视觉显示装置设计

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1、第十二章 显示装置设计,第十二章 显示装置设计,12.1 视觉显示器的类型及设计原则 12.2 仪表显示设计 12.3 信号灯和荧光屏显示设计 12.4 图形符号设计,12.1 视觉显示器的类型及设计原则,一、 视觉显示器的类型,一、仪表 1. 模拟式显示仪表 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。 应用：钟表、汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。,视觉显示的类型和特征,2. 数字式显示仪表 直接用数码来显示机器有关的参数或工作状态。 特点：认读过程简单、直观，只要对单

2、一数字或符号辨认识别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉疲劳。 应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。 3、混合显示仪表 二、屏幕式显示 屏幕式显示装置是在有限面积的显示屏上显示各种类型信息的装置。 特点：显示信息的种类多，显示效果好。 应用：显示器、示波器、雷达、彩超、各种产品上的显示屏等。,视觉显示的类型和特征,三、指示灯（信号灯）显示,四、图形、符号标志显示,视觉显示装置设计要求：,正确显示信息、观察认读准确、迅速、不易疲劳 。,视觉显示的类型和特征,12.1 视觉显示器的类型及设计原则,二、视觉显示器的设计原则 1.视觉显示器的基本要求 鲜明醒目清晰可辨明确易懂 2.视

3、觉显示器的选用和设计原则 代码维度、精度适宜、形象直观、逻辑显示、综合显示、对比、照明适宜、尺寸位置、相互兼容,12.2 仪表显示设计,按仪表结构形式分：指针活动仪表、指针固定式仪表和数字式仪表。见表121 1. 仪表形式（形状） 常用的有圆形、半圆形、直线形（水平直线形、垂直直线形）、扇形、开窗等。见图12-1 开窗式仪表显露的刻度少，认读范围小，视线集中，认读时眼睛移动的距离短，因而认读迅速准确，效果好。 圆形和半圆形刻度盘的认读效果优于直线形刻度盘； 水平直线形优于竖直直线形。,12.2 仪表显示设计,2. 表盘尺寸设计 以圆形仪表为例，其最佳直径D、目视距离L、刻度标记的最大数量I之间

4、的关系。见图12-2 见表 12-2。 表盘认读效果最优的尺寸是其对应的视角在2.5一5范围内，只要确定了操作者与显示装置间的观察距离L，就能据此算出刻度盘的最优尺寸。 =2arctg(D/2L)7,12.2 仪表显示设计,3. 刻度与标数 （1）刻度：刻度盘上两最小刻度标记（刻度线）间的距离和刻度标记（刻度线）统称为刻度。如图12-3 刻度线的高度：表盘上的刻度线高度、文字和数字尺寸是依据视距确定的，参阅表12-3 。 刻度间距：小刻度线之间的最小距离. 一般情况,d=12.5mm dmin=0.61mm；dmax=48mm。,刻度线间距为L/600L/50,刻度线的宽度： 一般以小刻度标记

5、作为基准，其宽度以为刻度间距的5%5%为宜。 （10%为较好）,12.2 仪表显示设计,3. 刻度与标数 2）标数 标数的一般规则： 刻度和标数的优劣对比 ，见图12-4,12.2 仪表显示设计,4. 指针设计 指针的形状：简洁、明快、有明显的指示性形状 。见图12-5 指针的长度 ：对于指针不应遮挡刻度线的仪表，针尖应离开刻度线12mm左右；对于覆盖刻度标记的窄条形指针，其长度不应超过大刻度标记。 指针的宽度：最重要的是针尖的宽度，针尖的宽度应与最小刻度线的宽度相同；指针和刻度盘面应装配在相互靠近的平行平面内。 指针的零位：指针零点位置的选择与它的使用情况有关，一般部选择在时9点和12点的位

