ISO 9241-394:2020
(Main)Ergonomics of human-system interaction — Part 394: Ergonomic requirements for reducing undesirable biomedical effects of visually induced motion sickness during watching electronic images
Ergonomics of human-system interaction — Part 394: Ergonomic requirements for reducing undesirable biomedical effects of visually induced motion sickness during watching electronic images
This document establishes the requirements and recommendations for image contents and electronic display systems to reduce visually induced motion sickness (VIMS), while viewing images on electronic displays. This document is applicable to electronic display systems, including flat panel displays, projectors with a screen, and virtual reality (VR) type of head mounted displays (HMDs), but not including HMDs that present electronic images on/with real-world scenes. NOTE 1 This document assumes the images are viewed under appropriate defined conditions. See Annex B for the appropriate viewing conditions. NOTE 2 This document is useful for the design, development, and supply of image contents, as well as electronic displays for reducing VIMS. NOTE 3 ISO 9241‑392[3] provides guidelines for stereoscopic 3D displays, of which the methods are also used in HMDs. NOTE 4 The International Telecommunication Union (ITU) generally sets the standards for broadcasting.
Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 394: Exigences ergonomiques pour la réduction des effets biomédicaux indésirables des cinétoses induites par stimulus visuel lors de l’observation d’images électroniques
Le présent document établit les exigences et les recommandations pour les contenus d’images et les systèmes d’affichage électronique afin de réduire les cinétoses induites par stimulus visuel (VIMS), lors de la visualisation d’images sur des affichages électroniques. Le présent document s’applique aux systèmes d’affichage électronique, y compris aux écrans plats, aux projecteurs avec un écran et aux casques stéréoscopiques (HMD) de type casque de réalité virtuelle (RV), mais pas aux HMD qui présentent des images électroniques sur/avec des scènes du monde réel. NOTE 1 Le présent document suppose que les images sont visualisées dans des conditions définies appropriées. Voir Annexe B pour connaître les conditions de visualisation appropriées. NOTE 2 Le présent document est utile pour la conception, le développement et la fourniture de contenus d’images, mais aussi d’affichages électroniques pour réduire les VIMS. NOTE 3 L’ISO 9241‑392[3] fournit des lignes directrices pour les affichages 3D stéréoscopiques, dont les méthodes sont également utilisées dans les HMD. NOTE 4 L’Union internationale des télécommunications (UIT) fixe généralement les normes pour la radiodiffusion.
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9241-394
First edition
2020-04
Ergonomics of human-system
interaction —
Part 394:
Ergonomic requirements for reducing
undesirable biomedical effects of
visually induced motion sickness
during watching electronic images
Ergonomie de l'interaction homme-système —
Partie 394: Exigences ergonomiques pour la réduction des effets
biomédicaux indésirables des cinétoses induites par stimulus visuel
lors de l’observation d’images électroniques
Reference number
ISO 9241-394:2020(E)
©
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Guiding concepts . 2
4.1 Contexts of image viewing . 2
4.2 Basis of guiding concepts . 3
4.3 Major factors of VIMS . 3
5 Ergonomic requirements and recommendations . 4
5.1 General . 4
5.2 Images presented in passive viewing environments . 5
5.2.1 Potentially unwanted conditions of visual rotation . 5
5.2.2 Potentially unfavourable conditions of visual rotation . 5
5.2.3 Basis of the requirements and recommendations . 5
5.2.4 Reference information on effects of visual motion combination . 6
5.3 Images presented in active viewing environments . 6
5.3.1 General. 6
5.3.2 Potentially unfavourable conditions of visual rotation . 6
5.3.3 Reference information on effects of visual motion combinations . 7
5.3.4 Potentially unfavourable conditions of large visual field images or VR-
type HMDs . 7
6 Conformance and usages of ergonomic recommendations . 7
6.1 General . 7
6.2 Measurement methods . 8
6.3 Procedure of conformance and report . 8
Annex A (informative) Overview of the ISO 9241 series . 9
Annex B (informative) Viewing conditions .10
Annex C (informative) Effects of visual motion combination .11
Annex D (informative) General methods of alleviating VIMS .15
Annex E (informative) Measurement method of visual global motion .17
Annex F (informative) Measurement method of time delay of head tracking .20
Annex G (informative) Sample procedure for assessing applicability and conformance .21
Annex H (informative) Individual viewer factors .23
Bibliography .24
© ISO 2020 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9241-394:2020(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 of 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 www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 4,
Human-system interaction.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
A list of all parts in the ISO 9241 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
Introduction
With the advancement in image technologies, it is now possible to experience various new types of
images through different kinds of electronic displays, for example, ultra-high definition (UHD) images
and virtual reality images. These technologies make our daily lives more convenient and enable
different lifestyles.
The new products of advanced image technologies can be popularized both by solving technical issues
and by devising countermeasures for reducing incidences of undesirable biomedical effects, such as
visually induced motion sickness.
This document describes the basic and minimal conditions for reducing incidences of visually induced
motion sickness. It is intended to promote an environment in which viewers can enjoy the benefits of
images without the adverse effects of visually induced motion sickness. In such an environment, new
technologies for images can also be actively developed and applied in various fields. This document is
not intended to restrict the freedom of expression or artistic creativity in the image culture.
This document is based on scientific findings related to the possible undesirable effects of visually
induced motion sickness. In the future, this document could be revised as new scientific data become
available.
This document is part of the ISO 9241 series, which specifies human–system interaction standards.
Readers who need guidance on other aspects of human–system interaction can therefore refer to other
documents in the ISO 9241 series. See Annex A for an overview of the ISO 9241 series.
© ISO 2020 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 9241-394:2020(E)
Ergonomics of human-system interaction —
Part 394:
Ergonomic requirements for reducing undesirable
biomedical effects of visually induced motion sickness
during watching electronic images
1 Scope
This document establishes the requirements and recommendations for image contents and electronic
display systems to reduce visually induced motion sickness (VIMS), while viewing images on electronic
displays.
This document is applicable to electronic display systems, including flat panel displays, projectors with
a screen, and virtual reality (VR) type of head mounted displays (HMDs), but not including HMDs that
present electronic images on/with real-world scenes.
NOTE 1 This document assumes the images are viewed under appropriate defined conditions. See Annex B for
the appropriate viewing conditions.
NOTE 2 This document is useful for the design, development, and supply of image contents, as well as
electronic displays for reducing VIMS.
[3]
NOTE 3 ISO 9241-392 provides guidelines for stereoscopic 3D displays, of which the methods are also used
in HMDs.
NOTE 4 The International Telecommunication Union (ITU) generally sets the standards for broadcasting.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9241-302 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
visually induced motion sickness
VIMS
motion sickness-like symptoms induced by perceived motion within the visual environment, such as
when watching movies and screen images of video games
Note 1 to entry: The symptoms can include dizziness, vertigo, sweating, odd feelings in the stomach, and nausea,
which can progress to vomiting.
© ISO 2020 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
3.2
dizziness
physical unsteadiness, lack of balance, or light headedness
3.3
vertigo
sensation of rotation or movement of one’s self (subjective vertigo), or of rotation or movement of one’s
surroundings (objective vertigo), in any plane
3.4
postural instability
set of conditions in which voluntary movements cannot be well coordinated for maintaining posture
3.5
disorientation
loss of sense of direction, position, or relationship with the surroundings
3.6
visual global motion
wide spatial range of image motion in the visual field, composed of different velocities and directions
that are systematically aligned in a moving image
Note 1 to entry: There are generally six types of visual global motions that correspond to the different types of
motions of a camera during the capturing of images: rotation around and translation along the pitch, yaw, and
roll axes.
