Ergonomics of human-system interaction — Part 333: Stereoscopic displays using glasses

ISO 9241-333:2017 specifies ergonomic requirements for stereoscopic displays using glasses designed to produce or facilitate binocular parallax. These requirements are stated as performance specifications, aimed at ensuring effective and comfortable viewing conditions for users, and at reducing visual fatigue caused by stereoscopic images on stereoscopic display using glasses. Test methods and metrology, yielding conformance measurements and criteria, are provided for design evaluation. See Annex B for measurement procedures. ISO 9241-333:2017 is applicable to temporally or spatially interlaced types of display. These are implemented by flat-panel displays, projection displays, etc. Stereoscopic displays using glasses can be applied to many contexts of use. However, this document focuses on business and home leisure applications (i.e. observing moving images, games, etc.). Only dark environments are specified in this document. For technical explanation of display technologies, see Annex C.

Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 333: Écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes

ISO 9241-333:2017 spécifie les exigences ergonomiques relatives aux écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes conçues pour produire ou favoriser la parallaxe binoculaire. Ces exigences sont présentées sous forme de spécifications de performances visant à garantir des conditions de vision efficaces et confortables pour les utilisateurs ainsi qu'à réduire la fatigue visuelle causée par les images stéréoscopiques sur l'écran stéréoscopique utilisant des lunettes. Des méthodes d'essai et des données de métrologie, permettant d'obtenir des critères et des mesures pour la mise en conformité, sont fournies pour l'évaluation de la conception. Voir l'Annexe B pour les procédures de mesurage. ISO 9241-333:2017 s'applique aux types d'affichage entrelacés dans le temps ou dans l'espace. Ces types sont mis en place au moyen de panneaux à écran plat, d'affichages à projection, etc. Les écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes peuvent être appliqués dans de nombreux contextes d'utilisation. Toutefois, le présent document porte principalement sur les applications liées aux activités professionnelles et récréatives (c'est-à-dire, l'observation d'images en mouvement, jeux, etc.). Seuls les environnements sombres sont spécifiés dans le présent document. Pour l'explication technique des technologies d'affichage, voir l'Annexe C.

General Information

Status
Published
Publication Date
26-Apr-2017
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
04-Mar-2017
Completion Date
27-Apr-2017
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ISO 9241-333:2017 - Ergonomics of human-system interaction
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9241-333
First edition
2017-04
Ergonomics of human-system
interaction —
Part 333:
Stereoscopic displays using glasses
Ergonomie de l’interaction homme-système —
Partie 333: Écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes
Reference number
ISO 9241-333:2017(E)
ISO 2017
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ISO 9241-333:2017(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2017, Published in Switzerland

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form

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ii © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 9241-333:2017(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

3.1 General terms ........................................................................................................................................................................................... 1

3.2 Human factors ......................................................................................................................................................................................... 3

3.3 Performance characteristics........................................................................................................................................................ 4

4 Display technologies and their guiding principles ........................................................................................................... 4

5 Ergonomic requirements ............................................................................................................................................................................. 5

5.1 Viewing conditions .............................................................................................................................................................................. 5

5.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 5

5.1.2 Design viewing distance ............................................................................................................................................ 5

5.1.3 Design viewing direction .......................................................................................................................................... 6

5.2 Luminance .................................................................................................................................................................................................. 6

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

5.2.2 Illuminance ........................................................................................................................................................................... 6

5.2.3 Display luminance .......................................................................................................................................................... 6

5.3 Visual artefacts and fidelity.......................................................................................................................................................... 6

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

5.3.2 Luminance non-uniformity ..................................................................................................................................... 7

5.3.3 Interocular luminance difference ...................................................................................................................... 7

5.3.4 Interocular crosstalk .................................................................................................................................................... 7

6 Optical laboratory test methods .......................................................................................................................................................... 8

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

6.1.1 Basic measurements and derived procedures ....................................................................................... 8

6.1.2 Structure ................................................................................................................................................................................. 8

6.2 Measurement conditions ......... ....................................................................................................................................................... 9

6.2.1 Preparations and procedures ............................................................................................................................... 9

6.2.2 Test accessories .............................................................................................................................................................10

6.2.3 Test patterns .....................................................................................................................................................................10

6.2.4 Alignment: measurement location and meter position ..............................................................10

6.2.5 Light measuring device (LMD) .........................................................................................................................11

6.2.6 Measurement field ...................................................................... .................................................................................12

6.2.7 Angular aperture ..........................................................................................................................................................12

6.2.8 Meter time response ..................................................................................................................................................12

6.2.9 Test illumination ...........................................................................................................................................................12

6.2.10 Other ambient test conditions ..........................................................................................................................12

6.3 Measurement methods .................................................................................................................................................................13

6.3.1 Basic light measurements .....................................................................................................................................13

