人机学3人的生理特性

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1、人机学基础 人的生理特性制作：孟现柱 http:/ 1、知道人的视觉和听觉特征，掌握感觉阀 、人的反应时间、视角、视距、视野、错 觉、适应、听阀、掩蔽效应等概念； 2、了解人的反应时间的特点，知道如何缩 短人的反应时间；http:/ 1、教学重点：感觉、知觉、感觉阀、人 的反应时间、视角、视距、视野、错 觉、适应、听阀、掩蔽效应 2、教学难点：感觉、知觉、感觉阀、人 的反应时间、掩蔽效应http:/ 章 目 录第一节 感觉与知觉第二节 视觉特征第三节 听觉特征第四节 其它感觉机能及其特征第五节 人的反应http:/ 感觉与知觉 感觉 知觉 感知反应过程感觉是有机体对客观事物的 个别属性的反映

2、，是感官受 到光、声、气味、温度、硬 度等物理化学刺激而得到的 主观经验。有机体对客观世 界的认识从感觉开始，感觉 是知觉、思维、情感等复杂 心理现象的基础。http:/ 型感觉器官适宜刺激刺激起 源识别外界的特 征作用视觉眼可见光外部色彩、明暗、形状、 大小、位置、远近、 运动方向等鉴别听觉耳一定频率范围 的声波外部声音的强弱和高低， 声源的方向和位置等报警， 联络嗅觉鼻腔顶部嗅 细胞挥发的和飞散 的物质外部香、臭、辣等挥 发物的性质报警， 鉴别味觉舌面上的味 蕾被睡液溶解的 物质接触表 面甜、酸、苦、 咸、辣等鉴别皮肤感 觉皮肤及皮下 组织物理和化学物 质对皮肤的作 用直接和间 接接触触觉

3、、痛觉、 温度觉和压力 等报警深部感 觉机体神经和 关节物质对机体的 作用外部和 内部撞击、重力和 姿势等调整平衡感 觉半规管运动刺激和位 置变化内部和 外部放置运动、直线 运动和摆动等调整人体各主要感觉器官的适宜刺激及其识别外界的特征http:/ 感觉与知觉 感觉 知觉 感知反应过程知觉是人对事物的各个属性 、各个部分及其相互关系的 综合的整体的反映。知觉并 不是感觉的简单相加，而是 由各种感官联合活动所产生 的有机综合。http:/ 感觉与知觉 感觉 知觉 感知反应过程人们通常把感觉和知觉总起 来称为“感知”。人的感知反应 过程是：通过各种感官(感受 器)接受外部信息(刺激)，经 过神经中

4、枢进行分析、判断 并作出决定，再下达给运动 器官(执行器)，改变被操纵对 象的状态。 http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应人的感觉按感觉器官分 8种，通过眼，耳，鼻 ，舌、肤五个器官产生 的感觉称为“五感”，此 外还有运动感，平衡感 、内脏感觉等。http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应感受器都有一定的感受性 和感觉阈限。感受性是指 有机体对适宜刺激的感觉 能力。感觉阈限是指刚好 能引起某种感觉的刺激值 。感觉阈限越低，感觉越 敏锐。 刺激超过一定强度(最大阈

5、 值)时，刺激不仅无效，还 会引起不适或痛觉，甚至 产生损伤 。 http:/ 视觉(2.25.7)10-17J(2.25.7)10-8J听觉110-12J/m2110-2 J/m2触压觉 2.610-9J振动觉 2.510-4mm*j/(m2*s)嗅觉 210-7kg/m3温度觉6.2810-9kg*J/(m2*s)9.1310-6kg*J/(m2*s)味觉410-7角加速度 2.110-3rad/s2直线加速度 0.784m/s24978m/s2人体主要感觉的感觉阈值http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应感觉阈限分为绝对感

6、觉阈 限和差别感觉阈限。 绝对感觉阈限又分上限与 下限。下限为刚刚能引起 某种感觉的最小刺激值； 上限为仍能产生某种感觉 的最大刺激值。例如声音 频率低20Hz或高20000Hz时 就听不到了，这两点便分 别称为下限或上限。http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应感觉阈限分为绝对感觉阈 限和差别感觉阈限。 差别感觉阈限是指刚刚引 起差别感觉的两个同类刺 激间的最小差异量。如在 重100g的物体上至少需要 再增减34g，人们才能觉 察出重量的变化。增减的3 4g，就是重量的差别感 觉阈限。这一指标对某些 机器操作者非常重要。htt

7、p:/ 视觉(2.25.7)10-17J(2.25.7)10-8J听觉110-12J/m2110-2 J/m2 触压觉 2.610-9J振动觉 2.510-4mm 嗅觉 210-7kg/m3温度觉6.2810-9kg*味觉角加速度 直线加速度 0.784m/s24978m/s2人体主要感觉的感觉阈值http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应一种感官只能接受一种 刺激，如眼睛只接受光 刺激，耳朵只接受声刺 激。人的感觉印象80% 来自眼睛，14%来自耳 朵，6%来自其他器官。 如果同时使用视觉和听 觉，感觉印象保持的时 间较长。 h

