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1、人 机 工 程 学 孙伦 温州商学院艺术设计学院 1 2019 11 26 2 2019 11 26 第五章 显示装置与视觉传 达 1 人的感知特征 2 显示装饰的类型 设计与布置 3 信号显示 4 视觉传 达与人机学 3 2019 11 26 第一节 人的感知特征 4 2019 11 26 第一节 人的感知特征 一 感觉觉器官与感觉类觉类 型 定义 感觉是指人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映 一种简单而又最基本的心理活动 分类 外部感觉 内部感觉 视觉 味觉 听觉 嗅觉 肤觉 运动觉 平衡觉等 基本特征 适宜刺激 感觉器官能对某一种特定的能量形式做出有效反应 感觉适应 感觉器
2、官持续刺激一段时间后 感觉会逐渐减少甚至消失 感觉阈限 指能被感觉器官所感受的刺激强度范围 感觉对比 指同一感受器官接受不同刺激使感受性繁盛变化的现象 感觉补偿 某种感受信息的通道被抑制时 其他系统感受信息能力加强 余觉 刺激取消以后 感觉还可以存在一段极短的时间 感觉 5 2019 11 26 第一节 人的感知特征 一 感觉觉器官与感觉类觉类 型 作用于人感觉器官的外界物理量在心理学中称为刺激 1 人体的主要感觉器官与感觉类型 6 2019 11 26 第一节 人的感知特征 一 感觉觉器官与感觉类觉类 型 1 人体的主要感觉器官与感觉类型 感觉 类型 感觉器官刺激类型感觉 识别的信息 视觉眼
3、睛一定频率范围的电磁波形状 位置 色彩 明暗 听觉耳朵一定频率范围的声波声音的强弱 高低 音色 嗅觉鼻子某些挥发或飞散的物质微粒香 臭 酸 焦等 味觉舌头某些被唾液溶解的物质甜 咸 酸 苦 辣等 皮肤觉皮肤及皮下组织 温度 湿度 对皮肤的触 压 某些物质对皮肤的作用 冷热 干湿 触压 疼 光滑或粗糙等 平衡觉半规管肌体的直线加速度 旋转加 速度 人体的旋转 直线加速度 运动觉肌体神经及关节 肌体的转动 移动和位置变 化 人体的运动 姿势 重力 等 视觉信息在外界刺激中比例最大 听觉次之 皮肤觉 温度 触压 干 湿 再次之 显示装置也有这几种刺激类型 7 2019 11 26 第一节 人的感知特
4、征 一 感觉觉器官与感觉类觉类 型 2 人的感知响应过程 人接受外界信息 刺激 而作出反应的过程称为感知响应过程 感觉器官 传入神经 大脑皮层 传出神经 运动器官 8 2019 11 26 图4 1 人的感知响应过程与人机系统 第一节 人的感知特征 一 感觉觉器官与感觉类觉类 型 2 人的感知响应过程 9 2019 11 26 第一节 人的感知特征 二 视觉视觉 器官与视觉视觉 机制 1 视觉器官 眼睛的构造 10 2019 11 26 第一节 人的感知特征 二 视觉视觉 器官与视觉视觉 机制 1 视觉器官 眼睛的构造 前后依次为 角膜 前房 虹膜 晶状体 玻璃体 视网膜 眼球壁从外向里依次为
5、 外膜 中膜 内膜 即视网膜 眼球周围还有6块肌肉可使眼球转动 11 2019 11 26 第一节 人的感知特征 二 视觉视觉 器官与视觉视觉 机制 1 视觉器官 眼睛的构造 在人的整个认知世界中 大约有80 的信息是通过视觉系统来获得的 光照射于物 体 再反射入人的眼睛 在视网膜上成像 形成人对物体的视觉 12 2019 11 26 可见光在电磁波频谱中只占很小的范围 视网膜内壁上有视杆细胞和视锥细胞 功能互相不同 人眼能 即时 看清的区域很小 眼球转动依次看清较大范围叫目光的巡视 第一节 人的感知特征 二 视觉视觉 器官与视觉视觉 机制 2 视觉机制 13 2019 11 26 3 视觉系
6、统 眼睛 视神经和视觉中枢组成了视觉系统 两眼视神经 交叉交迭 分左 右两支到达大脑而使人获立体感 第一节 人的感知特征 二 视觉视觉 器官与视觉视觉 机制 14 2019 11 26 在铅垂面内 水平线下的视野大于水平面上的 视野 4 正常视线 头部和两眼放松状态 水平视线下 25 35 的视线 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 15 2019 11 26 亦称视场 基本定义是 头部和眼睛在规定的条件下 人眼可观察到 的水平面与铅垂面内的空间范围 分为直接视野 眼动视野和观察视野 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 在铅垂面内 水平线下的