6.3.2 P 333.1: Luminance angular distribution................................................................................................15

6.3.3 P 334.1: Luminance angular uniformity ...................................................................................................15

6.3.4 Luminance analysis ....................................................................................................................................................16

6.3.5 P 337.1: Interocular luminance difference .............................................................................................18

6.3.6 P 338.1: Interocular crosstalk ...........................................................................................................................18

7 Analysis and compliance test methods ......................................................................................................................................20

7.1 Compliance routes ............................................................................................................................................................................20

7.1.1 Intended context of use ...........................................................................................................................................20

7.1.2 Design viewing direction range (angle of inclination and azimuth) ................................21

7.1.3 Information about the technology .................................................................................................................22

7.1.4 Compliance assessment ..........................................................................................................................................22

7.2 Conformance ..........................................................................................................................................................................................27

© ISO 2017 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9241-333:2017(E)

Annex A (informative) Overview of the ISO 9241 series ...............................................................................................................28

Annex B (informative) Matrix of measurement procedures .....................................................................................................29

Annex C (informative) Technical explanation of display technologies ..........................................................................30

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................32

iv © ISO 2017 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9241-333:2017(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 4,

Ergonomics of human-system interaction.
A list of all parts in the ISO 9241 series can be found on the ISO website.
© ISO 2017 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 9241-333:2017(E)
Introduction

Recently, due to the improvement of display technologies, users can easily experience stereoscopic

displays using glasses, such as TVs with large screen, personal computers, etc. The displays are used

not only in the field of leisure, but also in business, education and medical applications.

This document presents the requirements for visual display units (VDUs) with stereoscopic displays

using glasses.

ISO 9241-303 covers the display hardware aspect and gives basic requirements for head-mounted

displays (HMDs). ISO/TR 9241-331 presents the optical characteristics of autostereoscopic displays.

These other documents are closely related to stereoscopic displays using glasses, but are not directly

applicable to them, because the need for special glasses or its absence is an important factor in

ergonomics. The visual factors of HMDs are also ergonomically different from those of other displays.

This document is not included in the current ISO 9241-300 subseries for 2D displays because stereoscopic

displays have unique features. The development of a separate document to cover stereoscopic displays

offers better understanding of its unique features. For an overview of the entire ISO 9241 series, see

Annex A.
[19]

Moreover, IWA 3:2005 was published (since withdrawn) to discuss the image contents aspect. This

ISO International Workshop Agreement described image safety issues and means of reducing the

incidence of undesirable biomedical effects caused by visual image sequences. Visual fatigue caused by

stereoscopic images (VFSI) is one of these undesirable effects.

With this document and the related International Standards, the purpose is to develop guidelines for

image content where activities are closely related to the use of stereoscopic displays with glasses.

To ensure effective and comfortable viewing, and to reduce VFSI, the standards will need to address

both display hardware and the displayed contents. However, as the first step, this document focuses on

the display hardware aspect in order to simplify the discussions.
vi © ISO 2017 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 9241-333:2017(E)
Ergonomics of human-system interaction —
Part 333:
Stereoscopic displays using glasses
1 Scope

This document specifies ergonomic requirements for stereoscopic displays using glasses designed to

produce or facilitate binocular parallax. These requirements are stated as performance specifications,

aimed at ensuring effective and comfortable viewing conditions for users, and at reducing visual fatigue

caused by stereoscopic images on stereoscopic display using glasses. Test methods and metrology,

yielding conformance measurements and criteria, are provided for design evaluation. See Annex B for

measurement procedures.

This document is applicable to temporally or spatially interlaced types of display. These are implemented

by flat-panel displays, projection displays, etc.

Stereoscopic displays using glasses can be applied to many contexts of use. However, this document

focuses on business and home leisure applications (i.e. observing moving images, games, etc.). Only

dark environments are specified in this document.
For technical explanation of display technologies, see Annex C.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1 General terms
3.1.1
stereoscopic display
3D display where depth perception is induced by binocular parallax (3.2.1)
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1]
3.1.2
temporally interlaced type
temporally multiplexed type
temporally multiplexed display
temporally multiplexed stereoscopic display
stereoscopic display (3.1.1) that shows each of stereoscopic images sequentially
© ISO 2017 – All rights reserved 1
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ISO 9241-333:2017(E)
3.1.3
spatially interlaced type
spatially multiplexed type
spatially multiplexed display
spatially multiplexed stereoscopic display

stereoscopic display (3.1.1) that shows each of stereoscopic images divided in the screen

Note 1 to entry: As a result, each of stereoscopic images is shown simultaneously.

3.1.4
glasses

eye attachment for dividing stereoscopic images into each eye from a stereoscopic display (3.1.1) not

mounted on the user
3.1.5
active glasses

glasses (3.1.4) where the lenses differently change their optical properties synchronizing with the

stereoscopic display (3.1.1)

Note 1 to entry: Usually left and right images are displayed alternately on a screen. When a left image is displayed,

the left lens of active glasses is turned on to transmit the image and the right lens is turned off to cut off the image.

