3Dの視差：快適な奥行きはどれくらいか、大きな画面で強く感じるのはなぜか

サイドバイサイドの3Dのコマ。片目に1枚ずつの映像です。2つの映像の、横方向のわずかな違いが視差です。『Big Buck Bunny』の3D版の1コマ。画像：© Blender Foundation、bigbuckbunny.org、CC BY 3.0

正の視差、ゼロ視差、負の視差

ものがどこにあるように見えるかは、その2つの像がどこに描かれるかで決まります[1]。

• 正の視差： 左目用の像が左に、右目用の像が右にずれています。ものは画面の奥に見えます。
• ゼロ視差： 2つの像が同じ位置にあります。ものはスクリーン面の上に見えます。
• 負の視差： 2つの像が交差しています。ものは画面より手前に見えます。

スクリーン面の位置は、コンバージェンス（輻輳）で決まります。ポストプロダクションでは2つの映像を横にずらしてスクリーン面を動かし、BSkyBのガイドはこれをhorizontal image translation（水平方向の画像移動）と呼んでいます[1]。ステレオグラファーは、視差を画像の横幅に対する割合で表します。1%は、横1920ピクセルの画像でおよそ19ピクセルです[3]。奥行きのしくみについては、立体視とはも参照してください。

同じ3Dファイルが大きな画面で強く感じられる理由

ファイルは視差をピクセルで持っていて、それは映す画面の横幅に対する割合になります。両目の間隔は変わらないので、ある画面サイズに合った視差が、どのサイズにも合うわけではありません[3]。

視差1%の背景を例にとります。横幅1.2mのテレビでは、1%は1,200mm × 0.01 = 12mmです。横幅10mの壁では10,000mm × 0.01 = 100mmで、両目の間隔より広くなります。

カリフォルニア大学バークレー校の視覚研究者（Shibataほか、2011年）も、同じことを予測しています。小さな画面向けに作られた映像を大きな画面に拡大し、もっと離れて見ると、不快感がやや大きくなるというものです。「この効果は主に、目を楽に開散させられないことによる」[4]。

超えてはいけない上限：画面の奥で約65mm

人の両目の間隔は、平均6.5cm（2.5インチ）です[3]。背景の2つの像がそれより離れていると、「目が外側を向くことがあり、これは不自然で、非常に不快である」とBSkyBのガイドは警告しています[1]。そうなると、2つの像を1つにまとめられなくなることがあります[1]。

そこで、背景の視差の最大値を画像に対する割合で表すと、65mmを画像の横幅で割った値になります。

• 10mの壁：65 ÷ 10,000 = 0.0065、つまり 0.65%
• 1.4mのテレビ：65 ÷ 1,400 = 0.046、つまり 4.6%

画面の横幅ごとの、背景の視差の最大値

横幅は、画面に映った映像の横幅です。サイドバイサイドのファイルでは、片目ぶんの半分の中で測ります。ピクセル数＝割合 × 1,920。

これは目標ではなく上限です。両目の間隔が狭い人は、もっと早く上限に達します（バークレーの論文は、計算の1つで両目の間隔を6.3cmとしています[4]）。小さく近い画面では、この上限は快適な範囲よりずっと上にあります。小さな画面で見る映画のいちばん遠い背景について、「ほとんどの人は、+1.8%〜+2.5%のアーティフィシャル・ホライズン（Artificial Horizon）なら快適である」とされています[3]。

公表されている快適さの目安

決まった1つの基準はありません。バークレーの研究者が話を聞いたステレオグラファーたちのあいだには、「1つの定量的なルールについての合意はなかった」[4]。公表されている3つのルールは次のとおりです。

Skyの数値はテレビ向けです。これを10mの壁に当てはめると、+2%は画面上で200mmになり、両目の間隔のおよそ3倍です。手前（負の）視差には、同じような絶対の上限はありません。「輻輳は開散ほど問題にならない」からです[3]。BSkyBのガイドは、強い負の視差と強い正の視差のあいだでカットを切り替えると「とても不快になることがあり、すぐに目が疲れる」とも警告しています[1]。

目安の範囲内でも3Dで目が疲れる理由

「3Dを見るとき、目のピントはいつも画面に合っているが、輻輳はZ軸上のどこにでも起こりうる」[1]。この食い違いを、輻輳調節矛盾（vergence-accommodation conflict）といいます。Shibataほか（2011年）は、これが視覚的な不快感の原因になることを示しました。症状には「眼精疲労、かすみ目、目の疲れ、頭痛など」があります[4]。

距離も関係します。画面の奥にある映像は遠い視距離で、手前にある映像は近い視距離で、快適さが下がりました[4]。快適な範囲は、映画館では広く、近くでは狭くなります。「映画館では、範囲は1.6mから無限遠まで広がる。モバイル機器では、0.28mから0.44mまでしかない」[4]。

ヘッドセットとARグラス：仮想スクリーンで考える

ヘッドセットやARグラスは、仮想のスクリーンを映します。たとえばXREALは、XREAL Oneの初期設定を4m先の147インチのスクリーンにしていて、どちらも変えられます。距離は1mから10mまでです[5]。

16:9の147インチのスクリーンは、横幅が約3.25mです（147インチ × 0.872 = 128インチ）。映像がスクリーンいっぱいに映るなら、背景の上限は65 ÷ 3,250 = 2.0%です。仮想スクリーンを大きくすると、実際の画面と同じように上限は小さくなります。

2Dから3Dに変換したファイルにとっての意味

変換ソフトはファイルに1つの視差を書き込み、あなたの画面のことは知りません。テレビでちょうどよく見える変換が、プロジェクターやLEDウォールでは無理な視差になることがあります。使ういちばん大きな画面で確かめてください。

1. 短いクリップを変換する。 風景や空のような、遠い背景のあるものを選びます。
2. 実際の画面で再生する。 いつもの席から見ます。
3. 背景を確かめる。 二重に見えたり、1つにまとめにくかったりしたら、奥行きを弱めてやり直します。

Owl3D Cloudは、奥行きとスクリーン面を自動で決めます。調整する設定はありません。Owl3Dデスクトップアプリでは、「3Dの強さ」を「控えめ」「やさしい」「標準」（初期設定）「強め」「最大」の5段階で設定できます。「収束点」は初期設定で被写体に合わせ、「詳細コントロール」では「被写体フォーカス」「飛び出し」「手動」から選べます。どちらにも、画面サイズの設定はありません。そのため、とても大きな画面で見るときは、その画面で短いクリップを試し、背景が1つにまとめにくいと感じたら、デスクトップアプリで「3Dの強さ」を下げてください。どちらの場合も、AIによる変換であり、スタジオが制作した3D版ではありません。

Owl3Dの製品Owl3Dコンバーター2Dの動画や写真を3Dに変換する、Windows・Mac用のデスクトップアプリ。

よくある質問

画面から離れて座ると楽になりますか？

たいていは楽になります。画面と映像が同じなら、「表示される画像の視差の範囲は、見る人が画面から離れるほど快適になるはずである」[4]。ただし、画面上の視差そのものは変わりません。それはファイルと画面の横幅で決まります[1][3]。