7、视野大于水平面上的视野 1 视野 16 2019 11 26 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 正常视线 头部和两眼放松状态 水平视线下25 35 的视 线 1 视野 17 2019 11 26 1 直接视野 当头部和两眼静止不动时 人眼可观察到的水平 面与铅垂面内的空间范围 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 1 视野 18 2019 11 26 2 眼动视野 头部保持在固定位置 眼睛为了注视目标而移动 时 能依次注视到的水平面与铅垂面内的空间范围 又分单眼和双 眼眼动视野 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 1
8、 视野 19 2019 11 26 3 观察视野 保持身体在固定位置 头部与眼睛转动注视目标 时 能依次注视到的水平面与铅垂面内的空间范围 1 视野 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 20 2019 11 26 色觉视野 色视野 在同一光照条件下 人眼在不同颜色刺激下的色觉视野是不 同的 人眼对白色视野最大 对黄 蓝 红色依次减小 而 对绿色视野最小 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 21 2019 11 26 视野内包含很多大部分人眼睛 余光 所及 仅能感到物体的存 在 但看不清 因此对于显示设计 更为重要的是人眼能清晰分辨 快速看清的
9、范围 这就是视区 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 2 视视区 22 2019 11 26 按辨认清晰度和速度 分4个 中心视区很小 在水平和铅垂两个方向上都只有1 5 3 要看清更大的范围靠目光的 巡视 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 一 视野及视区 2 视视区 23 2019 11 26 1 视角与视距 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 二 视角及视敏度 视距是指人在工作过程中正常的观察距离 一般操作的视距范围 380 760mm 560mm处适宜 380mm引起目眩 760mm细节看不清 观察时头部转动左右不宜超过45 上下不宜超过3
10、0 24 2019 11 26 1 视角与视距 D为物体的尺寸 L为视距 为视角 三者关系是 D 3438 L 一个物体能否看清 不仅取决于物体的尺寸本身 还取决于对 应的视角 仪表的直径 仪表刻度的间距 视觉传达的文字等 都需要用到这个公式 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 二 视角及视敏度 25 2019 11 26 临界视角 眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角 视敏度 临界视角 以分为单位 的倒数 即 视敏度 1 临界视角 临界视角单位 分 规定照度下 视距L 5000mm 用白底黑环的 缺口 圆环视标 测试 所得视敏度称为视力 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性
11、二 视角及视敏度 2 视敏度 26 2019 11 26 人眼从看亮物体到能看清暗物体的过程称为暗适应 反之为明适应 在反复且较大强度的明 暗适应中 易发生观察错误 使眼睛疲劳甚至伤害 白天开车进隧道 夜间开车远近光灯 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 三 明暗适应 27 2019 11 26 习惯方向 水平 左 右 铅垂 上 下 旋转 顺时针 运动为跳跃如袋鼠 而非如蛇行 水平运动快于铅垂方向 且不易疲劳 水平方向上尺寸与比例的估测较准确 两眼同时注视一处 设计应依据双眼视野 对不同区域的视觉感知快慢不同 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 四 目光巡视特性 视觉运动特