3.1.6
passive glasses
glasses (3.1.4) where the lenses have differently fixed optical properties
3.1.7
stereoscopic images
set of images with parallax shown on a stereoscopic display (3.1.1).
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.7]
3.1.8
stereoscopic views

pair of sights provided by a stereoscopic display (3.1.1), which induce stereopsis

Note 1 to entry: See Figure 1.

Note 2 to entry: Oxford Dictionary defines stereopsis as “the perception of depth produced by the reception in

the brain of visual stimuli from both eyes in combination”.
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.8]
2 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 9241-333:2017(E)
Key
1 autostereoscopic display 4 monocular view (left eye)
2 monocular view (left eye) 5 stereoscopic views
3 monocular view (right eye) 6 stereoscopic images

Figure 1 — Relationship between stereoscopic images, stereoscopic views and monocular view

3.1.9
monocular view
one stereoscopic view (3.1.8)
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.9]
3.2 Human factors
3.2.1
binocular parallax

apparent difference in the direction of a point as seen separately by one eye and the other, while the

head remains in a fixed position

Note 1 to entry: Binocular parallax is equivalent to the optic angle between the visual axes of both eyes, when

they are fixated to a single point.
[SOURCE: ISO/IWA 3:2005, 2.15 — modified.]
3.2.2
visual fatigue

eyestrain or asthenopia, which shows a wide range of visual symptoms, including tiredness, headache,

and soreness of the eyes, caused by watching images in a visual display

Note 1 to entry: See ISO 9241-302:2008, 3.5.3 for the definition of “asthenopia”.

[SOURCE: ISO/IWA 3:2005, 2.13 — modified.]
© ISO 2017 – All rights reserved 3
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ISO 9241-333:2017(E)
3.3 Performance characteristics
3.3.1
interocular crosstalk
leakage of the stereoscopic images (3.1.7) from one eye to the other

Note 1 to entry: In some cases, interocular crosstalk is referred to as “3D crosstalk”. In stereoscopic display (3.1.1)

using glasses (3.1.4), the crosstalk means interocular effect and therefore this document uses “interocular”

instead of “3D”.
3.3.2
interocular luminance difference

difference between the luminance values of the left and right views of a stereoscopic presentation

[SOURCE: ISO 9241-392:2014, 3.16]
3.3.3
pseudoscopic images
pseudostereoscopic images
set of images with inverted parallax shown on a stereoscopic display (3.1.1)
4 Display technologies and their guiding principles

For a satisfying human–display interaction, a number of different requirements have to be met at

the same time in an appropriate balance. These requirements have been grouped into the following

subjects:
— viewing conditions; see 5.1;
— luminance; see 5.2;
— visual artefacts and fidelity; see 5.3.

Each subject includes the related performance characteristics (see Table 1) and the display performance.

This document focuses on the significant performance characteristics for stereoscopic display using

glasses, which are marked with an asterisk in Table 1. Other performance characteristics, such as

“gaze and head tilt angles”, “luminance adjustment”, etc. are common to the ordinary 2D display, and

ISO 9241-303 should be applied.
Table 1 — Performance characteristics by subject
Subject Performance characteristic
Viewing conditions Design viewing distance
Design viewing direction
Gaze and head tilt angles
Luminance Illuminance
Display luminance
Luminance balance
Luminance adjustment
This performance characteristic is a focus of this document.
4 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 9241-333:2017(E)
Table 1 (continued)
Subject Performance characteristic
Visual artefacts Luminance non-uniformity
Colour non-uniformity
Contrast uniformity
Geometric distortions
Screen and faceplate defects
Temporal instability (flicker)
Spatial instability (jitter)
Moiré effects
Other instabilities
Unwanted reflections
Unwanted depth effects
Unwanted velocity and acceleration effects
Interocular luminance difference
Interocular chromaticity difference
Interocular contrast difference
Interocular crosstalk
Fidelity Colour gamut and reference white
Gamma and grey scale
Rendering of moving images
Image formation time
Spatial resolution
Raster modulation or fill factor
Pixel density
This performance characteristic is a focus of this document.
5 Ergonomic requirements
5.1 Viewing conditions
5.1.1 General

When viewing the stereoscopic display using glasses, conditions such as design viewing distance, design

viewing direction and head rotation (in-plain rotation) angles affect the viewer. In order to achieve

a comfortable viewing condition, the design viewing distance and direction need to be determined

properly.

NOTE When the viewer rotates his/her head, stereopsis is affected due to the mismatch of displayed parallax.