3.7
head-mounted display
HMD
display device that is worn on the head, is integrated into eyeglasses, or is built in as part of a helmet
or a hat
3.8
virtual reality
VR
set of artificial conditions created by computer and dedicated electronic devices that simulate visual
images and possibly other sensory information of a user’s surrounding with which the user is allowed
to interact
Note 1 to entry: The artificial conditions do not reflect a user’s real-time physical environment.
4 Guiding concepts
4.1 Contexts of image viewing
Two different viewing environments are defined for the contexts of image viewing to reduce VIMS. One
is the active viewing environment, in which either the motion, orientation or other displayed contents
of the images vary according to any viewers' actions, such as head movements or the manipulation of
controllers. The other is the passive viewing environment, in which any displayed contents of the images
do not vary with viewers' actions. In the active viewing environment, the changes in the displayed
contents are caused by tracking the head of the viewers, or by the viewers operating the controller. In
this document, the contexts of image viewing in the two viewing environments are the following:
— passive viewing environment:
— display device: flat panel display, projector, or head-mounted display;
— image generation: real-time rendering or playing recorded images;
— image size in visual angle: depending on applications and display device;
2 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
— interactive type: none;
— active viewing environment:
— display device: flat panel display, projector, or head-mounted display;
— image generation: real-time rendering;
— image size in visual angle: depending on applications and display device;
— interactive type: head tracking and/or controller.
4.2 Basis of guiding concepts
This document provides the basic and minimal conditions for reducing incidences of VIMS primarily
from the viewpoint of nauseating symptoms, such as dizziness, sweating, headache, stomach awareness,
nausea, and vomiting. In this subclause, the references are verified as the bases for the guidelines
from literature and summaries, and also from their reported scores from the simulator sickness
questionnaire (SSQ).
Nauseating symptoms are reflected in the drop-out rates in various experiments of VIMS and simulator
[4]
training. The relationship between drop-out rates and SSQ total score (SSQ-TS) has been clarified .
[4]
The drop-out rates were also reported to be correlated with the nausea subscore of SSQ (SSQ-N) .
The conditions for reducing VIMS can be considered in terms of lowering SSQ-TS (and/or the SSQ-N) to
some extent. In fact, the severity index of VIMS described in C.4 is based on SSQ-TS.
Meanwhile, another aspect related to VIMS has been reported in the literature, i.e. disorientation
induced after exposures to VR. Disorientation is different from nauseating symptoms in that it affects
the equilibrium of the body. While postural fluctuation during exposure to VR is an adverse effect
from the viewpoint of physical safety during a VR experience, disorientation after exposure to VR is
paramount to be considered as an after-effect from the viewpoint of physical safety after returning to
the real environment. The disorientation after exposures to VR can be reflected by the disorientation
[5]
subscore of SSQ (SSQ-D) .
The different characteristics of the nauseating symptoms and disorientation after exposures to VR
are also to be considered in terms of temporal courses. When viewers are repetitively exposed to the
environments that easily induce VIMS, nauseating symptoms are known to be reduced significantly
by the habituation to the environments. Moreover, when viewers are repetitively exposed to virtual
environments, disorientation occurring every time after the viewers return to the real environment has
been reported to increase. In other words, postural fluctuations increase. Consequently, it is paramount
to consider this type of undesirable effect, i.e. disorientation, as well as nauseating symptoms. To reduce
disorientation, general methods described in D.1 and D.2 can be useful as countermeasures.
4.3 Major factors of VIMS
VIMS is known to be affected by various factors. Among them, the major factor is visual motion within
images. It can be either enhanced or attenuated by visual image factors, visual environmental factors,
and individual viewer factors.
VIMS can be reduced, to some extent, by considering other major factors such as those shown below,
depending on the context of image viewing. Therefore, to control VIMS, those different major factors
need to be simultaneously considered with an appropriate balance.
Passive viewing environment:
— amount of visual global rotation:
— different types of visual global rotations;
— velocity of visual global rotation;
© ISO 2020 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
— viewing period;
— image size in visual field;
— fixation-point/visual-target;
— navigating velocity;
— predictive information of self-motion;
— independent background from visual motion.
Active viewing environment:
— amount of visual global rotation;
— different types of visual global rotations;
— velocity of visual global rotation;
— viewing period;
— image size in visual field;
— fixation-point/visual-target;
— navigating velocity;
— predictive information of self-motion;
— independent background from visual motion;
(for the environment especially by head tracking)
— match in visual field between virtual camera and display (especially for large visual field images or
VR type of HMD);
— match of head motion and visual motion (especially for large visual field images or VR type of HMD);
— delay in head tracking.
5 Ergonomic requirements and recommendations
5.1 General
To obtain the condition that sufficiently reduces the possibility of VIMS, visual image factors, visual
environmental factors, and individual viewer factors shall be considered. However, in this document,
the following are of principal concern:
— visual image factors, such as velocity and types of visual global motion and viewing period; and
— visual environmental factors, such as image size in visual field, fixation-point/visual-target,
luminance level of images, illuminance level of environment, image resolution, and delay of head
tracking.
For individual viewer factors, information can be found in Annex G.
NOTE The principles in 5.2 are easier to apply in the case of pre-recorded contents, which can be analysed
frame by frame. Interactive media, such as video games, can afford essentially limitless sequences throughout
the game, depending on the user's actions. In the case of video games, the requirements and recommendations
apply to typical sequences of play but cannot cover every eventuality of play.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
5.2 Images presented in passive viewing environments
5.2.1 Potentially unwanted conditions of visual rotation
Potentially unwanted conditions of visual rotation shall be avoided.
Potentially unwanted conditions of visual rotation are defined as those satisfying any of the following
conditions.
a) Total amount of yaw rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 17 280°
(or 48 rounds).
b) Total amount of pitch rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 15 120°
(or 42 rounds).
c) Total amount of roll rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 14 400°
(or 40 rounds).
NOTE The criterion values above are applied while the image size in visual field is assumed as in the range of
30° × 17° to 70° × 40°.
5.2.2 Potentially unfavourable conditions of visual rotation
Potentially unfavourable conditions of visual rotation should be avoided.
Potentially unfavourable conditions of visual rotation are defined as those satisfying any of the
following conditions.
a) Total amount of yaw rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 12 960°
(or 36 rounds).
b) Total amount of pitch rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 11 520°
(or 32 rounds).
c) Total amount of roll rotation within a 20-minute period at any time of images is more than 10 800°
(or 30 rounds).
NOTE 1 The criterion values above are applied while the image size in visual field is assumed to be 30° × 17°
or larger.
NOTE 2 Visual images can be enlarged in certain use cases, such as in the medical field. In such cases, the
amount of rotation can be underestimated, if it is obtained by the actual camera rotation.
5.2.3 Basis of the requirements and recommendations
In 5.2.1, 5.2.2 and 5.3.2, the numerical criteria were set based on the relation between the dropout
rate and total amount of rotation presented in the images on electronic displays in the experiments of
[6]
VIMS . In this process, the dropout rate was obtained by transforming the experimentally obtained
SSQ-TS using Formula (1) (see Figure C.1):
2 2
Y = 0,0057X + 0,744X – 3,973 9, R = 0,352 4 (1)
where
X is the averaged SSQ-TS;
Y is the dropout rate (%).
