3.1.1 驗證 3D 影像效果
首先，我們並不確定將 3D 電子看板安裝在新型 2D-3D 整合式數位看板中，整個 新型看板系統對 3D 電子看板中的 3D 影像是加分還是減分效果？所以必須驗證這部 分問題，因為 2D 畫面是用投影機投影，所以整個實驗中需要在暗房中進行，避免環境 光會影響到 2D 投影畫面。
第一實驗階段：3D 效果驗證
為驗證新型 2D-3D 數位看板中的 3D 效果，我們設計在暗房下，用一張 3D cubic 圖面（如圖二十一）和一張 2D 古堡圖面（如圖二十二），請受測者來做人因實驗評估，
看在放置單純只有3D畫面和有 2D-3D 畫面混合兩種不同情況下，來驗證新型 2D-3D 整合式數位看板中 3D 效果是否有被影響，而詳細人因實驗方法會在 3.2 人因實驗規 劃部分做說明。
(a)
(b)
圖 二十二. (a) 3D cubic 圖面 (b) 2D 古堡圖面
第二階段實驗：最佳 3D / 2D 畫面面積比例
如果在第一階段能驗證出新型 2D-3D 整合式數位看板中 3D 畫面效果，是不會被 影響情況下，我們需要找出在新型 2D-3D 整合式數位看板中，最佳 3D / 2D 畫面面積 比例，我們利用不斷調整投影機投射在白色反光壓克利板的距離，來放大或縮小投影機 2D 畫面面積，我們紀錄 3D / 2D 畫面面積比例在 1/4、1/9、1/25、1/36、1/49、1/64 時 候，如圖二十三所示，投影機所需要不同投影距離，接著我們請受測者來做人因實驗，
來評估何種 3D / 2D 畫面面積比例是 3D 效果最佳化參數。
圖 二十三. 3D / 2D 畫面面積比例 1/9
從上述第一、二階段實驗便可釐清新型 2D-3D 整合式數位看板中，3D 畫面是否 有效果和找出最佳 3D / 2D 畫面面積比例。
但是新型2D-3D 整合式數位看板僅有和原本單一 3D 電子看板一樣 3D 立體效 果，這樣並無法凸顯新型2D-3D 整合式數位看板的優勢，所以我們需要利用其他方式，
來再加強新型2D-3D 整合式數位看板中的 3D 影像立體效果。
3.1.2 加強 3D 影像效果
新型 2D-3D 整合式數位看板最大優勢就是 3D 畫面可以傳達深度感知（perceived depth），如果說 3D 電子看板要表現出更多深度感知時，就必須搭大進入人左右眼兩 張 2D 圖的距離差距（disparity）[18] [19] [20]，如圖二十四所示，就會使人感受到更多 深度感知。但是如果人眼觀賞 3D 電子看板時，人眼一直處在高深度感知中人會很容易 產生視覺疲勞（visual fatigue）不適現象中[21]。
圖 二十四. 人眼感受不同深度感知（perceived depth）
視覺疲勞（visual fatigue）引起的因素，是因為人眼在看 3D 電子看板時，人眼
4.光與影（light and shadow）：
光線的反射與陰影變化可以感受到物體的立體感。
5.遮蔽（Interposition）：
在視界內，兩物體的遮蔽關係，也能分別出距離之遠近。
6.細節（Texture Gradient）：
近景的物體較遠方的物體可以觀察到更多細節。
7.天際遠景（Aerial perspective）：
由於雲霧的影響與折射作用，遠方通常較為模糊且偏藍。
8.顏色（Color）：
由於眼球內的折射現象，即使在同一距離的物體，顏色較鮮艷的物體感受較近。
圖 二十六. 深度感知（perceived depth）的心理因素
生理因素
1. 雙眼視差（Binocular parallax）:人類兩眼相距大約六公分左右，就是因為兩眼在水平 上的差距，使得物體間在兩眼視網膜內的相對成像位置略有差異，並藉由此差異感知和 判斷物體間的縱深,如圖二十七所示。
圖 二十七. 雙眼視差（Binocular parallax）成像
2. 光角（Convergence）:即兩眼視線對一物體之交叉角，從觀測者到對象物之間的距離 依遠近的不同，兩眼視線的交叉角也跟著改變。彼此距離較靠近的話交叉角(光角)很大，
反之，距離很遠則交叉角變小，如圖二十八[23]所示。依照觀測物的距離遠近，兩眼眼
球的角度也不得不跟著作調整，於是便可以感覺出物體遠近深度的距離大小。因此，在 近距離時，視角的變化對於深度感的貢獻是相當大的（尤其是它與眼調節能力一起作用 時），但是當距離超過十公尺，由於視角的變化很小，而無法感知物體的深度。