In this case, the effect of the displayed contents is evaluated first, and therefore the detailed requirements are

omitted from this document.
5.1.2 Design viewing distance

The design viewing distance is dependent on the application and the display hardware, such as the

display area size and the screen resolution. Therefore, the supplier of the display shall specify the

design viewing distance. If it is not specified, 1,3D should be applied, where D is the diagonal

view view
© ISO 2017 – All rights reserved 5
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ISO 9241-333:2017(E)

of the active display area. Shorter viewing distances can be used in the smaller display (smaller than

9 inches diagonal).

NOTE In stereoscopic displays, the depth sensation is affected by the viewing distance. Many contents for

stereoscopic display using glasses assume the viewing distance to be 3H . 3H is equivalent to 1,3D , and

view view view

1,3D is better for various aspect ratios of the active display area. When the viewing distance is shorter, the

view

perceived parallax is larger. This condition may increase discomfort and visual fatigue caused by stereoscopic

images (VFSI) and therefore needs to be avoided.
5.1.3 Design viewing direction

For general use, the stereoscopic display using glasses should be viewed from any angle of inclination

up to at least 40° from the normal to the surface of the display, measured in any plane. For personal use,

the display area as a whole should be viewed from at least the design viewing position determined by

the design viewing distance and direction. Therefore, the supplier of the display shall specify the design

viewing direction, and the specified value shall be applied. If it is not specified, the above requirements

should be applied.
5.2 Luminance
5.2.1 General

In order to obtain information from the display, sufficient display luminance is necessary. In addition,

a luminous environment to the screen contributes to the display luminance. When the stereoscopic

display using glasses is used, the display area and also the environment is viewed through the glasses.

Therefore, the display luminance shall be checked through the glasses.

NOTE With the glasses, both the display luminance and the screen illuminance are generally reduced.

5.2.2 Illuminance
The supplier shall specify the design screen illuminance, E .
5.2.3 Display luminance

In the ambient illumination for which the display is designed, the display luminance through glasses

shall exceed the minimum value for obtaining a sufficient recognizability of the displayed information

over the design viewing range and the intended lifetime of the visual display unit.

NOTE In the stereoscopic display using glasses, the display luminance through glasses is checked, because

the glasses transmittance affects the display luminance.
5.3 Visual artefacts and fidelity
5.3.1 General

When the display technology is not ideal, the viewer will perceive visual artefacts. In the stereoscopic

display using glasses, the visual artefacts are classified into monocular artefacts and binocular

artefacts. The monocular artefacts are perceived by one eye and contain screen non-uniformity in

luminance, temporal instability (flicker), etc. The binocular artefacts are typical of the stereoscopic

display using glasses, and interocular difference in luminance and interocular crosstalk are included.

In this document, the performance characteristics selected are those that are strongly related to

stereopsis. Performance characteristics where the current display technology can easily fulfil the

requirements (e.g. colour non-uniformity and contrast uniformity) are omitted. For example, the

requirements for colour non-uniformity for 2D display are described in ISO 9241-303. However, in some

cases the requirements cannot be directly applied to the stereoscopic display using glasses, because

the stereoscopic display is viewed through glasses. The effect of glasses should be taken into account.

6 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 9241-333:2017(E)

Moiré effects are also omitted because it is not peculiar to the stereoscopic display using glasses. In

the patterned retarder-type display, the moiré phenomenon can sometimes occur. However, this can be

evaluated from the luminance non-uniformity. In temporally or spatially interlaced types, interocular

chromaticity difference and interocular contrast difference can be omitted because the difference is

generally small.
In this document, the temporally instability (flicker) is not applied.

NOTE 1 The display flicker causes discomfort in general and therefore it needs to be avoided. However, in

order to establish the requirements, more investigations are necessary. For example, some academic papers

have described an asynchronous flicker effect with shutter glasses. If the flicker between both eyes is not

[6][7]
synchronized, it is said that the flicker perception can be reduced .

NOTE 2 See ISO 9241-305: 2008, P15.3 and P15.3A for the measurement method of flicker for 2D displays.

NOTE 3 When a non-inverter type of environmental illumination is observed through the shutter glasses, the

viewer sometimes perceives the flicker. In this case, the environmental illumination can be off or darkened. The

viewer needs to pay attention to the illumination.

Fidelity is an attribute for indicating the correspondence between displayed images and their original

images, and includes colour gamut, reference white, gamma, grey scale, resolution, rendering of moving

images, etc. In this document, fidelity is not applied for the same reasons as for visual artefacts.

