The effect of viewing three-dimensional (3D) games and movies on humans
The impact of stereoscopic (3D) viewing of movies and games, and the reported side effects and symptoms.
Journal: Optometry & Vision Science:
July 2012 – Volume 89 – Issue 7 – p. 1068–1080
Stereoscopic three-dimensional displays increased depth perception but also increased symptoms in certain individuals. The following study measured the prevalence and significance of symptoms associated with stereoscopic 3D viewing and related them to the characteristics of the participants as well as their viewing position.
A total of 203 adolescents and adults watched either a two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) movie while sitting at different distances and angles. Their early symptoms and their ocular and physical discomforts were evaluated through questionnaires. They were also asked to report their perception of depth after viewing.
Results showed that:
- 12 percent and 21 percent respectively of the individuals who viewed the two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) movies reported increased symptoms during or after the movie.
- Viewing in a three-dimensional (3D) format caused greater and more frequent reports of blurred vision, diplopia, dizziness, disorientation, and nausea compared with two-dimensional (2D) viewing.
- Both physical and ocular symptoms were negatively associated with depth perception in 3D viewing.
- Older adults (46 years and above) reported more ocular symptoms and nausea during 2D viewing, whereas younger adults (24–34 years) reported more ocular symptoms and nausea during 3D viewing.
- Viewing from an oblique angle relative to the screen reduced depth perception but also reduced nausea during 3D viewing.
CONCLUSIONS: Stereoscopic 3D viewing provides greater depth perception but may lead to a notable increase in ocular symptoms and can even cause nausea.
Individuals with early symptoms from television or computer screens are not necessarily more likely to experience ocular or physical symptoms during stereoscopic 3D viewing.
Younger individuals reported stronger depth perception as well as higher rates of visual symptoms and nausea during stereoscopic 3D viewing. These symptoms can be reduced by increasing viewing distance and adopting a wider viewing angle.
The study further emphasized that:
As the use of 3D televisions, cinemas, and games increases, so does concern about physical and ocular side effects in viewers.
Among the symptoms reported, blurred vision and diplopia have been associated with the conflict between vergence and accommodation demand during 3D viewing.
Because vergence is normally tightly linked with accommodation, a mismatch between the two can biologically cause stress and trigger ocular symptoms.
Symptoms of nausea—such as dizziness, vertigo, nausea, headache, and disorientation—are frequently associated with moving visual stimuli displayed on a screen, where visual motion cues conflict with vestibular signals.
Thus, 3D viewing provides stronger depth perception than 2D viewing but also induces greater symptoms due to conflicts between vision and other sensory systems.
In a pilot study, 96 adults viewed either a 2D or 3D version of the same movie in a typical commercial cinema.
Ocular symptoms and nausea were assessed before and after the movie using questionnaires.
In another study, 21 individuals viewed 2D and 3D movies of similar style in a home cinema environment (room lighting of 100 lux, viewing distance of 2 meters). This study found a higher frequency (51 percent) of symptoms among those who viewed the 3D movies, and these individuals reported stronger symptoms in the home cinema compared with 3D cinema viewing.
This difference was attributed to viewing distance, which is greater in commercial cinemas, reducing the vergence–accommodation conflict.
Additionally, in the home cinema, 3D material was created by converting 2D content and displayed on televisions adapted for 3D viewing—of lower quality compared to true stereoscopic cinema material shown on circularly polarized screens.
The 2D viewing group reported symptoms such as gritty sensation in the eyes, pulling sensation, neck pain, and back pain after the movie.
The 3D viewing group reported burning eyes, pain, intraocular ache, and pulling sensation.
Nausea symptoms during 2D viewing were significantly lower during the movie but not after.
The 3D group experienced much higher frequency and intensity of dizziness and disorientation both during and after the movie, as well as nausea after the movie.
During the movie:
Blurred vision was influenced by screen size and participant age. Blurred vision was lower during 2D viewing than during 3D viewing.