Those relations between dropout rate and total amount of rotation are shown in Figure 1, with fitted
linear lines for each data of pitch, roll, and yaw-axes rotations. As shown in the graph, the criteria for
© ISO 2020 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
the requirements are set in terms of 10 % of the dropout rate, while those for the recommendations are
set in terms of 7,5 % of the dropout rate.
Key
X total amount of rotation around a single axis within 20 min (°)
Y dropout rate (%)
yaw 1 criterion for recommendation of yaw
pitch 2 criterion for requirement of yaw
roll
Figure 1 — Relation between dropout rate and total amount of rotation around each
of three axes
5.2.4 Reference information on effects of visual motion combination
For considering the effects of visual motion combination, see C.3.
5.3 Images presented in active viewing environments
5.3.1 General
For images in the active viewing environments, the major factors to be considered are those of visual
motion described in 5.2 as well as those specific to these environments, such as:
— the time delay of changing images yoked to the signals from the head tracking or controllers;
— the consistency of visual field between virtual camera and presented images especially for large
visual field images or VR-type HMDs with head tracking system; and
— the consistency of direction and amount of head movements with image motion.
5.3.2 Potentially unfavourable conditions of visual rotation
Potentially unfavourable conditions of visual rotation, not caused by head movements, should be
avoided.
6 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
Potentially unfavourable conditions of visual rotation are defined as those satisfying either of the
following conditions.
a) Total amount of yaw rotation within a 20-minute period at any time of images are more than
17 280° (or 48 rounds).
b) Total amount of pitch rotation within a 20-minute period at any time of images are more than
15 120° (or 42 rounds).
c) Total amount of roll rotation within a 20-minute period at any time of images are more than 14 400°
(or 40 rounds).
Rotations above are not produced by head tracking.
NOTE 1 This document only describes the recommendations for visual rotation in active viewing
environments different from the passive viewing environment, which does not necessary indicate that active
viewing environments are generally less severe than passive viewing environments.
NOTE 2 The criterion values above are applied while the image size in the visual field is assumed to be
30° × 17° or larger.
NOTE 3 Visual images can be enlarged in certain use cases, such as in the medical field. In such cases, the
amount of rotation can be underestimated, if it is obtained by the actual camera rotation.
5.3.3 Reference information on effects of visual motion combinations
For considering the effects of visual motion combination, see C.3.
5.3.4 Potentially unfavourable conditions of large visual field images or VR-type HMDs
Potentially unfavourable conditions of large visual field images or VR-type HMDs should be avoided as
follows:
a) the field of view of the virtual camera and that of the images presented are matched as much as
reasonably achievable;
b) the direction and speed of the virtual camera motion and those of the user’s head motion are
matched as much as reasonably achievable.
NOTE 1 For the presentations of stereoscopic 3D images with a wide field view or the VR-type HMDs, refer to
[3]
ISO 9241-392 .
NOTE 2 Adjustments in matching the direction and speed of virtual camera motion and those of the user’s
head motion can be affected by several factors, including the static/dynamic characteristics of detecting the
devices in motion in HMDs.
NOTE 3 The time delay in visual image change corresponding to the displayed image of the user’s head
movements can affect VIMS. A study reported that the primary factor of time delay inducing VIMS was the
[7]
temporal variability . The sample measurement method is described in Annex F.
6 Conformance and usages of ergonomic recommendations
6.1 General
For developing image contents and electronic displays, this document provides the ergonomic
requirements and recommendations for reducing VIMS.
To comply with the requirements in Clause 5, the procedure described in 6.3 should be followed using
the evaluation methods described in 6.2.
© ISO 2020 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 9241-394:2020(E)
To follow the recommendations in Clause 5, the procedure described in 6.3 can be followed using the
evaluation methods described in 6.2.
6.2 Measurement methods
To evaluate electronic visual images according to the items described in 5.2.1, 5.2.2, and 5.3.2, the
measurement of pixelated video signals transmitted to electronic visual displays is essential. The
measurement method is described in Annex E.
6.3 Procedure of conformance and report
Conformance with this document is achieved by satisfying all the applicable requirements. For the
recommendations provided in this document, the evaluations of products can be reported. For reference
purposes, the clauses including the requirements and those including the recommendations are listed
in G.2. Users of this document shall evaluate the applicability of each requirement and should evaluate
the applicability of each recommendation. If a product is claimed to have met the applicable items in the
requirements, the procedure used in evaluating the product shall be specified. If a product is claimed
to have met the applicable items in the recommendations, the procedure used in evaluating the product
should be specified.
Annex G provides an example of both determining and recording the applicability of all the requirements
and recommendations in Clause 5, and for reporting that they have been evaluated.
...
ISO/TC 159/SC 4
Date : 2020-04
ISO 9241--394:2020(F)
Date: 2020-04
ISO/TC 159/SC 4
Secrétariat : : BSI
Ergonomie de l’interaction homme-système — Partie 394 : Exigences
ergonomiques pour la réduction des effets biomédicaux indésirables des
cinétoses induites par stimulus visuel lors de l’observation d’images
électroniques
Ergonomics of human-system interaction — Part 394: Ergonomic requirements for
reducing undesirable biomedical effects of visually induced motion sickness during
watching electronic images
ICS : 13.180
Type du document : Norme internationale
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
---------------------- Page: 1 ----------------------
Type du document : Norme internationale
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020
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
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 •• CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.orgwww.iso.org
Publié en Suisse
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Concepts directeurs . 3
4.1 Contextes de visualisation d’images . 3
4.2 Bases des concepts directeurs . 3
4.3 Principaux facteurs de VIMS . 4
5 Exigences et recommandations ergonomiques . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Images présentées dans des environnements de visualisation passive . 5
5.2.1 Conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle . 5
5.2.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle . 6
5.2.3 Base des exigences et recommandations . 6
5.2.4 Informations de référence sur les effets de la combinaison de mouvements visuels . 7
5.3 Images présentées dans des environnements de visualisation active . 7
5.3.1 Généralités . 7
5.3.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle . 8
5.3.3 Informations de référence sur les effets des combinaisons de mouvements visuels. 8
5.3.4 Conditions potentiellement défavorables des images à grand champ visuel ou des
HMD de type RV . 8
6 Conformité et usages des recommandations ergonomiques . 9
6.1 Généralités . 9
6.2 Méthodes de mesure . 9
6.3 Mode opératoire de conformité et rapport . 9
Annexe A (informative) Vue d’ensemble de la série de normes ISO 9241 . 10
Annexe B (informative) Conditions de visualisation . 11
Annexe C (informative) Effets de la combinaison de mouvements visuels . 12
Annexe D (informative) Méthodes générales d’atténuation de la VIMS . 16
Annexe E (informative) Méthode de mesure du mouvement global visuel . 18
Annexe F (informative) Méthode de mesure de la temporisation de suivi des mouvements
de la tête . 21
Annexe G (informative) Mode opératoire d’échantillonnage pour évaluer l’applicabilité et la
conformité . 22
Annexe H (informative) Facteurs individuels liés à l’utilisateur . 24
Bibliographie . 25
© ISO 2020 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Avant-propos
L’ISOL'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismesd'organismes nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaborationl'ISO).