NOTE 4 ISO 9241-303 suggests that it is uncertain whether images with the highest fidelity will be those

preferred by the viewers. The requirements in ISO 9241-303 cannot be directly applied to the stereoscopic

display using glasses, because the effect of glasses needs to be considered. For example, the glasses may affect

the colour gamut and reference white.
5.3.2 Luminance non-uniformity
For an intended uniform display lu
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 9241-333
Première édition
2017-04
Ergonomie de l’interaction homme-
système —
Partie 333:
Écrans stéréoscopiques utilisant des
lunettes
Ergonomics of human-system interaction —
Part 333: Stereoscopic displays using glasses
Numéro de référence
ISO 9241-333:2017(F)
ISO 2017
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9241-333:2017(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9241-333:2017(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes généraux ................................................................................................................................................................................... 1

3.2 Facteurs humains .................................................................................................................................................................................. 3

3.3 Caractéristiques de performances ......................................................................................................................................... 4

4 Technologies d’affichage et leurs principes directeurs ............................................................................................... 4

5 Exigences ergonomiques ............................................................................................................................................................................. 5

5.1 Conditions de vision ........................................................................................................................................................................... 5

5.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 5

5.1.2 Distance de vision théorique ................................................................................................................................. 5

5.1.3 Direction de vision théorique ............................................................................................................................... 6

5.2 Luminance .................................................................................................................................................................................................. 6

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 6

5.2.2 Éclairement lumineux ................................................................................................................................................. 6

5.2.3 Luminance de l’affichage .......................................................................................................................................... 6

5.3 Artéfacts visuels et fidélité............................................................................................................................................................ 6

5.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 6

5.3.2 Défaut d’uniformité de la luminance .............................................................................................................. 7

5.3.3 Différence de luminance interoculaire ......................................................................................................... 7

5.3.4 Diaphotie interoculaire .............................................................................................................................................. 8

6 Méthodes d’essai de laboratoire optique ................................................................................................................................... 8

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

6.1.1 Mesurages de base et procédures dérivées .............................................................................................. 8

6.1.2 Structure ................................................................................................................................................................................. 9

6.2 Conditions de mesurage ................................................................................................................................................................. 9

6.2.1 Préparations et procédures .................................................................................................................................... 9

6.2.2 Accessoires d’essai ......................................................................................................................................................10

6.2.3 Mires de réglage ............................................................................................................................................................10

6.2.4 Alignement: emplacement (ou point) de mesure et position de l’appareil ...............11

6.2.5 Appareil de mesure de la lumière (LMD) ................................................................................................12

6.2.6 Champ de mesure.........................................................................................................................................................12

6.2.7 Ouverture angulaire ...................................................................................................................................................13

6.2.8 Réponse temporelle de l’appareil ...................................................................................................................13

6.2.9 Éclairage d’essai ............................................................................................................................................................13

6.2.10 Autres conditions d’essai ambiantes ...........................................................................................................13

6.3 Méthodes de mesure .......................................................................................................................................................................13

6.3.1 Mesurages de base de la lumière ....................................................................................................................13

6.3.2 P 333.1: Répartition angulaire de la luminance .................................................................................15

6.3.3 P 334.1: Uniformité angulaire de la luminance ..................................................................................16

6.3.4 Analyse de la luminance .........................................................................................................................................17

6.3.5 P 337.1: Différence de luminance interoculaire ................................................................................19

6.3.6 P 338.1: Diaphotie interoculaire .....................................................................................................................19

7 Méthodes d’essais d’analyse et de conformité ...................................................................................................................21

7.1 Règles de conformité ......................................................................................................................................................................21

7.1.1 Contexte d’utilisation prévu ................................................................................................................................21

7.1.2 Gamme des directions de vision théorique (angle d’inclinaison et d’azimut) ........22

7.1.3 Informations relatives à la technologie .....................................................................................................24

7.1.4 Évaluation de la conformité ................................................................................................................................24

7.2 Conformité ...............................................................................................................................................................................................30

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ISO 9241-333:2017(F)

Annexe A (informative) Aperçu général de la série ISO 9241 .................................................................................................31

Annexe B (informative) Matrice des procédures de mesurage ..............................................................................................32

Annexe C (informative) Explication technique des technologies d’affichage..........................................................33

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................35

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ISO 9241-333:2017(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ foreword .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique l’ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 4,

Ergonomie de l’interaction homme/système.

La liste de l’ensemble des parties de la série de normes ISO 9241 est consultable sur le site Web de l’ISO.

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ISO 9241-333:2017(F)
Introduction

Récemment, en raison de l’amélioration des technologies d’affichage, les utilisateurs peuvent aisément

visionner des écrans stéréoscopiques en utilisant des lunettes, tels que des téléviseurs à grand écran,

des ordinateurs personnels, etc. Les écrans sont utilisés non seulement dans le domaine des loisirs, mais

également dans les champs d’applications commerciales, éducatives et médicales. Le présent document

présente les exigences relatives aux unités d’écrans de visualisations (VDU - visual display units) avec

écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes.