Participants aged 13–23 and 24–34 reported greater increases in blurred vision severity than those aged 35–45.
Although blurred vision did not correlate with age in the 2D group, in the 3D group younger participants (13–23 and 24–34) reported significantly stronger and more frequent blurred vision than older participants (35–45 and 46+).
In 3D viewing, younger individuals (13–23 and 24–34) reported greater dizziness, whereas older individuals (35–45 and 46+) reported more dizziness during 2D viewing.
Nausea and disorientation were not significantly affected by screen size, gender, age, or viewing position.
After the movie:
3D viewing resulted in relatively greater blurred vision compared with 2D viewing.
For diplopia, there was no significant effect of screen size, age, gender, or viewing position.
Dizziness was higher in 3D viewing for the 24–34 group, but the opposite was observed in the 46+ age group.
For nausea, there were effects of gender and correlations with screen size, age, and viewing position. Women reported more nausea than men.
Participants experienced more intense nausea during 3D viewing when sitting directly in front of the screen compared to 2D viewing.
Younger individuals (24–34) reported stronger nausea after 3D viewing compared with 2D. Older individuals showed the opposite pattern.
For disorientation, there was a small correlation with screen size and age.
Again, younger individuals (24–34) experienced more disorientation after 3D viewing compared with 2D, while older individuals (46+) experienced greater disorientation after 2D viewing compared with 3D.
- The symptoms during 3D viewing are caused by multiple factors. Watching a movie alone can induce various general ocular and physical symptoms. However, 3D viewing specifically triggers blurred vision and diplopia, and the symptoms are more intense in younger individuals.
- Although 3D viewing increases depth perception, it also leads to more severe nausea, particularly in younger viewers and when they are seated close to the screen and directly in line with it.
Η επίδραση της στερεοσκοπικής (3D) παρακολούθησης ταινιών ή και παιχνιδιών και οι αναφερόμενες παρενέργειες και τα συμπτώματα.
Περιοδικό : Optometry & Vision Science:
July 2012 - Volume 89 - Issue 7 - p 1068–1080
Οι στερεοσκοπικές τρισδιάστατες ειδικές οθόνες ανέβασαν την αντίληψη του βάθους αλλά αύξησαν όμως και τα συμπτώματα σε μερικά άτομα. Η παρακάτω μελέτη μέτρησε την διάδοση και σπουδαιότητα καθώς και τα συμπτώματα τέτοιας παρακολούθησης σε στερεοσκοπική – τρισδιάσταση 3D - απεικόνιση και τα συνέδεσε με τα χαρακτηριστικά των ατόμων που πήραν μέρος στη μελέτη καθώς και με την θέση παρακολούθησης.
203 έφηβοι και ενήλικες παρακολούθησαν ταινία σε δισδιάσταση (2D) ή τρισδιάστατη (3D) ενώ κάθονταν σε διαφορετικές αποστάσεις και γωνίες. Τα πρώιμα συμπτώματα τους καθώς και οι οπτικές και φυσικές ενοχλήσεις τους υπολογίστηκαν με ερωτηματολόγια. Επίσης τους ζητήθηκε να αναφέρουν την αντίληψη του βάθους μετά την παρακολούθηση.
Τα αποτελέσματα ήταν:
- 12% και 21% αντίστοιχα των ατόμων αυτών που παρακολούθησαν την δισδιάστατη ταινία (2D) και την τρισδιάστατη (3D) ταινία ανέφεραν αύξηση των συμπτωμάτων κατά τη διάρκεια ή και μετά το τέλος της ταινίας.
- Η παρακολούθηση σε τρισδιάστατη εικόνα (3D) προκάλεσε μεγαλύτερη και πιο συχνή αντίληψη θόλωσης της όρασης, διπλωπία, ίλιγγο, διαταραχές προσανατολισμού, και ναυτία, σε σχέση με την δισδιάστατη παρακολούθηση (2D).
- Τα επεισόδια τόσο τα σωματικά όσο και από τα μάτια, συσχετίστηκαν αρνητικά με την αντίληψη του βάθους στην τρισδιάστατη παρακολούθηση.