L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l’ISOl'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’ISOl'ISO participent également aux travaux. L’ISOL'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’approbationd'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 www.iso.org/directives).
L’attentionL'attention est appeléeattirée sur le fait que certains des éléments du présent document
peuvent faire l’objetl'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISOL'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’élaborationl'élaboration du document sont indiqués dans
l’Introductionl'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISOl'ISO (voir
www.iso.org/brevetswww.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’ISOl'ISO liés à l’évaluationl'évaluation de la conformité, ou pour toute information au
sujet de l’adhésionl'adhésion de l’ISOl'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce
(OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant :
www.iso.org/iso/fr/avant-proposwww.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 4,
Ergonomie de l’interaction homme/système.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 9241 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/members.htmlwww.iso.org/fr/members.html.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 9241 se trouve sur le site web de l’ISO.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Introduction
Grâce aux progrès des technologies de l’image, il est désormais possible de voir de nouveaux types
d’images sur différents types d’affichages électroniques, par exemple des images ultra-haute définition
(UHD) et des images de réalité virtuelle. Ces technologies facilitent notre quotidien et permettent des
modes de vie différents.
Les nouveaux produits issus des technologies d’image avancées peuvent être popularisés à la fois en
résolvant les problèmes techniques et en concevant des contre-mesures afin de réduire l’incidence des
effets biomédicaux indésirables, tels que les cinétoses induites par stimulus visuel.
Le présent document décrit les conditions de base et minimales pour réduire l’incidence des cinétoses
induites par stimulus visuel. Il vise à promouvoir un environnement dans lequel les utilisateurs peuvent
profiter des avantages des images sans les effets indésirables des cinétoses induites par stimulus visuel.
Dans ce type d’environnement, les nouvelles technologies de l’image peuvent également être
activement développées et appliquées dans divers domaines. Le présent document ne vise pas à
restreindre la liberté d’expression ou la créativité artistique dans la culture de l’image.
Il repose sur des découvertes scientifiques liées aux effets indésirables possibles des cinétoses induites
par stimulus visuel. À l’avenir, le présent document pourrait être révisé à mesure que de nouvelles
données scientifiques seront disponibles.
Le présent document fait partie de la série ISO 9241, qui spécifie les normes d’interaction homme--
système. Les utilisateurs qui ont besoin de recommandations sur d’autres aspects de l’interaction
homme-système peuvent donc se référer aux autres documents de la série ISO 9241. Voir Annexe A
pour obtenir un aperçu général de la série ISO 9241.
© ISO 2020 – Tous droits réservés vii
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9241-394:2020(F)
Ergonomie de l’interaction homme-système — Partie 394 :
Exigences ergonomiques pour la réduction des effets
biomédicaux indésirables des cinétoses induites par stimulus
visuel lors de l’observation d’images électroniques
1 Domaine d’application
Le présent document établit les exigences et les recommandations pour les contenus d’images et les
systèmes d’affichage électronique afin de réduire les cinétoses induites par stimulus visuel (VIMS), lors
de la visualisation d’images sur des affichages électroniques.
Le présent document s’applique aux systèmes d’affichage électronique, y compris aux écrans plats, aux
projecteurs avec un écran et aux casques stéréoscopiques (HMD) de type casque de réalité virtuelle
(RV), mais pas aux HMD qui présentent des images électroniques sur/avec des scènes du monde réel.
NOTE 1 Le présent document suppose que les images sont visualisées dans des conditions définies
appropriées. Voir Annexe B pour connaître les conditions de visualisation appropriées.
NOTE 2 Le présent document est utile pour la conception, le développement et la fourniture de contenus
d’images, mais aussi d’affichages électroniques pour réduire les VIMS.
[3]
NOTE 3 L’ISO 9241-392 fournit des lignes directrices pour les affichages 3D stéréoscopiques, dont les
méthodes sont également utilisées dans les HMD.
NOTE 4 L’Union internationale des télécommunications (UIT) fixe généralement les normes pour la
radiodiffusion.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 9241-302, Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 302: Terminologie relative aux
écrans de visualisation électroniques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 9241-302 ainsi que les
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 https://www.iso.org/obp
;https://www.iso.org/obp;
© ISO 2020 – Tous droits réservés
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse
http://www.electropedia.org/https://www.electropedia.org/.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
3.1
cinétose induite par stimulus visuel
VIMS
symptômes semblables au mal des transports induits par la perception d’un mouvement dans
l’environnement visuel, par exemple pendant la visualisation d’un film ou d’images sur un écran de jeux
vidéo
Note 1 à l’article : Les symptômes peuvent inclure des étourdissements, des vertiges, des sueurs, des sensations
étranges dans l’estomac et des nausées, qui peuvent évoluer en vomissements.
3.2
étourdissement
instabilité physique, manque d’équilibre ou sensation de malaise
3.3
vertige
sensation de rotation ou de mouvement de soi (vertige subjectif) ou de rotation ou de mouvement de
l’environnement (vertige objectif), dans n’importe quel plan
3.4
instabilité posturale
ensemble de conditions dans lesquelles les mouvements volontaires ne peuvent pas être bien
coordonnés pour maintenir la posture
3.5
désorientation
perte du sens de la direction, de la position ou de la relation avec l’environnement
3.6
mouvement global visuel
large plage spatiale de mouvement de l’image dans le champ visuel, composée de différentes vitesses et
directions qui sont systématiquement alignées dans une image en mouvement
Note 1 à l’article : Il existe généralement six types de mouvements globaux visuels qui correspondent aux
différents types de mouvements d’une caméra lors de la capture d’images : rotation autour et translation le long
des axes de tangage, lacet et roulis.
3.7
casque stéréoscopique
HMD
dispositif d’affichage porté sur la tête, intégré dans des lunettes ou intégré dans un casque ou un
chapeau
3.8
réalité virtuelle
RV
ensemble de conditions artificielles créées par un ordinateur et des dispositifs électroniques dédiés qui
simulent des images visuelles et éventuellement d’autres informations sensorielles de l’environnement
d’un utilisateur avec lequel celui-ci peut interagir
Note 1 à l’article : Les conditions artificielles ne reflètent pas l’environnement physique en temps réel d’un
utilisateur.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
4 Concepts directeurs
4.1 Contextes de visualisation d’images
Deux environnements de visualisation différents sont définis pour les contextes de visualisation
d’images afin de réduire les VIMS. L’un est l’environnement de visualisation active, dans lequel le
mouvement, l’orientation ou d’autres contenus affichés des images varient en fonction des actions de
l’utilisateur, telles que les mouvements de la tête ou la manipulation de commandes. L’autre est
l’environnement de visualisation passive, dans lequel le contenu affiché des images ne varie pas en
fonction des actions de l’utilisateur. Dans l’environnement de visualisation active, les modifications du
contenu affiché sont provoquées par le suivi des mouvements de la tête de l’utilisateur ou par
l’actionnement d’une commande par celui-ci. Dans le présent document, les contextes de visualisation
d’images dans les deux environnements de visualisation sont les suivants :
— environnement de visualisation passive :
— dispositif d’affichage : écran plat, projecteur ou casque stéréoscopique ;
— génération d’images : rendu en temps réel ou lecture d’images enregistrées ;
— taille de l’image dans l’angle visuel : en fonction des applications et du dispositif d’affichage ;
— type d’interaction : aucune ;
— environnement de visualisation active :
— dispositif d’affichage : écran plat, projecteur ou casque stéréoscopique ;
— génération d’images : rendu en temps réel ;
— taille de l’image dans l’angle visuel : en fonction des applications et du dispositif d’affichage ;
— type d’interaction : suivi des mouvements de la tête et/ou commande.