L’ISO 9241-303 couvre les aspects liés au matériel d’affichage et définit les exigences de base relatives

aux visiocasques (HMD). L’ISO/TR 9241-331 présente les caractéristiques optiques des écrans

autostéréoscopiques. Si ces documents sont étroitement liés aux écrans stéréoscopiques utilisant

des lunettes, néanmoins, ils ne leur sont pas directement applicables, étant donné que la nécessité -

ou l’absence de nécessité - de porter des lunettes spéciales constitue un facteur important en matière

d’ergonomie. Les aspects visuels des visiocasques (HMD) sont également différents d’un point de

vue ergonomique des aspects visuels d’autres affichages. Le présent document ne fait actuellement

pas partie de la série ISO 9241-300 relative aux affichages bidimensionnels (ou 2D), car les écrans

stéréoscopiques disposent de fonctionnalités uniques. L’élaboration d’un document distinct permettant

d’examiner les écrans stéréoscopiques offre une meilleure compréhension de la singularité de ces

fonctionnalités. Pour un aperçu général de l’intégralité de la série des normes ISO 9241, voir l’Annexe A.

[19]

En outre, l’IWA 3:2005 a été publiée (retirée depuis) pour traiter des aspects liés aux contenus

d’images. Ce « International Workshop Agreement » de l’ISO décrit les problèmes liés à la sécurité

des images et les moyens de réduire l’incidence des effets biomédicaux indésirables causés par des

séquences d’images visuelles. La fatigue visuelle causée par les images stéréoscopiques (VFSI) est

considérée comme l’un de ces effets indésirables.

Le présent document et les Normes internationales associées ont pour but d’élaborer des lignes

directrices applicables aux contenus d’images, dans lesquelles les activités sont étroitement liées à

l’utilisation d’écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes.

Afin de garantir une vision efficace et confortable et de réduire la fatigue visuelle causée par les images

stéréoscopiques (VFSI), les normes devront traiter à la fois du matériel d’affichage et des contenus

affichés. Néanmoins, par souci de clarté, le présent document se concentre, dans un premier temps, sur

les aspects liés au matériel d’affichage.
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NORME INTERNATIONALE ISO 9241-333:2017(F)
Ergonomie de l’interaction homme-système —
Partie 333:
Écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les exigences ergonomiques relatives aux écrans stéréoscopiques

utilisant des lunettes conçues pour produire ou favoriser la parallaxe binoculaire. Ces exigences sont

présentées sous forme de spécifications de performances visant à garantir des conditions de vision

efficaces et confortables pour les utilisateurs ainsi qu’à réduire la fatigue visuelle causée par les images

stéréoscopiques sur l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes. Des méthodes d’essai et des données

de métrologie, permettant d’obtenir des critères et des mesures pour la mise en conformité, sont

fournies pour l’évaluation de la conception. Voir l’Annexe B pour les procédures de mesurage.

Le présent document s’applique aux types d’affichage entrelacés dans le temps ou dans l’espace. Ces

types sont mis en place au moyen de panneaux à écran plat, d’affichages à projection, etc.

Les écrans stéréoscopiques utilisant des lunettes peuvent être appliqués dans de nombreux contextes

d’utilisation. Toutefois, le présent document porte principalement sur les applications liées aux activités

professionnelles et récréatives (c’est-à-dire, l’observation d’images en mouvement, jeux, etc.). Seuls les

environnements sombres sont spécifiés dans le présent document.
Pour l’explication technique des technologies d’affichage, voir l’Annexe C.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1 Termes généraux
3.1.1
écran stéréoscopique

affichage tridimensionnel (ou en 3D) dans lequel la perception de la profondeur est induite par la

parallaxe binoculaire (3.2.1)
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1]
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ISO 9241-333:2017(F)
3.1.2
type entrelacé dans le temps
type multiplexé dans le temps
écran multiplexé dans le temps
écran stéréoscopique multiplexé dans le temps

écran stéréoscopique (3.1.1) qui fait apparaître chacune des images stéréoscopiques en séquence

3.1.3
type entrelacé dans l’espace
type multiplexé dans l’espace
écran multiplexé dans l’espace
écran stéréoscopique multiplexé dans l’espace

écran stéréoscopique (3.1.1) qui fait apparaître chacune des images stéréoscopiques de façon répartie

dans l’écran

Note 1 à l’article: De ce fait, chacune des images stéréoscopiques est montrée dans l’espace.

3.1.4
lunettes

fixation oculaire consistant à répartir des images stéréoscopiques dans chaque œil à partir d’un écran

stéréoscopique (3.1.1) non porté par l’utilisateur
3.1.5
lunettes actives

lunettes (3.1.4) dont les lentilles alternent leurs caractéristiques optiques en synchronisation avec

l’écran stéréoscopique (3.1.1)

Note 1 à l’article: Habituellement, les images de gauche et de droite s’affichent à tour de rôle sur un écran. À

l’affichage d’une image de gauche, la lentille gauche des lunettes actives est activée pour transmettre l’image et la

lentille droite est désactivée pour interrompre l’image.
3.1.6
lunettes passives

lunettes (3.1.4) dont les lentilles ont des caractéristiques optiques fixes différenciées

3.1.7
images stéréoscopiques
ensemble d’images dont la parallaxe apparaît sur un écran stéréoscopique (3.1.1)
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.7]
3.1.8
vues stéréoscopiques

paire d’images procurée par un écran stéréoscopique (3.1.1), induisant la stéréopsie

Note 1 à l’article: Voir Figure 1.