- Οι μεγαλύτεροι σε ηλικία (από 46 ετών και πάνω) ανέφεραν μεγαλύτερα συμπτώματα από τα μάτια τους, όσο και ναυτία στη δισδιάστατη (2D) παρακολούθηση ενώ οι νεότεροι σε ηλικία (24-34 ετών) ανέφεραν μεγαλύτερα συμπτώματα από τα μάτια τους αλλά και ναυτία στην τρισδιάστατη παρακολούθηση (3D).
- Η παρακολούθηση σε λοξή θέση σε σχέση με τη θέση της τηλεόρασης μείωσε μεν την αντίληψη του βάθους αλλά μείωσε και την ναυτία στην τρισδιάστατη παρακολούθηση (3D).
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: η τρισδιάστατη στερεοσκοπική παρακολούθηση (3D) παρέχει μεγαλύτερη αίσθηση του βάθους, αλλά μπορεί και να οδηγήσει σε μεγάλη αύξηση των συμπτωμάτων από τα μάτια αλλά ακόμα και να προκαλέσει ναυτία.
Άτομα με πρώιμα συμπτώματα από την τηλεόραση και την οθόνη του υπολογιστή δεν είναι πολύ πιθανό να έχουν περισσότερα συμπτώματα από τα μάτια τους ούτε και σωματικά στην τρισδιάστατη – 3D – παρακολούθηση.
Τα νεαρά άτομα είχαν υψηλότερη αίσθηση του βάθους αλλά και μεγαλύτερη εμφάνιση οπτικών συμπτωμάτων αλλά και ναυτίας στην τρισδιάστατη – 3D – στερεοσκοπική παρακολούθηση, συμπτώματα τα οποία μπορούν να μειωθούν αν το άτομο καθίσει πιο μακριά από την οθόνη αλλά και υιοθετήσει μια ευρύτερη γωνία παρακολούθησης .
Αναλυτικά στη μελέτη επισημάνθηκαν ότι:
Όσο αυξάνει η διάδοση των τηλεοράσεων , των κινηματογράφων και των παιχνιδιών με τρισδιάστατη απεικόνιση – 3D- τόσο αυξάνεται η ανησυχία για τις σωματικές παρενέργειες αλλά και τα συμπτώματα από τα μάτια των ατόμων που τα βλέπουν.
Από τα συμπτώματα που αναφέρθηκαν , η θόλωση της όραση, και η διπλωπία έχουν συνδεθεί με την σύγκρουση της σύγκλισης και τις απαιτήσεις για προσαρμογή στις τρισδιάστατες εικόνες.
Επειδή η σύγκλιση φυσιολογικά είναι στενά συνδεδεμένη με την προσαρμογή, το μπέρδεμα αυτών των 2 μπορεί να προκαλέσει φυσιολογικά πίεση – stress- και ακολούθως συμπτώματα από τα μάτια.
Συμπτώματα ναυτίας, όπως ζάλη, ίλιγγοι, τάση προς έμετο, πονοκέφαλος, και αποπροσανατολισμός είναι συχνά συνδεδεμένα με παρακολούθηση κινούμενων ερεθισμάτων που απεικονίζονται σε μια οθόνη, εκεί που η αντίληψη της κίνησης μπερδεύεται με τα σήματα στο λαβύρινθο (αίθουσα).
Έτσι η τρισδιάστατη απεικόνιση – παρακολούθηση παρέχει μεγαλύτερη αντίληψη του βάθους από την δισδιάστατη παρακολούθηση, και έτσι προκαλεί μεγαλύτερα συμπτώματα λόγω του μπερδέματος της όρασης και άλλων αισθήσεων.
Σε μια πιλοτική μελέτη 96 ενήλικες είδαν είτε 2D είτε 3D έκδοση της ίδιας ταινίας σε μια αίθουσα ενός τυπικού εμπορικού κινηματογράφου.