4.2 Bases des concepts directeurs
Le présent document fournit les conditions de base et minimales pour réduire l’incidence des VIMS,
principalement du point de vue des symptômes nauséeux, tels que les étourdissements, les sueurs, les
maux de tête, les sensations étranges dans l’estomac, les nausées et les vomissements. Dans le présent
paragraphe, les références sont vérifiées en tant que bases des lignes directrices à partir d’ouvrages de
référence et de résumés, mais aussi à partir de leurs scores rapportés dans le cadre du questionnaire
sur le mal des simulateurs (SSQ).
Les symptômes nauséeux se reflètent dans les taux d’abandon lors de diverses expériences de VIMS et
d’entraînement sur simulateur. La relation entre les taux d’abandon et le score total au SSQ (SSQ-TS) a
[4]
été clarifiée . Il a également été signalé que les taux d’abandon étaient corrélés avec le sous-score de
[4]
nausées au SSQ (SSQ-N) . Les conditions de réduction des VIMS peuvent être prises en compte en
matière de diminution du SSQ-TS (et/ou du SSQ-N) dans une certaine mesure. En réalité, l’indice
d’intensité de VIMS décrit en C.4 repose sur le SSQ-TS.
Parallèlement, un autre aspect lié aux VIMS a été rapporté dans les ouvrages de référence, à savoir la
désorientation induite après des expositions à la RV. La désorientation est différente des symptômes
nauséeux en ce qu’elle affecte l’équilibre du corps. Alors que la fluctuation posturale pendant
l’exposition à la RV est un effet indésirable du point de vue de la sécurité physique pendant une
expérience de RV, la désorientation après l’exposition à la RV doit être considérée comme un effet
secondaire du point de vue de la sécurité physique après le retour dans l’environnement réel. La
© ISO 2020 – Tous droits réservés
4
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
désorientation après une exposition à la RV peut être reflétée par le sous-score de désorientation au
[5]
SSQ (SSQ-D) .
Les différentes caractéristiques des symptômes nauséeux et de la désorientation après une exposition à
la RV doivent également être considérées en matière de parcours temporels. Lorsque les utilisateurs
sont exposés de manière répétitive à des environnements qui induisent facilement des VIMS, les
symptômes nauséeux semblent diminuer sensiblement par accoutumance aux environnements. De plus,
lorsque les utilisateurs sont exposés de façon répétitive à des environnements virtuels, la
désorientation qui se produit chaque fois qu’ils retournent dans l’environnement réel augmente. En
d’autres termes, les fluctuations posturales augmentent. Il est donc primordial de prendre en compte ce
type d’effet indésirable, à savoir la désorientation, ainsi que les symptômes nauséeux. Pour réduire la
désorientation, les méthodes générales décrites en D.1 et D.2 peuvent être utiles en tant que contre--
mesures.
4.3 Principaux facteurs de VIMS
Les VIMS semblent impactées par divers facteurs. Le principal est le mouvement visuel dans les images.
Il peut être renforcé ou atténué par des facteurs liés à l’image visuelle, à l’environnement visuel et à
l’utilisateur.
Les VIMS peuvent être réduites, dans une certaine mesure, en tenant compte d’autres facteurs
importants tels que ceux présentés ci-dessous, en fonction du contexte de visualisation d’images. Par
conséquent, pour contrôler les VIMS, ces différents facteurs principaux doivent être pris en compte
simultanément, avec un équilibre approprié.
Environnement de visualisation passive :
— quantité de rotation globale visuelle :
— différents types de rotations globales visuelles ;
— vitesse de la rotation globale visuelle ;
— période de visualisation ;
— taille de l’image dans le champ visuel ;
— point de fixation/cible visuelle ;
— vitesse de navigation ;
— information prédictive de mouvement propre ;
— arrière-plan indépendant du mouvement visuel.
Environnement de visualisation active :
— quantité de rotation globale visuelle :
— différents types de rotations globales visuelles ;
— vitesse de la rotation globale visuelle ;
— période de visualisation ;
— taille de l’image dans le champ visuel ;
© ISO 2020 – Tous droits réservés
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
— point de fixation/cible visuelle ;
— vitesse de navigation ;
— information prédictive de mouvement propre ;
— arrière-plan indépendant du mouvement visuel ;
(pour l’environnement, notamment par suivi des mouvements de la tête)
— correspondance dans le champ visuel entre la caméra virtuelle et l’écran (en particulier pour les
images à grand champ visuel ou les HMD de type RV) ;);
— correspondance entre le mouvement de la tête et le mouvement visuel (en particulier pour les
images à grand champ visuel ou les HMD de type RV) ;);
— temporisation du suivi des mouvements de la tête.
5 Exigences et recommandations ergonomiques
5.1 Généralités
Pour obtenir la condition qui réduit suffisamment la possibilité de VIMS, les facteurs liés à l’image
visuelle, à l’environnement visuel et à l’utilisateur doivent être pris en compte. Toutefois, dans le
présent document, les éléments suivants sont les plus importants :
— les facteurs liés à l’image visuelle, tels que la vitesse et les types de mouvement global visuel et la
période de visualisation ; et
— les facteurs liés à l’environnement visuel, tels que la taille de l’image dans le champ visuel, le point
de fixation/la cible visuelle, le niveau de luminance des images, le niveau d’éclairement de
l’environnement, la résolution de l’image et la temporisation du suivi des mouvements de la tête.
Pour les facteurs individuels liés à l’utilisateur, des informations sont disponibles en Annexe G.
NOTE Les principes énoncés en 5.2 sont plus faciles à appliquer dans le cas de contenus préenregistrés, qui
peuvent être analysés image par image. Les médias interactifs, tels que les jeux vidéo, peuvent offrir des
séquences essentiellement illimitées tout au long du jeu, en fonction des actions de l’utilisateur. Dans le cas des
jeux vidéo, les exigences et recommandations s’appliquent à des séquences de jeu types, mais ne peuvent pas
couvrir toutes les éventualités de jeu.
5.2 Images présentées dans des environnements de visualisation passive
5.2.1 Conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle
Les conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle doivent être évitées.
Les conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle sont les conditions qui répondent à
l’une des conditions suivantes :
a) la quantité totale de rotation en lacet des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 17 280° (ou 48 tours) ;);
b) la quantité totale de rotation en tangage des images à n’importe quel moment au cours d’une
période de 20 minutes est supérieure à 15 120° (ou 42 tours) ;);
© ISO 2020 – Tous droits réservés
6
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
c) la quantité totale de rotation en roulis des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 14 400° (ou 40 tours).
NOTE Les valeurs des critères ci-dessus sont appliquées alors que la taille de l’image dans le champ visuel est
réputée être comprise entre 30° × 17° et 70° × 40°.
5.2.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle
Il convient d’éviter les conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle.
