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1、1,第四章、人的知觉、感觉与环 境设计,2,知觉和感觉是指人对外界环境的一切刺激信息的接收和反应能力。它是人的生理活动的一个重要的方面。,3,人的神经系统结构,4,感觉,一、感觉和知觉Perception and Consciousness,感觉定义：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映。感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。,感觉类型：视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）、皮肤感觉、本体感觉等。,感觉的过程：人的感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。,5,知觉,知觉的定义：知觉是在人脑对直接
2、作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。,知觉的过程：客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，经大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。,6,感觉和知觉的关系和区别,客观事物首先被感觉，然后进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。,感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、
3、兴趣等因素直接影响知觉的过程。,7,外界信息中，从视觉获得的信息所占的比例最大，从听觉获得的信息次之，从皮肤觉（包括温度觉、触压觉、干湿觉等）获得的信息再次之。,二、感觉的基本特征,8,概述：人体的一种感觉器官只对一种能量形式的刺激特别敏感，能引起感觉器官有效反应的刺激称为该感觉器官的适宜刺激。（眼的适宜刺激为可见光；耳的适宜刺激则为一定频率范围声波）,感觉的特点,感受性和感受阈限,感觉的适应,类型：绝对感受性和绝对感受阈限； 差别感受性和差别感受阈限；,感觉的基本特征,9,1、产生感觉需要有达到一定强度的适宜刺激。刚刚能引起感觉的最小刺激量，称为绝对感觉阈限的下限，感觉出最小刺激量的能力称为
4、绝对感受性。,绝对感受性和绝对感受阈项,2、绝对感受性与绝对感觉阈限值成反比，即：引起感觉所需要的刺激量越小即绝对感觉阈限的下限值越低，绝对感受性就越高，感觉越敏锐。,10,3、若刺激量过大，超过了正常限度，将使感觉消失而引起痛觉，甚至造成感官的损伤。,绝对感受性和绝对感觉阈限,刚刚使感觉消失的最大刺激量称为绝对感觉阈限的上限。刺激量在上、下阈限之间才能引起感觉。（例如：人眼只对波长380-780mm的光波刺激产生反应，380mm和780mm即为视觉的下、上阈限，波长在380mm以下和780mm以上的光波都不能引起视觉。）,11,差别感受性： 当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作用于某一感觉
5、器官时，它们在强度上的差别必须达到一定程度，才能引起人的差别感觉。,差别感受性和差别感觉阈限,差别感觉阈限： 即为刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别量，对最小差别量的感受能力则为差别感受性，两者成反比关系。,12,在同一刺激物的持续作用下，人的感受性发生变化的过程，称为“感觉的适应”。,适应现象，除痛觉外，几乎在所有感觉中都存在，适应的表现和速度不同。除暗适应外，其余各种感觉适应大都表现为感受性逐渐下降乃至消失。,视觉适应中的暗适应约需45分钟以上； 明适应约需1-2分钟； 听觉适应约需15分钟； 味觉和轻适应分别适应约需30S和2S。,13,知觉的整体性,知觉的理解性,知觉的恒常性,知觉
6、的选择性,14,1、知觉的整体性 把知觉对象的各种属性、各个部分知觉成为一个同样的有机整体，这种特性称为知觉的整体性。,知觉的整体性可使人们在感知自己熟悉的对象时，只根据其主要特征可将其作为一个整体而被知觉。,2、知觉的理解性 根据已有的知识经验去理解当前的感知对象，这种特性称为知觉的理解性。,由于人们的知识经验不同，对知觉对象的理解也不同，与知觉对象有关的知识经验越丰富，对知觉对象的理解也就越深刻。在复杂的环境中，知觉对象隐蔽，外部标志不鲜明，提供的信息不充分时，语言的提示或思维的推论，可唤起过去的经验，帮助人们去立即理解当前的知觉对象，使之完整化。此外，人的情绪状态也影响人对知觉对象的理解
7、。,16,3、知觉的恒常性 人们根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为知觉恒常性。,大小恒常性：在天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。颜色恒常性：形状恒常性：听知觉恒常性：知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地适应环境。,17,4、知觉的选择性,作用于感官的事物是很多的，人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为知觉对象，对它产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象，从而成为烘托
8、知觉对象的背景，这种特性称为知觉的选择性。,18,影响知觉选择性的因素：,1）知觉对象与背景之间的差别越大，对象越容易从背景中区分出来。,2）在固定不变或相对静止的背景上，运动着的对象最容易成为知觉对象，如在荧光屏上显示的变化着的曲线。,19,3、人的主观因素，如任务、目的、知识、兴趣、情绪不同，则选择的知觉对象也不同。,4、刺激物各部分相互关系的组合，如彼此接近的对象比相隔较远的对象、彼此相似的对象比不相似的对象容易组合在一起，而成为知觉的对象。,接近,相似,连续,影响知觉选择性的因素：,20,本体感觉的种类,1、平衡觉：人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉。影响平衡觉的因素： 酒
