감소시키기 위하여 직접적인 원인을 제거하려는 노력뿐만 아니라 이를 간접적으로 감소시키기 위한 노력 역시 필요하다. 이런 관점에서 본 연구는 입체 시각 피로에 영향을 미칠 가능성이 높은 상대적 시차, 시청 거리, 시청 방위 요인이 주관적 입체 시각 피로에 미치는 영향을 측정하고 입체 시각 피로를 최소화하기 위한 각 요인의 수준을 알아보고자 하였다. 그 결과 참가자들이 입체 시각 피로를 보고하는 경우는 상대적 시차의 교차 시차 크기가 7분 22초를 넘어설 때, 그리고 수직 시야각이 15도 보다 클 때라는 것을 확인하였다.

본 연구는 3D 산업의 안전성 문제인 3차원 콘텐츠로 유발된 시각피로를 안면 온도 변화로 정량화하는 방법을 제안하고자 한다. 콘텐츠 시청 전과 후에 각 1분간 열화상 카메라를 이용하여 안면온도를 측정하였고 주관설문과 인지부하 실험을 통해 시각피로를 판단하였다. 2D와 3D의 시청 전과 후를 비교하여 3D 콘텐츠 시청에 따른 시각피로 유발 시 안면 온도에 차이를 확인하였다. 시청 전과 후에 차이를 비교한 결과 주관 설문과 인지부하 실험은 유의한 차이를 보였고 ERP latency는 3D 시청 시 증가하는 것으로 나타났다. 안면 온도의 경우 미간(forehead)과 코끝(tip of the nose) 영역의 최대값을 비교 결과 유의한 차이를 보였다. 선행 연구에 서 3D 시각피로 발생 시 교감신경계가 항진됐던 결과와 비교해보면 교감신경계가 항진되면 심박수가 증가하고 목동맥계(carotid arteries system)를 통한 안면으로의 혈류량이 증가하게 된다. 2D와 3D 시청 시 교감신경계 항진 정도에 따라서 혈류량 변화로 안면 온도에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구는 열화상이미지를 이용한 3D 시각피로 측정 가능성을 확인하는데 의의가 있다.

최근의 디스플레이 기술은 2차원 디스플레이에 제시된 영상으로부터 3차원 깊이감을 지각하는 것을 가능하게 하였다. 이런은 디스플레이와 콘텐츠 기술의 발전에도 불구하고, 사용자는 실생활에서 경험하지 않는 시각피로의 문제를 경험하는데, 이 문제를 해결하기 위해서는 시각피로를 안정적이고 타당하게 측정하는 것이 필요하다. 본 연구의 목적은 EEG(Electroencephalography)신호에 기반한 시각피로 측정의 프로토콜을 개발하고 타당성을 검증하는 것이었다. ERP(Event related potential) 성분 중에서 시각피로를 반영하는 성분을 찾아내기 위해 2D 조건과 3D 조건에서 탐색적 실험을 수행하였고, 탐색적 실험에서 발견된 ERP 성분이 양안시차의 차이에 따라 상이한 특성을 보이는지 검증하기 위하여 확인적 실험을 수행하였다. 실험결과, Cz와 Pz 영역에서 P3 성분의 정점 강도가 2D 조건보다는 3D 조건에서 감소하였으며, 양안시차가 증가할수록 일관되게 P3 성분의 강도가 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 확인하였다. 양안시차가 증가함에 따라서 주관적인 시각피로가 통계적으로 유의하게 증가함을 검증하였는데, 이 실험결과는 Cz와 Pz 영역에서의 P3 성분의 정점 강도가 3D 시각피로에 대한 인덱스로 사용할 수 있음을 시사한다.

최근 3D TV 보급과 확산에 따른 시각 피로문제가 대두되면서 시각 기능과 인지적 관점에서의 연구가 활발하다. 그러나 3D 시각피로가 자율신경계 기능에 미치는 영향에 대한 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 3D TV 시청으로 유발되는 3D 시각피로가 자율신경계 기능에 미치는 영향과 이 영향이 교감 및 부교감 신경계와 심혈관계 반응에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 피험자는 20 대 남녀 대학생 15 명(남 6 명, 여 9 명, 평균나이 22.53 세 ± 2.55 세)을 대상으로 하였다. 피험자는 편안한 의자에 앉아 3D TV를 1시간 시청하였다. 3D TV 시청 전과 후의 1분간 맥파(PPG, Photo-PlethysmoGram)를 측정하였고 주관설문을 실시하였다. 측정된 신호에서 SDNN (standard deviation of RR intervals), RMS-SD(root mean square successive difference), HF/LF ratio, Ln(LF), Ln(HF)를 추출하여 교감 및 부교감 신경계, 그리고 심혈관계 반응을 확인 하였다. 연구 결과 HF/LF ratio, Ln(LF), Ln(HF)는 시청 후에 유의하게 감소하였고, SDNN, RMS-SD는 통계적 유의차를 확인할 수 없었다. 이 결과는 3D 시각피로가 자율신경계 기능에 영향을 미치고 이로 인해 교감신경계가 항진되는 반응이 나타나며, 심박 변화율이 감소하는 결과를 초래할 가능성을 확인 하였다.

본 연구에서는 입체 영상이 가지는 특성과 시청환경의 특성에 따라 입체 영상을 시청할 때 발생할 수 있는 시각적 피로도를 체계적으로 살펴보기 위해 깊이방향의 운동속도와 응시거리 각각을 입체 영상과 시청환경의 대표적인 특성으로 삼고 각 요인에 의해 발생되는 시각적 피로도를 측정하였다. 시각적 피로도는 눈통증 요인, 시각적 스트레스, 어지러움 요인, 신체 통증 요인, 상흐림 요인으로 구성된 피로도 측정도구를 이용하여 주관적인 시각적 피로도를 측정하였다. 실험 1에서는 깊이 방향의 운동속도를 변화시킨 자극을 40분간 제시하면서 10분, 20분, 40분에 시각적 피로도를 측정하였다. 측정결과 전체 피로도 점수는 시청시간이 증가함에 따라 높아졌지만 운동 속도에 따른 차이를 보이지 않았다. 다섯 개의 하위척도들 중 어지러움 하위척도 점수에 서만 운동 속도가 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 실험 2에서는 동일한 입체 영상을 응시거리만 변화시켜가면서 시각적 피로도를 측정하였다. 전체 피로도 점수는 시청시간이 증가함에 따라 높아졌지만 응시거리에 따른 차이는 발견되지 않았다. 다섯 개의 하위 척도들 중 상흐림 하위척도 점수에서만 응시거리가 멀어질수록 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 입체 영상의 특성이나 시청환경에 따라 시각피로도가 변화될 수 있음을 보여주며, 시각피로도를 발생시키는 요인에 따라 각기 다른 종류의 시각피로도가 발생할 수 있음을 보여준다.