Les conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle sont les conditions qui répondent à
l’une des conditions suivantes :
a) la quantité totale de rotation en lacet des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 12 960° (ou 36 tours) ;);
b) la quantité totale de rotation en tangage des images à n’importe quel moment au cours d’une
période de 20 minutes est supérieure à 11 520° (ou 32 tours) ;);
c) la quantité totale de rotation en roulis des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 10 800° (ou 30 tours).
NOTE 1 Les valeurs des critères ci-dessus sont appliquées alors que la taille de l’image dans le champ visuel est
réputée être comprise entre 30° × 17° ou plus.
NOTE 2 Les images visuelles peuvent être agrandies dans certains cas d’utilisation, tels que dans le domaine
médical. Dans pareils cas, la quantité de rotation peut être sous-estimée, si elle est obtenue par la rotation réelle
de la caméra.
5.2.3 Base des exigences et recommandations
En 5.2.1, 5.2.2 et 5.3.2, les critères numériques ont été établis sur la base de la relation entre le taux
d’abandon et la quantité totale de rotation présentée dans les images sur les affichages électroniques
[6]
dans les expérimentations de VIMS . Dans ce processus, le taux d’abandon a été obtenu en
transformant le SSQ-TS obtenu expérimentalement à l’aide de la Formule (1) (voir Figure C.1) :):
2 2 2
Y = 0,0057X 005 7X + 0,744X – 3,973 9, R = 0,352 4 (1)
où
X est le SSQ-TS moyen ;
Y est le taux d’abandon (%).
Les relations entre le taux d’abandon et la quantité totale de rotation sont illustrées à la Figure 1, avec
des lignes linéaires ajustées pour chaque donnée de rotation selon les axes de tangage, de roulis et de
lacet. Comme le montre le graphique, les critères d’exigences sont fixés à hauteur de 10 % du taux
d’abandon, tandis que les critères de recommandations sont fixés à hauteur de 7,5 % du taux
d’abandon.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Légende
X quantité totale de rotation autour d’un seul axe en 20 min (°)
Y taux d’abandon (%)
lacet 1 critère de recommandation du lacet
tangage 2 critère d’exigence du lacet
roulis
Figure 1 — Relation entre le taux d’abandon et la quantité totale de rotation autour de chacun
des trois axes
© ISO 2020 – Tous droits réservés
8
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
5.2.4 Informations de référence sur les effets de la combinaison de mouvements visuels
Pour tenir compte des effets de la combinaison de mouvements visuels, voir C.3.
5.3 Images présentées dans des environnements de visualisation active
5.3.1 Généralités
Pour les images dans les environnements de visualisation active, les principaux facteurs à prendre en
compte sont ceux du mouvement visuel décrits en 5.2 ainsi que ceux spécifiques à ces environnements,
tels que :
— la temporisation de changement d’images associée aux signaux provenant de commandes ou d’un
système de suivi des mouvements de la tête ;
— la cohérence du champ visuel entre la caméra virtuelle et les images présentées, en particulier pour
les images à grand champ visuel ou les HMD de type RV avec système de suivi des mouvements de
la tête ; et
— la cohérence de la direction et de la quantité de mouvements de la tête avec le mouvement de
l’image.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
9
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
5.3.35.3.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle
Il convient d’évite
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9241-394
Première édition
2020-04
Ergonomie de l'interaction homme-
système —
Partie 394:
Exigences ergonomiques pour la
réduction des effets biomédicaux
indésirables des cinétoses induites
par stimulus visuel lors de
l’observation d’images électroniques
Ergonomics of human-system interaction —
Part 394: Ergonomic requirements for reducing undesirable
biomedical effects of visually induced motion sickness during
watching electronic images
Numéro de référence
ISO 9241-394:2020(F)
© ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Concepts directeurs . 2
4.1 Contextes de visualisation d’images . 2
4.2 Bases des concepts directeurs. 3
4.3 Principaux facteurs de VIMS . 4
5 Exigences et recommandations ergonomiques . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Images présentées dans des environnements de visualisation passive . 5
5.2.1 Conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle . 5
5.2.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle . 5
5.2.3 Base des exigences et recommandations . 6
5.2.4 Informations de référence sur les effets de la combinaison de mouvements
visuels . 7
5.3 Images présentées dans des environnements de visualisation active . 7
5.3.1 Généralités . 7
5.3.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle . 7
5.3.3 Informations de référence sur les effets des combinaisons de mouvements
visuels . 7
5.3.4 Conditions potentiellement défavorables des images à grand champ visuel
ou des HMD de type RV . 8
6 Conformité et usages des recommandations ergonomiques . 8
6.1 Généralités . 8
6.2 Méthodes de mesure . 8
6.3 Mode opératoire de conformité et rapport . 8
Annexe A (informative) Vue d’ensemble de la série de normes ISO 9241 .9
Annexe B (informative) Conditions de visualisation .10
Annexe C (informative) Effets de la combinaison de mouvements visuels .11
Annexe D (informative) Méthodes générales d’atténuation de la VIMS .15
Annexe E (informative) Méthode de mesure du mouvement global visuel .17
Annexe F (informative) Méthode de mesure de la temporisation de suivi des mouvements
de la tête .20
Annexe G (informative) Mode opératoire d’échantillonnage pour évaluer l’applicabilité et
la conformité .21
Annexe H (informative) Facteurs individuels liés à l’utilisateur .23
Bibliographie .24
iii
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9241-394:2020(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 attirée 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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 4,
Ergonomie de l’interaction homme/système.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 9241 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
Introduction
Grâce aux progrès des technologies de l’image, il est désormais possible de voir de nouveaux types
d’images sur différents types d’affichages électroniques, par exemple des images ultra-haute définition
(UHD) et des images de réalité virtuelle. Ces technologies facilitent notre quotidien et permettent des
modes de vie différents.
Les nouveaux produits issus des technologies d’image avancées peuvent être popularisés à la fois en
résolvant les problèmes techniques et en concevant des contre-mesures afin de réduire l’incidence des
effets biomédicaux indésirables, tels que les cinétoses induites par stimulus visuel.
Le présent document décrit les conditions de base et minimales pour réduire l’incidence des cinétoses
induites par stimulus visuel. Il vise à promouvoir un environnement dans lequel les utilisateurs peuvent
profiter des avantages des images sans les effets indésirables des cinétoses induites par stimulus visuel.
Dans ce type d’environnement, les nouvelles technologies de l’image peuvent également être activement
développées et appliquées dans divers domaines. Le présent document ne vise pas à restreindre la
liberté d’expression ou la créativité artistique dans la culture de l’image.
Il repose sur des découvertes scientifiques liées aux effets indésirables possibles des cinétoses induites
par stimulus visuel. À l’avenir, le présent document pourrait être révisé à mesure que de nouvelles
données scientifiques seront disponibles.
Le présent document fait partie de la série ISO 9241, qui spécifie les normes d’interaction homme-
système. Les utilisateurs qui ont besoin de recommandations sur d’autres aspects de l’interaction
homme-système peuvent donc se référer aux autres documents de la série ISO 9241. Voir Annexe A pour
obtenir un aperçu général de la série ISO 9241.
v
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9241-394:2020(F)
Ergonomie de l'interaction homme-système —
Partie 394:
Exigences ergonomiques pour la réduction des effets
biomédicaux indésirables des cinétoses induites
par stimulus visuel lors de l’observation d’images
électroniques
1 Domaine d’application
Le présent document établit les exigences et les recommandations pour les contenus d’images et les
systèmes d’affichage électronique afin de réduire les cinétoses induites par stimulus visuel (VIMS), lors
de la visualisation d’images sur des affichages électroniques.