Τα συμπτώματα από τα μάτια και η ναυτία υπολογίστηκαν και εκτιμήθηκαν πριν και μετά την ταινία , και χρησιμοποιήθηκαν ερωτηματολόγια.
Τα άτομα που είδαν τρισδιάστατα 3Dτην ταινία είχαν σε μεγαλύτερο ποσοστό ναυτία, διπλωπία, ίλιγγο και θόλωση της όρασης. 21% των ατόμων αυτών ανέφεραν ότι είχαν τουλάχιστον ένα από τα παραπάνω συμπτώματα.
Σε μια άλλη μελέτη 21 άτομα παρακολούθησαν 2D και 3D ταινίες με παρόμοιο ύφος σε ένα κινηματογράφο σπιτιού (home cinema με 100 lux φωτισμό δωματίου, 2 μέτρα απόσταση παρακολούθησης) , και η οποία έδειξε ότι υπήρχε μεγαλύτερη (51% ) συχνότητα εμφάνισης των παραπάνω συμπτωμάτων στα άτομα που παρακολούθησαν τις 3D ταινίες και επίσης τα άτομα αυτά ανέφεραν ότι τα συμπτώματα ήταν δυνατότερα –μεγαλύτερης έντασης - στο home cinema από αυτά που αναφέρθηκαν μετά από 3D παρακολούθηση σε εμπορικό κινηματογράφο.
Σε αυτό το τελευταίο παίζει ρόλο η απόσταση από την οθόνη προβολής η οποία είναι μεγαλύτερη στον εμπορικό κινηματογράφο, και έτσι μπερδεύεται λιγότερο το σύστημα της σύγκλισης με την προσαρμογή.
Επιπρόσθετα στον κινηματογράφο του σπιτιού (home cinema) οι ταινίες που προβλήθηκαν είχαν μετατραπεί από 2D και προβλήθηκαν σε τηλεοράσεις που είχαν μετατραπεί για παρακολούθηση 3D , και ήταν πιο φτωχές σε σύγκριση με τις ταινίες στον εμπορικό κινηματογράφο, οι οποίες ήταν πραγματικό τρισδιάστατο υλικό και με πολωτικές κυκλικά οθόνες .
Το γκρουπ δισδιάστατης - 2D -παρακολούθησης ανέφερε συμπτώματα αίσθησης άμμου μέσα στα μάτια, αίσθηση τραβήγματος, πόνο αυχένα και μέσης μετά την ταινία.
Το γκρουπ της τρισδιάστατης -3D-παρακολούθησης ανέφερε αίσθημα καψίματος στα μάτια, πόνο, πόνο μέσα στα μάτια, αίσθημα τραβήγματος.
Τα συμπτώματα ναυτίας στην 2D παρακολούθηση ήταν σημαντικά μειωμένα κατά την διάρκεια της ταινίας αλλά όχι μετά την ταινία.
Το γκρουπ 3D είχε, πολύ μεγαλύτερη σε συχνότητα και ένταση, εμφάνιση ιλίγγου, και αποπροσανατολισμού κατά τη διάρκεια αλλά και μετά την ταινία , καθώς και ναυτία μετά την ταινία.
Κατά την παρακολούθηση της ταινίας
Για το θάμβος όρασης έπαιξαν ρόλο οι διαστάσεις της οθόνης, και η ηλικία του ατόμου. Το θάμβος όρασης ήταν μικρότερο στην παρακολούθηση 2D απ’ ότι στην παρακολούθηση 3D.
Οι συμμετέχοντες (παρακολούθηση 3D) στο γκρουπ από 13 -23 ετών και 24 -34 ετών ανέφεραν μεγαλύτερη αύξηση της σοβαρότητας της θόλωσης της όρασης από εκείνους της ομάδας 35-45 ετών.