6、置。 如表12-4,12.2 仪表显示设计,5. 仪表的色彩 仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率。颜色设计主要是刻度盘面，刻度线和数码、字符以及指针的颜色匹配问题，它对仪表的造型设计、仪表的认读有很大影响。 指针、刻度标记、数码的颜色应与刻度盘的颜色有明显的区别和对比，但指针与刻度标记，数码的颜色应尽可能协调。颜色搭配应遵循一定的规律，如表12-5。,12.2 仪表显示设计,6. 仪表面板形式及其布置 最佳观察角度7090度，视距5071cm。 组合形式面板见图12- 6 ， 其布置参阅表12- 6。 仪表板上的仪表位置设计原则如下： (1)按仪表的重要程度排列 (2)按使用顺序排列 (

7、3)按功能进行组合排列，见图12- 7 (4)按最佳零点方向排列，见图12- 8 (5)按视觉特性排列 (6)按显示和操纵相合性（协调性）排列，见图12-9,12.2 仪表显示设计,7、仪表的照明设计 照明方式、光的强度（0.1Lx）（表12- 7）和颜色（接近日光） 8、数字和字符设计 形状：数码（图12- 10） 汉字（图12- 11）（宋体、黑体） 英文（图12- 12 ）（大写印刷体、Verdana） 大小：最佳视角（10 0 ） 高宽比例: 5:3、3:2,返回,表12-1 显示仪表的功能特点,返回,图12-1,返回,图12-2 圆形仪表的最佳直径,表12-2 刻度盘的最小直径与标记

8、数量和视距的关系,返回,图12-3 刻度标记的形式,返回,长刻度线长度=L/90 中刻度线长度=L/125 文字高度、短刻度线长度=L/200,返回,表12-3 目视距离与刻度线的 最佳高度,返回,图12-4 刻度与标数的优劣对比,图 12-5 指针的基本形状,返回,表12-4 指针的零点位置,返回,表12-5 颜色匹配及清晰程度,返回,清晰的配色,模糊的配色,图12-6 控制台面的形式及其布置 （a）多块组合式,A,B,I,（b）三块折式,返回,返回,表12-6 多块组合和三块组合式面板的布置,图 12- 7,返回,图12-8 零点标志的最优方向,返回,图12- 9 仪表不同排列方式的比较,

9、返回,表12- 7 仪表照明强度建议,返回,图12- 10,返回,图12- 11,返回,图12- 12,返回,12.3 信号显示设计,1.信号灯设计 （1）信号灯的特点、用途 （2）信号灯的视距和亮度设计 A、亮度:两倍于背景的亮度。 B、视距:能见距离（空气透明度、对象的大小、亮度、颜色、背景） 气象能见距离：参阅表12-8 夜间发光物体的能见距离：参阅表12-9 （信号灯设计参考）,12.3 信号显示设计,1.信号灯设计 （3）信号灯形状、标记设计 信号灯应用不同的颜色、形状、标记进行编码区分，形状、标记应与其表示的意义有逻辑联系。,飞机着陆信号灯系统,12.3 信号显示设计,1.信号灯设

10、计 （4）信号灯的颜色设计 建议采用的10种以内编码颜色，按其不同颜色之间相互不易混淆的程度，依次排列为：黄、绿、橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、黄粉。单个信号灯，蓝绿色最清晰。 信号灯颜色的含义， 参阅表12-10,12.3 信号显示设计,1.信号灯设计 （5）闪光信号 作用 闪光的强度 闪光的频率： 一般信号（0.671.67Hz）， 紧急信号（1020Hz） 和背景的关系：,12.3 信号显示设计,1.信号灯设计 （5）信号灯的布置 （6）重要信号灯设计 应用实例：现代汽车信号灯系统 尾灯系统、前照灯、前位灯和后位灯、示廓灯、倒车灯、危险报警闪光灯、雾灯,信号灯设计,12.3 信号显示

11、设计,2.显示屏设计 （1）显示屏的显示特征 在显示屏上显示视觉信息 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体、流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、彩超及雷达。,显示屏设计,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 （2）目标的亮度、呈现时间 亮度：目标亮度愈高，愈易觉察，但是当目标亮度超过 100cdm2时，视敏度不再继续有较大的改善，所以目标 亮度不超过100cdm2。 呈现时间：T=o.5s大体上已可满足视觉辨别的基本要求； T=23s，是最有利的数值。 余辉：是目标呈现结束后残留在屏面上的亮点。 周围的灯光照度对余辉