Le présent document s’applique aux systèmes d’affichage électronique, y compris aux écrans plats, aux
projecteurs avec un écran et aux casques stéréoscopiques (HMD) de type casque de réalité virtuelle
(RV), mais pas aux HMD qui présentent des images électroniques sur/avec des scènes du monde réel.
NOTE 1 Le présent document suppose que les images sont visualisées dans des conditions définies
appropriées. Voir Annexe B pour connaître les conditions de visualisation appropriées.
NOTE 2 Le présent document est utile pour la conception, le développement et la fourniture de contenus
d’images, mais aussi d’affichages électroniques pour réduire les VIMS.
[3]
NOTE 3 L’ISO 9241-392 fournit des lignes directrices pour les affichages 3D stéréoscopiques, dont les
méthodes sont également utilisées dans les HMD.
NOTE 4 L’Union internationale des télécommunications (UIT) fixe généralement les normes pour la
radiodiffusion.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 9241-302, Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 302: Terminologie relative aux écrans
de visualisation électroniques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 9241-302 ainsi que les
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 https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
1
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
3.1
cinétose induite par stimulus visuel
VIMS
symptômes semblables au mal des transports induits par la perception d’un mouvement dans
l’environnement visuel, par exemple pendant la visualisation d’un film ou d’images sur un écran de jeux
vidéo
Note 1 à l'article: Les symptômes peuvent inclure des étourdissements, des vertiges, des sueurs, des sensations
étranges dans l’estomac et des nausées, qui peuvent évoluer en vomissements.
3.2
étourdissement
instabilité physique, manque d’équilibre ou sensation de malaise
3.3
vertige
sensation de rotation ou de mouvement de soi (vertige subjectif) ou de rotation ou de mouvement de
l’environnement (vertige objectif), dans n’importe quel plan
3.4
instabilité posturale
ensemble de conditions dans lesquelles les mouvements volontaires ne peuvent pas être bien
coordonnés pour maintenir la posture
3.5
désorientation
perte du sens de la direction, de la position ou de la relation avec l’environnement
3.6
mouvement global visuel
large plage spatiale de mouvement de l’image dans le champ visuel, composée de différentes vitesses et
directions qui sont systématiquement alignées dans une image en mouvement
Note 1 à l'article: Il existe généralement six types de mouvements globaux visuels qui correspondent aux
différents types de mouvements d’une caméra lors de la capture d’images: rotation autour et translation le long
des axes de tangage, lacet et roulis.
3.7
casque stéréoscopique
HMD
dispositif d’affichage porté sur la tête, intégré dans des lunettes ou intégré dans un casque ou un
chapeau
3.8
réalité virtuelle
RV
ensemble de conditions artificielles créées par un ordinateur et des dispositifs électroniques dédiés qui
simulent des images visuelles et éventuellement d’autres informations sensorielles de l’environnement
d’un utilisateur avec lequel celui-ci peut interagir
Note 1 à l'article: Les conditions artificielles ne reflètent pas l’environnement physique en temps réel d’un
utilisateur.
4 Concepts directeurs
4.1 Contextes de visualisation d’images
Deux environnements de visualisation différents sont définis pour les contextes de visualisation
d’images afin de réduire les VIMS. L’un est l’environnement de visualisation active, dans lequel le
mouvement, l’orientation ou d’autres contenus affichés des images varient en fonction des actions
2
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
de l’utilisateur, telles que les mouvements de la tête ou la manipulation de commandes. L’autre est
l’environnement de visualisation passive, dans lequel le contenu affiché des images ne varie pas en
fonction des actions de l’utilisateur. Dans l’environnement de visualisation active, les modifications
du contenu affiché sont provoquées par le suivi des mouvements de la tête de l’utilisateur ou par
l’actionnement d’une commande par celui-ci. Dans le présent document, les contextes de visualisation
d’images dans les deux environnements de visualisation sont les suivants:
— environnement de visualisation passive:
— dispositif d’affichage: écran plat, projecteur ou casque stéréoscopique;
— génération d’images: rendu en temps réel ou lecture d’images enregistrées;
— taille de l’image dans l’angle visuel: en fonction des applications et du dispositif d’affichage;
— type d’interaction: aucune;
— environnement de visualisation active:
— dispositif d’affichage: écran plat, projecteur ou casque stéréoscopique;
— génération d’images: rendu en temps réel;
— taille de l’image dans l’angle visuel: en fonction des applications et du dispositif d’affichage;
— type d’interaction: suivi des mouvements de la tête et/ou commande.
4.2 Bases des concepts directeurs
Le présent document fournit les conditions de base et minimales pour réduire l’incidence des VIMS,
principalement du point de vue des symptômes nauséeux, tels que les étourdissements, les sueurs, les
maux de tête, les sensations étranges dans l’estomac, les nausées et les vomissements. Dans le présent
paragraphe, les références sont vérifiées en tant que bases des lignes directrices à partir d’ouvrages de
référence et de résumés, mais aussi à partir de leurs scores rapportés dans le cadre du questionnaire
sur le mal des simulateurs (SSQ).
Les symptômes nauséeux se reflètent dans les taux d’abandon lors de diverses expériences de VIMS et
d’entraînement sur simulateur. La relation entre les taux d’abandon et le score total au SSQ (SSQ-TS)
[4]
a été clarifiée . Il a également été signalé que les taux d’abandon étaient corrélés avec le sous-score
[4]
de nausées au SSQ (SSQ-N) . Les conditions de réduction des VIMS peuvent être prises en compte
en matière de diminution du SSQ-TS (et/ou du SSQ-N) dans une certaine mesure. En réalité, l’indice
d’intensité de VIMS décrit en C.4 repose sur le SSQ-TS.
Parallèlement, un autre aspect lié aux VIMS a été rapporté dans les ouvrages de référence, à savoir la
désorientation induite après des expositions à la RV. La désorientation est différente des symptômes
nauséeux en ce qu’elle affecte l’équilibre du corps. Alors que la fluctuation posturale pendant l’exposition
à la RV est un effet indésirable du point de vue de la sécurité physique pendant une expérience de RV,
la désorientation après l’exposition à la RV doit être considérée comme un effet secondaire du point
de vue de la sécurité physique après le retour dans l’environnement réel. La désorientation après une
[5]
exposition à la RV peut être reflétée par le sous-score de désorientation au SSQ (SSQ-D) .
Les différentes caractéristiques des symptômes nauséeux et de la désorientation après une exposition
à la RV doivent également être considérées en matière de parcours temporels. Lorsque les utilisateurs
sont exposés de manière répétitive à des environnements qui induisent facilement des VIMS, les
symptômes nauséeux semblent diminuer sensiblement par accoutumance aux environnements.
De plus, lorsque les utilisateurs sont exposés de façon répétitive à des environnements virtuels, la
désorientation qui se produit chaque fois qu’ils retournent dans l’environnement réel augmente. En
d’autres termes, les fluctuations posturales augmentent. Il est donc primordial de prendre en compte
ce type d’effet indésirable, à savoir la désorientation, ainsi que les symptômes nauséeux. Pour réduire
la désorientation, les méthodes générales décrites en D.1 et D.2 peuvent être utiles en tant que contre-
mesures.