9、、年龄、恐惧、突然的运动、热紧迫、不常有的姿势等。2、运动觉：人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种感觉。运动觉涉及人体的每一个动作，是仅次于视、听觉的感觉。人的各种操作技能的形成更有赖于运动觉信息的反馈调节。,21,第一节 视觉与视觉环境设计,第二节 听觉与声环境,第三节 触觉与触觉环境,22,第一节 视觉与视觉环境,影响人类的环境因素可分为以下四种：1、物理环境：声、光、热的因素2、化学环境：各种化学物质对人的影响3、生物环境：各种动植物及微生物对人的影响4、其他环境：,一、人与环境之关系：,视觉光环境；听觉声学环境；触觉温度和湿度环境。,23,人们得到信息的途径？,直接的,间接的,如
10、直接看到的自己周围的人和物。,即借助于各种视觉显示装置，如CRT屏幕、雷达、电视机等。在科学技术高度发达的今天，后一种途径对于人们获得视觉信息更为重要。,24,一视觉的机制： 视觉是光进入眼睛产生的，人眼所能感受到的电磁波长为380780毫微米，由于视觉，知道各种物体的形状、色彩、明度，人所获得的信息有百分之八十是来自于视觉。,二、视觉与视觉环境设计,25,产生视觉的视网膜是由杆状和锥状两种感光细胞构成 杆状细胞起暗视作用，在低照度下（0.01勒克司以下）起作用，但不能感受颜色 ； 锥状细胞起明视作用，不但能感受颜色，且有较高的视觉的敏感性，在低照度下却不起作用。与视轴对应的视网膜称为黄斑，黄
11、斑处锥状细胞的密度最高。,26,L,D,视角,视力为1.0，视力正常，临界视觉为1度，若视力下降，则临界视角值增大。,在设计中，视角是确定设计对象尺寸大小的依据。,二视觉的要素,1视角,视角是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。在一般照明条件下，正常人眼能辨别5m远处两点间的最小距离，其相应的视角为1，即能够分辨的最小物体的视角定义该视角为最小视角。,27,视力是表征人眼对物体细部识别能力的一个生理尺度，以最小视角的倒数表示。人眼视力的标准规定，最小视角为1时，视力等于1.0。,2视力,随着年龄的增加，视力会逐渐下降，所以作业环境的照明设计应考虑工作者年龄的特点。,认清物体形状的视力为中心
12、视力。在暗环境中辨别物体形状的视力为夜视力。两只眼睛中所形成的物象，融合为双眼单视后，可用以辨别物体高低、深浅、远近、大小，这种辨别物体立体位置的视力为立体视力或深度觉。,视力=1/临界视角,28,最佳动视野,3、视野,视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。 静视野和动视野。,人机工程中，一般以静视野为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。,最佳静视野,动视野最佳值静视野最佳值眼球可轻松偏转的角度（头部不动）,29,垂直面内，实际人的自然视线低于标准视线，直立低15，放松站立低30，放松坐姿低40。因此视野范围在垂直面内的下界限也应该随着放松立姿、放松坐姿而改变。,90,60,
13、70,45,40,20,15,15,垂直最佳视区：上、下15度,最佳视野范围：水平视线以下30度。,有效视野范围：水平视线以上25度、以下35度。,水平视线,25,35,最大固定视野：115度。扩大的视野：150度。,垂直面内的视野,30,水平面内的视野,15,。,15,。,最佳视野范围,35,。,35,。,有效视野范围,90,。,90,。,5,。,最大固定视野,扩大的视野,31,人眼在不同颜色刺激下的色觉视野是不同的，称为色觉视野。,人眼对不同颜色的视野,32,180 白,。,120 黄,。,100 蓝,。,60 绿红,。,色觉视野,130,。,白,95,。,黄,80,。,蓝,45,。,红,
14、40,。,。,绿,水平方向的色觉视野,垂直方向的色觉视野,33,视野的研究对于操作控制及视觉空间的设计非常重要，如各种控制室等。人们往往需要注视某一方向，并兼顾控制仪表。显示器位置要在不影响观察的情况下尽量安排在视野内，使用频率高，需要辨认的放在主视野内，不常用的放在余视野内。,视野的作用,重要的：3内；一般的：2040内；次要的：4060内。 一般不在80视野之外设置，因其视觉效率太低。对于视觉观察不利的因素应尽量安排在视野之外。,34,绝对亮度：眼睛能感觉到光的光强度。人眼非常敏感的。完全暗适应的人能看见50英里远的火光。,4、光感,35,关键不是光的绝对亮度，而是它与背景的差别和面积的大
15、小。 根据光感的特性，在视觉设计中，如果我们希望光或由光构成的某种信息容易为人们感觉到，就应提高它与背景的差别，增大光的面积。,相对亮度：相对亮度是指光强度与背景的对比关系，称为相对值。,光亮范围：光感不仅与光的强度有关，还与光的范围大小有关，并与其成正比。,36,观察各种显示仪表时，视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体的大小和形状在380760mm之间选择最佳视距。,视距是人在操作系统中正常的观察距离。,头部转动角度： 左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过30度。当转移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避免在转移视线中进行观察。,5、视距,37,色彩的知觉范围：视野内的色彩感觉并不完全相同，视野的边缘部分虽然能够察觉物体，但感觉不到色彩。在离开视觉中心点90度的地方，除非是光线很亮的情况下，任何的物体都是灰色的。人眼对波长555微米的光最敏感，介于黄和绿之间。,6、色觉,38,色彩与亮度：人的眼睛能分辨出十万种不同的颜色，但当光线很暗时则一切都成为灰色。,