Note 2 à l’article: Le dictionnaire Oxford définit la stéréopsie comme étant la perception du relief produite par la

réception dans le cerveau de stimuli visuels en provenance des deux yeux.
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.8]
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ISO 9241-333:2017(F)
Légende
1 écran autostéréoscopique 4 vue monoculaire (œil gauche)
2 vue monoculaire (œil gauche) 5 vues stéréoscopiques
3 vue monoculaire (œil droit) 6 images stéréoscopiques

Figure 1 — Relation entre images stéréoscopiques, vues stéréoscopiques et vue monoculaire

3.1.9
vue monoculaire
une vue stéréoscopique (3.1.8)
[SOURCE: ISO/TR 9241-331:2012, 2.1.9]
3.2 Facteurs humains
3.2.1
parallaxe binoculaire

différence apparente de direction d’un point, telle que perçue séparément par chaque œil, alors que la

tête reste dans une position fixe

Note 1 à l’article: La parallaxe binoculaire est équivalente à l’angle optique entre les axes optiques des deux yeux,

lorsque ceux-ci sont fixés sur un point unique.
[SOURCE: ISO/IWA 3:2005, 2.15 modifiée.]
3.2.2
fatigue visuelle

fatigue oculaire ou asthénopie, qui présente une large gamme de symptômes visuels, notamment la

fatigue, les maux de tête et douleurs oculaires, survenant en visionnant des images sur un écran de

visualisation

Note 1 à l’article: Voir l’ISO 9241-302:2008, 3.5.3 pour la définition de l’«asthénopie».

[SOURCE: ISO/IWA 3:2005, 2.13 modifiée.]
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ISO 9241-333:2017(F)
3.3 Caractéristiques de performances
3.3.1
diaphotie interoculaire
fuite des images stéréoscopiques (3.1.7) d’un œil vers l’autre œil

Note 1 à l’article: Dans certains cas, la diaphotie interoculaire est également désignée par «diaphotie 3D». Dans le

cas d’un écran stéréoscopique (3.1.1) utilisant des lunettes (3.1.4), la diaphotie signifie «effet interoculaire», et de

ce fait, le présent document utilise le terme «interoculaire» au lieu de «3D».
3.3.2
différence de luminance interoculaire

différence entre les valeurs de luminance des vues gauche et droite d’une présentation stéréoscopique

[SOURCE: ISO 9241-392:2014, 3.16]
3.3.3
images pseudoscopiques
images pseudo-stéréoscopiques

ensemble d’images dont la parallaxe inversée apparaît sur un écran stéréoscopique (3.1.1)

4 Technologies d’affichage et leurs principes directeurs

Afin d’obtenir une interaction homme-système satisfaisante, il est nécessaire de remplir un certain

nombre d’exigences différentes de façon simultanée et équilibrée. Ces exigences ont été regroupées

selon les domaines suivants:
— conditions de vision; voir 5.1;
— luminance; voir 5.2;
— artéfacts visuels et fidélité; voir 5.3.

Chaque domaine contient les caractéristiques de performance associées (voir le Tableau 1) et les

performances d’affichage. Le présent document met l’accent sur les caractéristiques importantes de

performance de l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes, qui sont indiquées par un astérisque

dans le Tableau 1. D’autres caractéristiques de performance, telles que les «angles d’observation et

d’inclinaison de la tête», le «réglage de la luminance» etc., sont communes à l’affichage bidimensionnel

ordinaire; il convient également d’appliquer l’ISO 9241-303.
Tableau 1 — Caractéristiques de performance par domaine
Domaine Caractéristique de performance
Conditions de vision Distance de vision théorique
Direction de vision théorique
Angles d’observation et d’inclinaison de la tête
Luminance Eclairement lumineux
Luminance de l’affichage
Equilibre de la luminance
Réglage de la luminance

Le présent document porte essentiellement sur cette caractéristique de performance.

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ISO 9241-333:2017(F)
Tableau 1 (suite)
Domaine Caractéristique de performance
Artéfacts visuels Défaut d’uniformité de la luminance
Défaut d’uniformité de la couleur
Uniformité du contraste
Distorsions géométriques
Défauts de l’écran et de la dalle de verre
Instabilité temporelle (papillotement)
Instabilité spatiale (scintillement)
Effets de moiré
Autres instabilités
Réflexions indésirables
Effets de profondeur indésirables
Effets de vitesse et d’accélération indésirables
Différence de luminance interoculaire
Différence de chromaticité interoculaire
Différence de contraste interoculaire
Diaphotie interoculaire
Fidélité Gamme de couleurs et blanc de référence
Echelle de gamma et de gris
Rendu d’images en mouvement
Temps de formation de l’image
Résolution spatiale
Modulation de trame ou facteur de remplissage
Densité de pixel

Le présent document porte essentiellement sur cette caractéristique de performance.

