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1、 照相机发展中的人机学因素【文章摘要】随着数码相机在日常生活中的普及和人机学在设计市场中的备受关注，设计师们在设计数码相机的过程中越来越注重加入人机学的元素来优化设计，使相机在人-机-环境这个系统中创造出最佳效果，本文围绕数码相机的发展，从整体尺寸形状、选材、数码相机技术改进、按钮和各装置的位置安排设计、显示界面的设计等几个方面中，阐述人机学在其中的应用，并展望未来人机学在数码相机设计中的发展。With digital cameras in everyday life and the popularity of Ergonomics in the design of market concer
2、n, designers in the design process of digital cameras increasingly focused on adding elements to optimize the ergonomic design, the camera man - machine - environment, this system creates the best results, this paper focus on the development of digital cameras, from the overall size and shape, mater
3、ial selection, digital camera technology improvements, buttons and placement of the device design, the display interface design and other aspects of , elaborated ergonomics in which applications and future ergonomics design in the development of a digital camera【关键词】人机学、数码相机、发展史、展望 随着现代社会发展的数字化、高科技化
4、和人们生活水平的提高，数码相机在现代生活中迅速普及，成为了人们日常生活的必需品。基于数码相机的广泛使用和科技的迅猛发展，相机在市场中的更新换代已经基本符合了摩尔定律，因此，相机设计师们在数码相机的设计中融入了更丰富的元素，优化它们的人机性能，使其在市场经济中更有竞争力。在考虑功能、外观等方面的同时，随着人机学的日渐成熟化、科学化以及在设计应用中的重要性，设计师门纷纷开始进入对人机学在数码相机中应用的研究，并应用在相机的设计上，使如今的数码相机使用更便利、更美观。 研究人机学在设计产品的应用，其目的是通过揭示人、机、环境三要素之间相互关系的规律，从多学科多角度完善产品的设计，从而确保人-机-环境
5、系统总体性能的最优化，因此对人机学在数码相机中的应用的研究也是极富科学和市场价值的。就人机学而言，它的研究能容大致可以分为四个方面：1.人体特性的研究；2.人机系统的总体设计；3.工作场所和信息传递的装置的设计；4.环境控制与安全保护设计。纵观照相机的发展史，不难发现它们的发展符合人机学研究的要求，接下来，我们从数码相机的各个具体的细节来分析人机学在照相机发展中的应用。一、照相机发展中人机学中整体外观尺寸的因素纵观相机的发展历史，从1838年,法国物理学家达盖尔发明了照相机到如今琳琅满目的数码相机，从胶片相机到数码相机，外形发生了很大的改变。之所以其形式最后普及为现今的模式，是融入了人机学对人