12、性 28 2019 11 26 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 五 视觉现象 29 2019 11 26 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 五 视觉现象 30 2019 11 26 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 五 视觉现象 31 2019 11 26 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 五 视觉现象 32 2019 11 26 视错觉有形状错觉 色彩错觉和物体运动错觉 第一节 人的感知特征 三 人的视觉视觉 特性 六 视错觉 33 2019 11 26 设计中有时要避免视错觉的发生 有时又利用视错觉来达到一定目标 第一节 人的感知特征 三
13、人的视觉视觉 特性 五 视错觉 34 2019 11 26 影响听觉的因素有声波的频率和强度 常用声压级 dB 分贝 度量声波强度 除个体差异外 影响听觉的因素主要是年龄 年龄增大 对高频声波的感受衰减 听觉能感受的最弱 最强限值为听阈 痛阈 成年人能感受的频率为20 20 000Hz 最敏感的是1000 3000Hz 人们讲话的频率基本在此范围内 第一节 人的感知特征 四 人的听觉觉特性 一 人耳的听觉范围 35 2019 11 26 听觉的频率和声压级范围 第一节 人的感知特征 四 人的听觉觉特性 一 人耳的听觉范围 36 2019 11 26 两耳听觉的微小差异 使人辨别声音方向 称为
14、双耳效应 频 率越高 声波波长越短 辨别声音方向越容易 第一节 人的感知特征 四 人的听觉觉特性 二 方向敏感性 听觉方向敏感性 右耳 与频率的关系 37 2019 11 26 一个声音 主体声 被另一个声音 遮蔽声 掩盖的现象 称为遮蔽 遮蔽的效应 与遮蔽声 主体声的相对频率和相对强度有关 对听觉 传达和语言通讯的设计关系甚大 第一节 人的感知特征 四 人的听觉觉特性 三 遮蔽效应 38 2019 11 26 第二节 显示装置的类型 设计 与布置 39 2019 11 26 显示是有目的的信息传递 显示设计的基本要求是 将信息分配给合适的信息通道 使之顺利通过人机界面 兼顾传递信息能产生情感
15、或审美上的愉悦 显示装置有 视觉 听觉 触觉显示装置 视觉显示应用最广 听觉显示次之 触觉显示只用于辅助显 示 第二节 显示装置的类型 设计与布置 一 显显示装置的类类型与性能特点 40 2019 11 26 视觉显示的优点 能传示数字 文字 图形图表 公式等复杂信息 便于延时保留和储存 受环境干扰小 听觉显示的优点 即时性警示性强 能向所有方向传示且不易受到 阻隔 但与环境间的相互干扰较大 第二节 显示装置的类型 设计与布置 一 显显示装置的类类型与性能特点 41 2019 11 26 显示装置按形式可分为 仪表显示 信号显示 信号灯 听 觉信号 触觉信号 荧光屏显示等 第二节 显示装置的类
16、型 设计与布置 一 显显示装置的类类型与性能特点 42 2019 11 26 显示仪表的常见类型有 刻度指针式仪表和数字式显示仪表 第二节 显示装置的类型 设计与布置 一 显显示装置的类类型与性能特点 43 2019 11 26 表4 3 刻度指针式仪表与数字式仪表的性能对比 对比内容刻度指针式仪表数字式仪表 信息 读数不够快捷准确 显示形象化 直观 能 反映显示值在全量程范 围内所处的位置 形象化地显示动态信息的 变化趋势 认读简单 迅速 准确 不能反映显示值在全量程 范围内所处的位置 反映动态信息的变化趋势 不直观 跟踪调节 难以完成很精确的调节 跟踪调节较为得心应手 能进行精确的调节控制 跟踪调节困难 其他 易受冲击和振动的影响 占用面积较大 要求照 明条件 占用面积小 常不需另设照 明 第二节 显示装置的类型 设计与布置 一 显显示装置的类类型与性能特点 44 2019 11 26 一 仪表刻度盘 1 仪表刻度盘的形式 a 开窗式 b 半圆形 c 圆形 d 水平直线形 e 铅垂直线形 f g h 非整圆形 第二节 显示装置的类型 设计与布置 二 显显示仪仪表设计设计 的人机学因