5 Exigences ergonomiques
5.1 Conditions de vision
5.1.1 Généralités

Lors de l’observation de l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes, les conditions telles que la

distance de vision théorique, la direction de vision théorique et les angles de rotation de la tête (dans le

plan) ont une incidence sur l’observateur. Afin d’obtenir une condition de vision efficace et confortable,

la distance et la direction de vision théorique doivent être correctement déterminées.

NOTE Lorsque l’observateur tourne la tête, la stéréopsie est affectée en raison de la non-concordance de

la parallaxe affichée. Dans ce cas, l’effet des contenus affichés est d’abord évalué, et, de ce fait, les exigences

détaillées ne figurent pas dans le présent document.
5.1.2 Distance de vision théorique

La distance de vision théorique dépend de l’application et du matériel d’affichage, tels que la taille de la

surface d’affichage et la résolution de l’écran. Par conséquent, le fournisseur de l’afficheur doit spécifier

la distance de vision théorique. Si elle n’est pas spécifiée, il convient d’appliquer la diagonale 1,3D ,

vue
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ISO 9241-333:2017(F)

où D est la diagonale de la surface active de l’affichage. Des distances de vision plus courtes peuvent

vue

être utilisées dans un affichage de plus petite taille (diagonale inférieure à 9 inches – 22,86 cm).

NOTE Dans les écrans stéréoscopiques, la distance de vision a une incidence sur la sensation de profondeur.

Pour bon nombre de contenus d’écran stéréoscopique utilisant des lunettes, la distance de vision est supposée

être égale à 3H . 3H équivaut à 1,3D , et 1,3D est préférable pour plusieurs facteurs de forme de la

vue vue vue vue

surface active de l’affichage. Lorsque la distance de vision est plus courte, la parallaxe perçue est plus grande.

Cette condition peut augmenter la sensation de gêne et la fatigue visuelle causées par les images stéréoscopiques

(VFSI) et doit, par conséquent, être évitée.
5.1.3 Direction de vision théorique

Pour une utilisation générale, il convient de visionner l’écran stéréoscopique à l’aide de lunettes depuis

n’importe quel angle d’inclinaison, jusqu’à au moins 40 degrés de la perpendiculaire à la surface de

l’affichage, mesuré dans n’importe quel plan. Pour une utilisation personnelle, il convient d’observer

la surface de l’affichage au moins depuis la position de vision théorique déterminée par la distance et

la direction de vision théorique. Par conséquent, le fournisseur du dispositif d’affichage doit spécifier

la direction de vision théorique et appliquer la valeur spécifiée. Si cela n’est pas spécifié, il convient

d’appliquer les exigences mentionnées ci-dessus.
5.2 Luminance
5.2.1 Généralités

Afin d’obtenir les informations provenant de l’affichage, une luminance suffisante de l’affichage

est nécessaire. De plus, l’écran dispose d’un environnement lumineux contribuant à la luminance de

l’affichage. Lorsque l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes est utilisé, la surface de l’affichage

et également l’environnement sont observés à travers les lunettes. Par conséquent, la luminance de

l’affichage doit être vérifiée à travers les lunettes.

NOTE Avec les lunettes, à la fois la luminance de l’affichage et l’éclairement lumineux de l’écran sont

généralement réduits.
5.2.2 Éclairement lumineux
Le fournisseur doit spécifier l’éclairement théorique de l’écran, E .
5.2.3 Luminance de l’affichage

Avec l’éclairage ambiant pour lequel l’affichage est conçu, la luminance de l’affichage à travers les

lunettes doit être supérieure à la valeur minimale pour rendre l’information affichée suffisamment

reconnaissable sur la totalité de la plage de visions théoriques, ainsi que sur la durée du cycle de vie

prévue de l’écran de visualisation.

NOTE Dans l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes, la luminance de l’affichage à travers les lunettes est

vérifiée, car le facteur de transmission des lunettes a une incidence sur la luminance de l’affichage.

5.3 Artéfacts visuels et fidélité
5.3.1 Généralités

Lorsque la technologie de l’affichage n’est pas idéale, l’observateur perçoit les artéfacts visuels. Dans

l’écran stéréoscopique utilisant des lunettes, les artéfacts visuels sont classés en artéfacts monoculaires

et artéfacts binoculaires. Les artéfacts monoculaires sont perçus par un seul œil et contiennent un

défaut d’uniformité d
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.