Αν και δεν υπήρχε συσχέτιση της θόλωσης της όρασης με την ηλικία στο γκρουπ 2D, στο γκρουπ της 3D παρακολούθησης αναφέρθηκαν πολύ μεγαλύτερης έντασης και συχνότητας θόλωση της όρασης στους νεότερους συμμετέχοντες (13-23 και 24-34 ετών) απ’ ότι οι μεγαλύτεροι σε ηλικία (35 - 45 και πάνω από 46 ετών).
Στην 3D παρακολούθηση τα νεότερα άτομα (13–23 και 24–34) ανέφεραν μεγαλύτερο ίλιγγο ενώ τα μεγαλύτερα σε ηλικία άτομα (35–45 και πάνω από 46 ετών) ανέφεραν μεγαλύτερο ίλιγγο στην 2 D παρακολούθηση.
Στην ναυτία και αποπροσανατολισμό δεν υπήρχε καμιά επίδραση του μεγέθους της οθόνης, του φύλου, της ηλικίας και της θέσης παρακολούθησης.
Μετά την παρακολούθηση της ταινίας
Η παρακολούθηση 3D οδήγησε σε σχετικά μεγαλύτερο θάμβος όρασης απ’ ότι η παρακολούθηση 2D.
Για τη διπλωπία δεν υπήρχε σημαντική επίδραση του μεγέθους της οθόνης παρακολούθησης, της ηλικίας, του φύλου και της θέσης παρακολούθησης.
Ο ίλιγγος ήταν μεγαλύτερος στην 3D παρακολούθηση απ’ ότι στην 2D παρακολούθηση για το γκρουπ ηλικίας 24-34 ετών αλλά το αντίθετο συνέβη στο γκρουπ των 46 ετών και πάνω.
Στην ναυτία, υπήρχε επίδραση στο φύλο και συσχέτιση του μεγέθους της οθόνης και της θέσης του καθίσματος παρακολούθησης, και επίσης μεταξύ του μεγέθους της οθόνης και της ηλικίας. Οι γυναίκες ανέφεραν μεγαλύτερη ναυτία από τους άντρες. Οι συμμετέχοντες ανέφεραν δυνατότερα συμπτώματα ναυτίας στην 3D παρακολούθηση όταν κάθονταν στην ίδια ευθεία , μπροστά στην τηλεόραση απ’ ότι στην 2D παρακολούθηση. Τα νεότερα άτομα (24–34 ετών) ανέφεραν εντονότερη ναυτία μετά την 3D παρακολούθηση απ’ ότι στην 2D παρακολούθηση. Στα μεγαλύτερης ηλικίας άτομα παρατηρήθηκε το αντίθετο.
Για διαταραχή προσανατολισμού υπήρχε μια μικρή συσχέτιση του μεγέθους της οθόνης και της ηλικίας.
Πάλι, στους νεότερους (24-34 ετών ) περισσότερα συμπτώματα ναυτίας, αναφέρθηκαν στο γκρουπ 3D παρακολούθησης απ’ ότι στο γκρουπ 2D, και στο γκρουπ των μεγαλύτερων σε ηλικία ατόμων (46 και πάνω) η παρακολούθηση 2D προκάλεσε μεγαλύτερη διαταραχή προσανατολισμού από το γκρουπ 3D.
- τα συμπτώματα στην 3D παρακολούθηση οφείλονται σε διάφορους παράγοντες. Η παρακολούθηση μιας ταινίας μπορεί από μόνη της να προκαλέσει διάφορα γενικά συμπτώματα από τα μάτια και σωματικά συμπτώματα. Ωστόσο, η 3D παρακολούθηση ειδικά προκαλεί θάμβος όρασης και διπλωπία, και τα προκαλούμενα συμπτώματα είναι πιο έντονα στους νέους.
- η παρακολούθηση 3D μπορεί μεν να αυξάνει την αντίληψη του βάθους αλλά επίσης προκαλεί και πιο σοβαρά συμπτώματα ναυτίας και αυτό συμβαίνει ειδικά σε νεότερα άτομα και όταν αυτά κάθονται σε κοντινή απόσταση και στην ίδια ευθεία με την τηλεόραση.