6、体尺寸的研究在其中。首先由（图一），这是早期的照相机。可见那时的照相机极其笨重、难以操作以及不方便携带。再者（图二），这是中期的照相机，可见已经在体积上比早期照相机缩小了很多倍，不论操作简便与否，已经可以随身携带了。并且出现了单反、双反、旁轴三个发展方向。后期照相机（图三），可见已经有了现代相机的雏形，机身小巧玲珑，可以方便的随身携带。再者现代照相机（图四），便是现市面上的数码相机，无论是大画幅相机、全画幅单反还是家用DC，其高度、宽度都在一定范围限制内，再结合人们平时手持相机照相的手部姿势，不难发现这个高度要结合手部拇指和食指张开宽度尺寸和拇指与其余手指的弯曲度来进行合适的设计，如果数码相机
7、的高度和厚度设计的太大，则手指则需要要施力增大两者之前宽度以托稳相机，因此人在长时间照相的同时手部肌肉是一直处在拉伸紧张的状态，则极易产生疲劳和引发手部疾患；但若相机高度和厚度尺寸设计过小，则手持相机人不能处于自然且舒适的状态，同样易产生疲劳，人对手部的控制也就不能稳定。人机学在相机的宽度的设计上同样有一定的应用，数码相机的宽度决定了人们在照相时两臂的状态，过宽或者过短都会使两臂的距离不当从而肌肉负荷更大，降低舒适性。左侧（图一） 下侧（图二）（图三）（图四） 同样家用DC、和专业相机在整体规格上也有各自的特点，家用DC通常是机型比较小巧方便，而专用的机型相对要复杂一点，从人机学的角度来考虑，
8、因为家庭用户外出旅游或者是参加聚会的时候，携带外型小巧的DC会比较方便，然而专业相机则对图片的质量又严格的要求，因此与DC的原理、构造不同，但它的设计也是在考虑了人机和谐因素的。可以看出，人机学中对人的携带难易、人体尺寸、人手部解剖学的研究在照相机整体尺寸规格上的应用对人-机系统的优化有很大的作用，是相机发展中的重要人机学因素。 二照相机发展中人机学材质选择上的因素 目前，市场上现有照相机的机身材质可大致分为塑料和金属两大类。从人机学角度来分析，相比木质和金属机械式的老式相机的材料而言，老式照相机的材料给使用者带来一种沉重感和不便。而目前的新型材质多为ABS工程塑料或者时尚一些的铝镁合金两种，
9、在质感和强度方面有很大加强，但是最大的人机功效是很大程度上减轻了数码相机的重量，这就是近年来许多品牌不断研发新型材料的动力，显而易见人们对与产品使用的舒适度和方便度的要求越来越高，而人机学在对人机系统的研究时提出了这些要求，因此设计产品时若不应用人机学的知识将会设计出逆市场与社会发展要求的失败之作。三、照相机发展中新技术上的人机学因素（1）从玻璃底片到胶卷再到数字早期相机使用的成像技术是通过小孔成像理论，将景物反射的光线投射到涂有感光涂料的玻璃板上，从而使感光涂料曝光而成像。而这样的玻璃板又大又重，造价昂贵。相机发展到中后期，伊斯特曼发明了胶片，通过硝酸纤维素或三乙酸纤维素作为片基，将感光涂料
10、涂在这种片基上，形成了胶卷。既方便大量携带，还降低了成本。到了现代出现了数码成像，使照片数字化，不但省去了携带环节、省去了成本，还可以使照片长时间保存，而且使后期、暗房环节转嫁到了电脑等设备上，简单方便。在照片的载体的发展中，随着科学的进步，使人机学在照相机的发展中体现的淋漓尽致。从昂贵、笨重到廉价、轻便再到虚拟，使人在操作中变得轻松自如。（2）从手动对焦到自动对焦老式照相机的对焦方式是手动对焦，顾名思义，手动对焦就是通过手工转动对焦环来调节相机镜头从而使拍摄出来的照片清晰的一种对焦方式，这种方式很大程度上面依赖人眼对对焦屏上的影像的判别以及拍摄者的熟练程度甚至拍摄者的视力。早期的单镜反光相机
11、与旁轴相机基本都是使用手动对焦来完成调焦操作的。到了现代的数码相机，出现了机身马达和镜头马达，利用物体光反射的原理,将反射的光被相机上的传感器接受，通过计算机处理，带动电动对焦装置进行对焦。在照相机对焦方式的发展中，从操作麻烦、误差大到自动操作、误差小，充分体现了人机学在其中的重要性。（3）快门速度的不断提升因为一般拍摄照片时，使用者必须在无支撑物的情况下长时间抬起双臂难免会造成手臂的颤抖，再者由于体内血液的流动人的双手不可能保持绝对静止，以致于影响拍照效果。特别是数码相机对震动非常很敏感，在曝光过程中及时轻微的晃动相机都会产生模糊的照片，尤其是在使用长焦端时这种情况更加明显。因此照相机的设计