12、的视觉效应影响很大，周围照度 太高或太低都对它有不利的影响，而以周围照度为1lx时最优。,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 (3)目标的运动速度 运动着的目标比静止目标易于察觉，但难于看清。 视敏度与目标运动状态的关系，v800/s, 如表12-11所示,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 （4）目标的形状、大小和颜色 形状：目标形状辨认效率优劣次序：三角形、圆形、梯形、方形、长方形、椭圆形、十字形。当干扰光点强度较大时，方形目标优于圆形目标。 颜色： 在单色显示屏上，白色、绿色、黄色、琥珀色对深灰色或黑色形成的颜色对比最适合于图形和字符的识别。通常：白色、绿色等明快的颜色用作目标色

13、，而深灰色或黑色作为背景色。 大小：与视距有关，字高宽比例：2:1或1:1。参阅表12-12,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 （5）目标与背景的关系 最小值：3:1; 一般情况：6:1或15:1;较高值：30:1。 过高的对比度不利于眼睛精确聚焦。 背景最优亮度：68cd/m2,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 （6）屏面 大小：与视距、目标的大小和数量有关 视角300 位置：按人的自然视线放置 分辨率：物理分辨率、逻辑分辨率 刷新频率：85Hz以上，大尺寸显示器应为100Hz以上。 响应速度 坏点数 颜色：单色显示、彩色显示,12.3 信号显示设计,2.显示屏设计 彩色显示色彩

14、设计准则： 如果使用者是非专业用户或是不常使用显示器的用户，显示器上的颜色限制在1-4种，最多不超过7种； 尽量选用不同的色调，避免采用深浅程度有所差别的同一种颜色； 避免同时显示高饱和度的极端颜色； 推荐使用色彩组合： （1）绿、黄、橙、红、白； （2）蓝、青、绿、黄、白； （3）青、绿、黄、橙、白；,12.3 信号显示设计,彩色显示色彩设计准则： 避免使用色彩组合： （1）红和蓝； （2）红和青； （3）洋红和蓝。 在大显示器边缘区域的小符号和小形状不应采用红和绿色； 背景和大的形状最好采用兰色（最好是非饱和色），但蓝色不要用于文字、细线或小形状； 字母符号的颜色必须与背景颜色形成对比；

15、在使用颜色时，可以利用形状或亮度作为一种辅助提示。（如所有的黄色符号用三角形，绿色符号用圆形，红色符号用正方形等。）这样显示器更容易为那些缺乏颜色感的用户接受。,飞利浦47英寸RGB LED背光高清液晶电视,爱普生采用有机EL显示屏的样机,LCD/PDP/EL三派竞争 与去年不同，LCD和PDP两强分割江山的局面被打破，有机EL显示技术成为第三股强劲势力投入平板显示竞争中。,厚度为0.52mm的有机EL显示屏,显示屏设计,有机发光显示器（Organic Light-Emitting Diode Display，OLED），根据使用基板的材质不同，OLED器件可以分为硬屏和软屏。与用玻璃作为基板

16、的普通OLED显示器相比，柔软OLED（Flexible OLED，FOLED）显示器有许多优势：可卷曲和折叠、更轻更薄、防撞击等。,OLED:平板显示的明日之光,显示屏设计,爱普生8英寸有机EL显示屏,三星14英寸AMOLED显示屏,厚度为0.37mm的AMOLED显示屏,显示屏设计,0.29mm,LG.飞利浦19.8mm厚的42英寸Full HD高清液晶电视,12.4 图形符号设计,(1) 图形符号的显示特征: 形象、直观 (2)根据人的视觉特性和视觉运动规律，图形符号的设计应当遵循以下原则 : (a)图形符号要反映出客体的特征； 图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表12-13 (b)图形标志应明显突出于背景之中，使图形标志与背景形成较大的反差。 （c）图形边界应明确、稳定。 （d）应尽量采用封闭轮廓的图形，以加强其视觉效果。 （e）应和其他显示部分结合成为统一的整体。 （f）标志是一种形象语言，为便于识别，其颜色有特定意义