8、ttp:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应感官对刺激的感受能力受其他 刺激的干扰而降低，这一特性 叫感觉的相互作用。如果同时 有多种视觉信息或多种听觉信 息，或视觉与听觉信息同时输 入时，人们往往倾向于注意一 个而忽视其它，如两个强度相 同的听觉信息，则对要听的那 个信息的辨别能力将下降50%， 并且只能辨别最先输入的或是 强度较大的信息。http:/ 人的感觉分类 基本特征 1、感受性感觉阈限 2、感官与刺激关系 3、感觉的相互作用 4、适应感觉器官经过连续刺激 一段时间后，敏感性会 降低，产生适应现象。 例如 “入兰芝之室而不

9、闻其香“。http:/ 1、知觉的整体性 2、知觉的理解性 3、知觉的恒常性 4、知觉的选择性知觉对象一般由许多部 分组成，各部分有不同 的属性与特征。人们由 于有一定的知识经验， 加上某些思维习惯，总 是把对象感知为一个统 一的整体，而不是把对 象的各部分感知为孤立 的东西。如图而会看成是一个圆。 不会看成是虚线组合 。http:/ 1、知觉的整体性 2、知觉的理解性 3、知觉的恒常性 4、知觉的选择性人们往往根据自己过去 获得的知识和经验去理 解和感知现实的对象。http:/ 1、知觉的整体性 2、知觉的理解性 3、知觉的恒常性 4、知觉的选择性当知觉的客观条件在一定 范围内改变时，知觉印

10、象 仍然保持相对的稳定性。 如阳光下煤块的反射率要 比黄昏时粉笔的反射率高 ，然而人们仍然把粉笔看 成白的，把煤块看成黑的 。再如，当一扇门在人的 面前打开时，人总是知觉 门是长方形的。http:/ 1、知觉的整体性 2、知觉的理解性 3、知觉的恒常性 4、知觉的选择性人总是有选择地把少数刺 激作为知觉对象，对它们 的知觉格外清晰，并把它 们组成一整体，而对同时 起作用的其余刺激的反映 则模糊笼统。知觉的这种 特性称为知觉的选择性。 被选出的形成清晰知觉的 事物称为知觉对象，而其 它事物与背景，会因为知 觉的选择性而相互变动。http:/ 视觉特征 眼球的基本结构http:/ 视觉特征 物体发

11、出的或反射的光透射到视网膜上，在视网膜上产生 光化学反应，视神经把神经冲动传到到大脑形成视觉。 视觉三要素视觉物体、光、视觉器官http:/ 1、色觉、可视波长和强度效应 2、视角 3、视力 4、视野 5、视距色觉是一种复杂的生理心理现象。人们能感 受到各种不同的颜色，是由于可见光中不同 波长的光线作用于人眼视网膜上，并在大脑 中引起主观印象的缘故。 眼能感受到波长为380-780纳米的可见光。一 般光源发出的光包含多种波长，称为多色光 ，人眼可分辨的光色约有120多种。 强度效应是指光的刺激强度只有达到一定强 度才能引起视感觉的特性。人眼能够感受的 光的强度从几个勒克司到10000勒克司。

12、http:/ 1、色觉、可视波长和强度效应 2、视角 3、视力 4、视野 5、视距视角是由瞳孔中心到被观察物体两端 所张开的角度。 视角a （单位1/分，1/）与观察距离L 及被观察物体的两端点间的直线距离D 有如下关系：http:/ 1、色觉、可视波长和强度效应 2、视角 3、视力 4、视野 5、视距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： 视力=1/最小视角 检查人眼视力的标准规定，最小视角 为1时，视力等于1、0，此时视力为正 常。http:/ 1、色觉、可视波长和强度效应 2、视角 3、视力 4、视野 5、视距视野是指人眼能观察到的范围， 一般以角度表

13、示。视野按眼球的 工作状态可分为：静视野、注视 野和动视野三类。http:/ 1、色觉、可视波长和强度效应 2、视角 3、视力 4、视野 5、视距静视野在头部固定、眼球静止 不动的状态下自然可见的范围； 注视野在头部固定，而转动眼 球注视某一中心点时所见的范围； 动视野头部固定而自由转动眼 球时的可见范围。 在人的三种视野中，注视范围最小， 动视野范围最大。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。 http:/ 在垂直面内的静视野 最大范围角度为120度 ，以视水平线为准， 最大仰角为50度，最 大俯角为70度。http:/ 在水平面内双眼总的最大视野是200度，就 单眼而言，以视中心线为准，向内侧为60 度，向外侧为100度。http:/ 在视野边缘上，人只能模糊的看到有无物 体存在，但辨不清其详细形状。能够清楚 辨认物体形状的视野为有效视野。 静视野的有效视野是以视中心线为轴，上 30度，下40度，左右各为15度20度；其 中在中心3度以内为最佳视野区。http:/ 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