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1、 第十四章第十四章 人机界面设计人机界面设计 1.1.人机界面设计概述人机界面设计概述 2.2.显示器设计显示器设计 3.3.控制器设计控制器设计 4.4.控制控制- -显示器组合设计显示器组合设计 5.5.累积损伤疾病与工具的设计累积损伤疾病与工具的设计 6.6.人与计算机界面设计人与计算机界面设计 案例案例 考虑人因工程学的椭圆机设计考虑人因工程学的椭圆机设计 第一节第一节 人机界面设计概述人机界面设计概述 人机界面三要素基本模型人机界面三要素基本模型 第二节 显示器设计 显示器分为视觉显示、听觉显示和触觉显示等显示器分为视觉显示、听觉显示和触觉显示等 ，三种显示，三种显示方式传递的信息特
2、征见表方式传递的信息特征见表1414- -1 1。 表 显示显示 方式方式 传递的信息特征传递的信息特征 显示显示 方式方式 传递的信息特征传递的信息特征 视觉视觉 显示显示 1.1.比较复杂、抽象的信息或含有科学技术术比较复杂、抽象的信息或含有科学技术术 语的信息、文字、图表、公式等语的信息、文字、图表、公式等 2.2.传递的信息很长或需要延迟者传递的信息很长或需要延迟者 3.3.需用方位、距离等空间状态说明的信息需用方位、距离等空间状态说明的信息 4.4.以后有被引用的可能的信息以后有被引用的可能的信息 5.5.所处环境不适合听觉传递的信息所处环境不适合听觉传递的信息 6.6.适合听觉传递
3、，但听觉负荷已很重的场合适合听觉传递，但听觉负荷已很重的场合 7.7.不需要急迫传递的信息不需要急迫传递的信息 8.8.传递的信息常需同时显示、监控传递的信息常需同时显示、监控 听觉听觉 显示显示 1.1.较短或无需延迟的信息较短或无需延迟的信息 2.2.简单且要求快速传递的信息简单且要求快速传递的信息 3.3.视觉通道负荷过重的场合视觉通道负荷过重的场合 4.4.所处环境不适合视觉通道传递的信息所处环境不适合视觉通道传递的信息 触觉触觉 显示显示 1.1.视、听觉通道负荷过重的场合视、听觉通道负荷过重的场合 2.2.使用视、听觉通道传递信息有困难的使用视、听觉通道传递信息有困难的 场合场合
4、3.3.简单并要求快速传递的信息简单并要求快速传递的信息 1414- -1 1 三种显示方式传递的信息特征三种显示方式传递的信息特征 一、仪表显示器一、仪表显示器 ( (一一) )仪表的类型及特点仪表的类型及特点 1.1.数字式显示数字式显示 直接用数码来显示有关的参数或工作状态。直接用数码来显示有关的参数或工作状态。 特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识 别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉 疲劳。疲劳。 应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。应用：计算器、电子
5、表及列车运行的时间显示屏幕。 2.2.模拟式显示模拟式显示 用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。 特点：显示的信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围特点：显示的信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围 内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作 业效果很好。业效果很好。 应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。 一、仪表显示器一、仪表显示器 ( (二二) )仪表的刻度盘仪表的刻度盘 刻度线高度刻度线高度 刻度线分为长刻度线、中刻度线
6、和短刻度线刻度线分为长刻度线、中刻度线和短刻度线 ，如下图所示，如下图所示， 其高度与视距的关系见表其高度与视距的关系见表1414- -2 2 一、仪表显示器一、仪表显示器 表表1414- -2 2 视距与刻度线高视距与刻度线高 度度 视视 距距/m/m 刻度线高度刻度线高度/mm/mm 字符高度字符高度/mm/mm 长刻度线长刻度线 中刻度线中刻度线 短刻度线短刻度线 0.50.5 0.50.920.50.92 0.921.830.921.83 1.833.661.833.66 3.666.103.666.10 5.65.6 10.210.2 19.819.8 40.040.0 66.866
7、.8 4.14.1 7.17.1 14.314.3 28.428.4 47.547.5 2.32.3 4.34.3 8.78.7 17.317.3 28.828.8 2.32.3 4.34.3 8.78.7 17.317.3 28.828.8 (二)仪表的刻度盘 刻度线刻度线 最大视距为最大视距为L(mm)L(mm)时，各刻度线的最小尺寸可由下列各式求出：时，各刻度线的最小尺寸可由下列各式求出： 长刻度线高度：长刻度线高度： L L90mm 90mm 中刻度线高度：中刻度线高度： L L125mm 125mm 短刻度线高度：短刻度线高度： L L200mm 200mm 刻刻 度线宽度线宽 度：