3
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
4.3 Principaux facteurs de VIMS
Les VIMS semblent impactées par divers facteurs. Le principal est le mouvement visuel dans les images.
Il peut être renforcé ou atténué par des facteurs liés à l’image visuelle, à l’environnement visuel et à
l’utilisateur.
Les VIMS peuvent être réduites, dans une certaine mesure, en tenant compte d’autres facteurs
importants tels que ceux présentés ci-dessous, en fonction du contexte de visualisation d’images. Par
conséquent, pour contrôler les VIMS, ces différents facteurs principaux doivent être pris en compte
simultanément, avec un équilibre approprié.
Environnement de visualisation passive:
— quantité de rotation globale visuelle:
— différents types de rotations globales visuelles;
— vitesse de la rotation globale visuelle;
— période de visualisation;
— taille de l’image dans le champ visuel;
— point de fixation/cible visuelle;
— vitesse de navigation;
— information prédictive de mouvement propre;
— arrière-plan indépendant du mouvement visuel.
Environnement de visualisation active:
— quantité de rotation globale visuelle:
— différents types de rotations globales visuelles;
— vitesse de la rotation globale visuelle;
— période de visualisation;
— taille de l’image dans le champ visuel;
— point de fixation/cible visuelle;
— vitesse de navigation;
— information prédictive de mouvement propre;
— arrière-plan indépendant du mouvement visuel;
(pour l’environnement, notamment par suivi des mouvements de la tête)
— correspondance dans le champ visuel entre la caméra virtuelle et l’écran (en particulier pour les
images à grand champ visuel ou les HMD de type RV);
— correspondance entre le mouvement de la tête et le mouvement visuel (en particulier pour les
images à grand champ visuel ou les HMD de type RV);
— temporisation du suivi des mouvements de la tête.
4
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
5 Exigences et recommandations ergonomiques
5.1 Généralités
Pour obtenir la condition qui réduit suffisamment la possibilité de VIMS, les facteurs liés à l’image
visuelle, à l’environnement visuel et à l’utilisateur doivent être pris en compte. Toutefois, dans le présent
document, les éléments suivants sont les plus importants:
— les facteurs liés à l’image visuelle, tels que la vitesse et les types de mouvement global visuel et la
période de visualisation; et
— les facteurs liés à l’environnement visuel, tels que la taille de l’image dans le champ visuel, le
point de fixation/la cible visuelle, le niveau de luminance des images, le niveau d’éclairement de
l’environnement, la résolution de l’image et la temporisation du suivi des mouvements de la tête.
Pour les facteurs individuels liés à l’utilisateur, des informations sont disponibles en Annexe G.
NOTE Les principes énoncés en 5.2 sont plus faciles à appliquer dans le cas de contenus préenregistrés,
qui peuvent être analysés image par image. Les médias interactifs, tels que les jeux vidéo, peuvent offrir des
séquences essentiellement illimitées tout au long du jeu, en fonction des actions de l’utilisateur. Dans le cas des
jeux vidéo, les exigences et recommandations s’appliquent à des séquences de jeu types, mais ne peuvent pas
couvrir toutes les éventualités de jeu.
5.2 Images présentées dans des environnements de visualisation passive
5.2.1 Conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle
Les conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle doivent être évitées.
Les conditions potentiellement indésirables de rotation visuelle sont les conditions qui répondent à
l’une des conditions suivantes:
a) la quantité totale de rotation en lacet des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 17 280° (ou 48 tours);
b) la quantité totale de rotation en tangage des images à n’importe quel moment au cours d’une
période de 20 minutes est supérieure à 15 120° (ou 42 tours);
c) la quantité totale de rotation en roulis des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 14 400° (ou 40 tours).
NOTE Les valeurs des critères ci-dessus sont appliquées alors que la taille de l’image dans le champ visuel
est réputée être comprise entre 30° × 17° et 70° × 40°.
5.2.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle
Il convient d’éviter les conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle.
Les conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle sont les conditions qui répondent à
l’une des conditions suivantes:
a) la quantité totale de rotation en lacet des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 12 960° (ou 36 tours);
b) la quantité totale de rotation en tangage des images à n’importe quel moment au cours d’une
période de 20 minutes est supérieure à 11 520° (ou 32 tours);
c) la quantité totale de rotation en roulis des images à n’importe quel moment au cours d’une période
de 20 minutes est supérieure à 10 800° (ou 30 tours).
5
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
NOTE 1 Les valeurs des critères ci-dessus sont appliquées alors que la taille de l’image dans le champ visuel
est réputée être comprise entre 30° × 17° ou plus.
NOTE 2 Les images visuelles peuvent être agrandies dans certains cas d’utilisation, tels que dans le domaine
médical. Dans pareils cas, la quantité de rotation peut être sous-estimée, si elle est obtenue par la rotation réelle
de la caméra.
5.2.3 Base des exigences et recommandations
En 5.2.1, 5.2.2 et 5.3.2, les critères numériques ont été établis sur la base de la relation entre le taux
d’abandon et la quantité totale de rotation présentée dans les images sur les affichages électroniques
[6]
dans les expérimentations de VIMS . Dans ce processus, le taux d’abandon a été obtenu en transformant
le SSQ-TS obtenu expérimentalement à l’aide de la Formule (1) (voir Figure C.1):
2 2
Y = 0,005 7X + 0,744X – 3,973 9, R = 0,352 4 (1)
où
X est le SSQ-TS moyen;
Y est le taux d’abandon (%).
Les relations entre le taux d’abandon et la quantité totale de rotation sont illustrées à la Figure 1, avec
des lignes linéaires ajustées pour chaque donnée de rotation selon les axes de tangage, de roulis et
de lacet. Comme le montre le graphique, les critères d’exigences sont fixés à hauteur de 10 % du taux
d’abandon, tandis que les critères de recommandations sont fixés à hauteur de 7,5 % du taux d’abandon.
Légende
X quantité totale de rotation autour d’un seul axe en 20 min (°)
Y taux d’abandon (%)
lacet 1 critère de recommandation du lacet
tangage 2 critère d’exigence du lacet
roulis
Figure 1 — Relation entre le taux d’abandon et la quantité totale de rotation autour de chacun
des trois axes
6
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 9241-394:2020(F)
5.2.4 Informations de référence sur les effets de la combinaison de mouvements visuels
Pour tenir compte des effets de la combinaison de mouvements visuels, voir C.3.
5.3 Images présentées dans des environnements de visualisation active
5.3.1 Généralités
Pour les images dans les environnements de visualisation active, les principaux facteurs à prendre en
compte sont ceux du mouvement visuel décrits en 5.2 ainsi que ceux spécifiques à ces environnements,
tels que:
— la temporisation de changement d’images associée aux signaux provenant de commandes ou d’un
système de suivi des mouvements de la tête;
— la cohérence du champ visuel entre la caméra virtuelle et les images présentées, en particulier pour
les images à grand champ visuel ou les HMD de type RV avec système de suivi des mouvements de
la tête; et
— la cohérence de la direction et de la quantité de mouvements de la tête avec le mouvement de l’image.
5.3.2 Conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle
Il convient d’éviter les conditions potentiellement défavorables de rotation visuelle non causées par les
mouvements de la tête.
Les conditions potentiellement défavorables de rota
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.