12、者们不断研发改进相机快门速度的技术，以致大幅度提高相机的快门速度。四、照相机发展中人机学结构安排上的因素 机身的一般构成有：快门按钮，模式拨盘，闪光灯，取景窗，取景器，LCD液晶屏幕和一些菜单或控制按钮。 先讨论相机上方的装置位置安排中应用到的人机学问题：快门按钮，一般是相机的右上方最边缘的一个按钮，这样的位置安排包含了很大的人机学应用在其中。人机学一个重要原则就是动作经济原则再结合运动准确原则、盲点定位运动研究，快门按钮因为使用频率很大，所以只有安排在这个位置时右手食指才能最快捷和准确的进行动作操作，而且很好的实现了动作经济原则，即使在黑夜或者光线昏暗的环境下也能更准确的执行正确动作。模式拨
13、盘，因为可供选择的模式有多种，且为常用装置，就人机学研究而言，设计为拨盘的形式能更方便的转换模式，又因为是多个同类型的功能，如果过改成按钮或者LCD界面调节形式将会大大复杂使用者的操作过程，且拨盘安在相机最上方，盘上能标记相应模式的标图，使拍照者按照图标快速拨到要改变的模式，在拍照的过程中也易于对比不同的模式的拍照效果，这样设计使手的运动能达到最灵活、准确的效果。再来看相机背面的装置位置安排，调查众多品牌的结构安排按钮和LCD液晶屏幕的位置关系都大同小异，普遍是控制、菜单和开关按钮位于右边位置，LCD液晶显示屏处于左边位置。这应用了人机学中动作习惯性和准确性，在人机学的研究统计中，在同一姿势时
14、重复某动作，大多数人的右手比左手要灵活和准确。因此，在人们手持相机调节设置或者观察相片时，把按键设置在右方比左方更合理，拇指操作时精确有效。五、照相机发展中人机学人机界面中的因素 人机系统一旦建立，人机界面便随之形成。人机学在人机的信息界面设计上有很系统的研究，相机中的LCD液晶屏幕就是属于人机学所研究的人机信息界面中视觉信息显示设计中的荧光屏，所以数码相机的LCD液晶屏幕一般都应用了人机学中荧光屏设计中的研究，例如：荧光屏的显示特征，目标亮度，目标运动速度，目标的形状、大小和颜色，目标于背景的关系、屏面等。这样的应用使人在人机系统中通过信息显示器获得关于机械的信息之后，能更好的利用效应器官操
15、纵控制器，通过控制器调整和改变机器系统的工作状态，按人预定的目标工作。 在粗略的讨论了人机学在数码相机人-机系统中几个方面的应用后，再来论述人机学在数码相机人-机-环境系统中的应用。 由于数码相机的越发广泛的普及，部分原因取决于如今的数码相机适用的环境场合越来越多，这样就同样会接触到人机学中研究的人与环境的界面设计。就研究可知道，根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应度，可把人的作业环境分为四个区域：1.最舒适区；2.舒适区；3.不舒适区；4.不能忍受区。最佳方案是创造一种人体舒适而又有利于工作的环境条件。就数码相机而言，在不同的环境条件下需要有解决相应环境给照相带来的缺陷的设置，来创造有
16、利于照相的环境条件，就这一问题，如今的数码相机都给予了令人满意的完善，例如：在强光的环境时，可以调节模式拨盘装换成强光模式，或者调节外接滤镜调节自己想要的效果；在昏暗的环境时，同样可以调节模式拨盘，或者打开闪光灯，又或者使用白平衡控制来调节画质；在阴雨天时，可使用滤镜；相机中同样出现了“预置场景“的功能来对应环境改变相机的适应环境能力。举例中可发现人机学在对人-机-环境的研究对数码相机的功能发展是举足轻重的。在人机学的研究中同样提到：在生产实践中，由于技术、经济等各种原因，舒适的环境条件优势是难以充分保证的，于是只有降低要求，在条件允许的情况下创造基本不影响工作效率的条件。因此，虽然数码相机可在多种环境下发挥优良的效果，但是总会遇到数码相机也无法有效应对的环境，这样相机设置只有尽量适应，譬如在强光下使用者不能看清LCD显示屏，期待在不久的将来即将推出解决这一问题的