8、度： L L5000mm5000mm 短刻度线间距：短刻度线间距： L L600mm 600mm 长刻度线间距长刻度线间距； L L50mm50mm (二)仪表的刻度盘 刻度标数进级和递增方向刻度标数进级和递增方向 优优 中中 差差 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 2 2 4 4 6 6 8 8 1010 3 3 6 6 9 9 1212 5 5 1010 1515 2020 2525 2020 4040 6060 8080 100100 4 4 8 8 1212 1616 1010 2020 3030 4040 5050 200200 400400 600600 800800 100
9、01000 1.251.25 2.52.5 5 5 7.57.5 5050 100100 150150 200200 250250 1515 3030 4545 6060 数字递增方向的一般原则是：顺时针方向为增加；从左向右的方向为增加；数字递增方向的一般原则是：顺时针方向为增加；从左向右的方向为增加； 从下向上的方向为增加。从下向上的方向为增加。 表表1414- -3 3 刻度标数进级刻度标数进级 ( (二二) )仪表的刻度盘仪表的刻度盘 字符形状和大小字符形状和大小 一般使用的字符高度可参考表一般使用的字符高度可参考表1414- -4 4，也可根据下式求，也可根据下式求 得：得： 式中：式
10、中：H H为字符高度为字符高度(cm)(cm)；L L为视距为视距(cm)(cm)。 字符的其他尺寸可根据高度字符的其他尺寸可根据高度H H确定，见确定，见图图1414- -3 3 200LH 表表1414- -4 4 字符高度与视距字符高度与视距 视视 距距/cm/cm 字符高度字符高度/cm/cm 5050 0.250.25 50509090 0.500.50 9090180180 0.900.90 180180360360 1.801.80 360360600600 3.003.00 ( (二二) )仪表的刻度盘仪表的刻度盘 ( (二二) )仪表的刻度盘仪表的刻度盘 刻度直径刻度直径 默
11、雷尔推荐的圆形仪表最佳直径，如默雷尔推荐的圆形仪表最佳直径，如图图1414- -4 4所示所示 ( (二二) )仪表的刻度盘仪表的刻度盘 刻度标数刻度标数 刻度标数优劣比较参见刻度标数优劣比较参见图图1414-5 ( (三三) ) 仪表的指针仪表的指针 常用的指针形状如图所示常用的指针形状如图所示 ( (四四) ) 仪表的颜色仪表的颜色 顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 底色 黑 黄 黑 紫 紫 蓝 绿 白 黑 黄 被衬色 黄 黑 白 黄 白 白 白 黑 绿 蓝 表表1414- -5 5 清晰的配色清晰的配色 ( (四四) ) 仪表的颜色仪表的颜色 顺序 1 2 3 4 5 6
12、7 8 9 10 底色 黄 白 红 红 黑 紫 灰 红 绿 黑 被衬 色 白 黄 绿 蓝 紫 黑 绿 紫 红 蓝 表14-6 模糊的配色 二、信号显示设计二、信号显示设计 信号显示特征信号显示特征 信号灯的形状和颜色信号灯的形状和颜色 信号灯的亮度和环境信号灯的亮度和环境 三、荧光屏显示设计三、荧光屏显示设计 荧光屏的显示特征荧光屏的显示特征 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪 显示显示, ,又能显示多媒体的图文动态画面。又能显示多媒体的图文动态画面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超应用：图文电视
13、屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超 及雷达。及雷达。 目标状态对显示的影响目标状态对显示的影响 1.1.亮度亮度 2.2.呈现时间呈现时间 3.3.余辉余辉 4.目标的运动速度目标的运动速度 5.目标的形态目标的形态 6.目标与背景的关系目标与背景的关系 三、荧光屏显示设计三、荧光屏显示设计 屏面的形状与尺寸屏面的形状与尺寸 图14-7是操作者与荧光屏总体布置的关系是操作者与荧光屏总体布置的关系 四、标志符号设计四、标志符号设计 标志符号的要求标志符号的要求 必须考虑使用目的和使用条件，采用与其含义相一致的图形；必须考虑使用目的和使用条件，采用与其含义相一致的图形；可利用颜色、形状、图形
14、、符号、文字进行编码，以提高辨别速可利用颜色、形状、图形、符号、文字进行编码，以提高辨别速 度和准确性；不得使用过分抽象或人们难以接受的图形，应采用度和准确性；不得使用过分抽象或人们难以接受的图形，应采用 人的知觉图形，以便于记忆，减少视认时间；尽量用图形符号代人的知觉图形，以便于记忆，减少视认时间；尽量用图形符号代 替文字说明，以减少判读时间，使用简便；尽量使用国际通用的替文字说明，以减少判读时间，使用简便；尽量使用国际通用的 标志符号；与显示器和控制器有关的标志符号，要合理区分和布标志符号；与显示器和控制器有关的标志符号，要合理区分和布 置，符合操作者的心理和动作特征；避免环境背景产生视觉
15、干扰。置，符合操作者的心理和动作特征；避免环境背景产生视觉干扰。 四、标志符号设计四、标志符号设计 标志符号的知觉因素标志符号的知觉因素 设计标志符号要符合人的知觉特点：设计标志符号要符合人的知觉特点： 1.1.形与基分明，如形与基分明，如图图1414- -8a8a所示所示; ; 2.2.边界明显边界明显, ,如如图图1414- -8b8b所示所示; ; 3.3.封闭封闭 , ,如如图图1414- -8c8c所示所示; ; 4.4.简明简明 , ,如如图图1414- -8d8d所示所示; ; 5.5.完整完整 , ,如如图图1414- -8e8e所示所示; ; 四、标志符号设计四、标志符号设计 标志符号的应用标志符号的应用 图图1414- -9 9为汽车上使用的图形符号为汽车上使用的图形符号 图图1414- -1010为电子产品上使用的部分图形符号为电