圖 二十八. 光角（Convergence）與對焦距離關係
3. 調節（Accommodation）:人類眼睛構造中水晶體相當於相機的對焦透鏡，能夠將影像 投影在視網膜表面。依照水晶體的調整也可以感覺出對象物的深度遠近。一般當對象物 距離超過二公尺以上的時候，要藉此來感知對象物的實際深度將有困難。
圖 二十九. 光角（Convergence）與對焦距離關係
從人類心理因素的線性透視（Perspective）去觀察，如果我們可以三度空間內營造 出類似線性透視的效果，就能加強 3D 影像的效果。
當我們在照鏡子時候，我們可以從鏡子看到整個環境的影像，不管是在人的前方或 是後方影像，並且人可以分辨鏡子影像中物體前後距離，所以我們可以利用一面半穿反 鏡將此原理加入新型 2D-3D 整合式數位看板之中。
另外如果我們將一個展示板放在 3D 數位看板前方位置，期待透過可以展示板的配 置可以增加 3D 影像的深度的感覺。
第三實驗階段：反射鏡像物體以製造景深
我們將半穿反鏡（Transferring-reflecting Mirror）裝設在 3D 電子看板前，利用半 穿反鏡的光學特性如表三所示，就是一邊可以穿透 3D 電子看板的 cubic 的影像，一 邊可以反射出環境中物體，使受測者可以同時看到 3D cubic 的立體影像及反射物，如 圖三十所示，我們請受測者在五張不同 3D 的立體影像（參考附件一）來做評估，評估 有無半穿反鏡對五張 3D 的立體影像立體效果的影響。
表 三. 半穿反鏡光學特性
圖 三十. 人眼從半穿反鏡（Transferring-reflecting Mirror）看到影像
如果在 3D 電子看板前裝設半穿反鏡是有增加 3D 立體影像效果的話，那我們需 要找出半穿反鏡中反射物的最佳參數，像是反射物的最佳距離比例和最佳亮度光源比 例，這樣我們就可以得知在這樣新型 2D-3D 整合式數位看板中，反射物要放在何種距 離和何種亮度，可以使受測者更明顯同時看到 3D 立體影像及反射物，以增加 3D 效 果。
第四實驗階段：鏡像反射物最佳距離比例
我們使用一個紅色跑馬燈不斷跑動文字為反射物，在新型 2D-3D 整合式數位看板 加上半穿反鏡系統前不斷更新跑馬燈距離，我們請受測者位於 3D 數位看板最佳觀賞距 離 3 m的位置做人因實驗，跑馬燈在 3D 數位看板前 0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5 m 位 置不斷閃爍，評估跑馬燈在哪一距離最能凸顯 3D cubic 圖片的 3D 效果。
圖 三十一. 測試反射物最佳距離
第五實驗階段：鏡像反射物最佳亮度比例
為找出一個可以調整光源的反射物，我們使用一個 LED 白色平面光源點亮，放置 在一個不透光紙箱內，在紙箱前方挖出一個企鵝的簍空圖案，使紙箱可以投射出一個企 鵝剪影在 3D 數位看板上，如圖三十二所示，可是要如何調整光源亮度？我們在企鵝的 簍空圖案前方加上不同張數的白紙，從 1 到 6 張不同厚度來降低企鵝剪影的亮度，這 樣我們就可以得到一個可以調整亮度的反射物。
我們在 3D 圖片為 cubic 的 50、 200 、 255 三種灰階下，搭配六種不同亮度企 鵝剪影反射物，來找出在新型 2D-3D 數位看板中找出反射物最佳亮度比例，我們請受 測者先在 3D 圖片 cubic 50 灰階下，來評估九種不同亮度企鵝剪影反射物，是哪一種 亮度是最有 3D 效果，依同樣方式來評估 3D 圖片在 cubic 200、 255灰階下，看是否 會不同灰階得到同樣反射物亮度比例。
我們為清楚反應反射物亮度對 3D 立體效果影響，所以定義反射物亮度比率＝
3D cubic 圖面亮度 / 反射物亮度。
表 四. 企鵝剪影亮度表
表 五. 3D cubic 不同灰階亮度
圖 三十二. 反射物的投影方式
第六實驗階段：增加前方展示板以強化影像深度
我們想利用展示板放置在新型 2D-3D 整合式數位看板前方，看是否透過展示板的 配置可以增加 3D 影像的深度感覺。
首先我們準備不同長度 5、10、15、20、25、30 cm 的壓克力展示板，當 3D 數位 看板播放 3D cubic 畫面時，我們請受測者來做人因實驗，評估不同長度展示板對 3D 立體影像的效果。
圖 三十三. 新型 2D-3D 整合式數位看板系架構圖