4、人体感知与显示装置

第1、一人节的感人知的特感征知特征
四、人的听觉特性
（二）方向敏感性
两耳听觉的微小差异，使人辨别声音方向，称为“双耳效应”。 频率越高，声波波长越短，辨别声音方向越容易。
听觉方向敏感性（右耳）与频率的关系
第1、一人节的感人知的特感征知特征
四、人的听觉特性
（三）遮蔽效应
• 一个声音（主体声）被另一个声音（遮蔽声）掩盖的现象，称为遮蔽。 • 遮蔽的效应，与遮蔽声、主体声的相对频率和相对强度有关，对听觉
1．视觉器官——眼睛的构造
在人的整个认知世界中，大约有80%的信息是通过视觉系统来获得的。光照射于物 体，再反射入人的眼睛，在视网膜上成像，形成人对物体的视觉。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
二、视觉器官与视觉机制
2．视觉机制
可见光在电磁波频谱中只占很小的范围。 视网膜内壁上有视杆细胞和视锥细胞，功能互相不同。 人眼能“即时”看清的区域很小。 眼球转动依次看清较大范围叫目光的巡视。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
1．视野
亦称视场，基本定义是：头部和眼睛在规定的条件下，人眼可观察到 的水平面与铅垂面内的空间范围。分为直接视野、眼动视野和观察视野。
在铅垂面内，水平线下的视野大于水平面上的视野。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
3．刻度线
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （四）有关仪表结构因素的举例
1．指针与盘面
指针形状应有鲜明的指向性。
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （四）有关仪表结构因素的举例
1．指针与盘面
为避免读数误差，指针旋转平面与刻度线盘面在同一平面上。
2、显示装置的类型
一、显示装置的类型与性能特点
显示装置有：视觉、听觉、触觉显示装置。 视觉显示应用最广，听觉显示次之，触觉显示只用于辅助显示。
视觉显示的优点：能传示数字、文字、图形图表、公式等复杂信息， 便于延时保留和储存，受环境干扰小。
听觉显示的优点：即时性警示性强，能向所有方向传示且不易受到 阻隔，但与环境间的相互干扰较大。
人机 工程
学
孙 伦 温州商学院
人体感知与显示装置
1、人的感知特征 2、显示装置的类型 3、显示装置设计与布置 4、信号显示（自学） 5、视觉传达与人机学（自学）
人体感知与显示装置
1、人的感知特征 2、显示装置的类型 3、显示装置设计与布置 4、信号显示（自学） 5、视觉传达与人机学（自学）
1、人的感知特征
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
一、显示装置的类型与性能特点
表4-3 刻度指针式仪表与数字式仪表的性能对比
对比内容 刻度指针式仪表
数字式仪表
信息 跟踪调节
① 读数不够快捷准确 ② 显示形象化、直观，能
反映显示值在全量程范 围内所处的位置 ③形象化地显示动态信息的 变化趋势
不好读，但变化直观
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区 2．视区
按辨认清晰度和速度，分4个。 中心视区很小，在水平和铅垂两个方向上都只有1.5°～3°。 要看清更大的范围靠目光的 “巡视”。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（二）视角及视敏度 1．视角与视距
视距是指人在工作过程中正常的观察距离。
• 影响听觉的因素有声波的频率和强度。 • 常用声压级（dB，分贝）度量声波强度。
• 听觉能感受的最弱、最强限值为听阈、痛阈。
• 成年人能感受的频率为20～20 000Hz； 最敏感的是1000～3000Hz， 人们讲话的频率基本在此范围内。
• 除个体差异外，影响听觉的因素主要是年龄。年龄增大， 对高频声波的感受衰减。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
二、视觉器官与视觉机制
1．视觉器官——眼睛的构造
前后依次为：①角膜；②前房；③虹膜；④ 晶状体；⑤玻璃体；⑥视网膜。 眼球壁从外向里依次为：①外膜；②中膜； ③内膜，即视网膜。 眼球周围还有6块肌肉可使眼球转动。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
二、视觉器官与视觉机制
中等光照及通常条件下，D ≈L/250。
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素
（三）刻度及刻度线
1．刻度标值
只在长刻度线上标注整数，按左到右、从到下，顺时针方向递增。
a）适宜
b）不适宜
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （三）刻度及刻度线
D＝（L/23）～（L/11） 。 1 °=60分， D＝（α/3438）L
仪表盘外边缘的宽窄、颜色深浅，以能“拢”住视线，又不过 于“抢眼”、不干扰认读为佳。
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （二）数码与字符
仪表盘上的数码与字符标注因素有： ①尺寸大小； ②字符宽高比和笔画粗细； ③字体选择； ④数码、字符主体色与背景色的搭配等。
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
一、显示装置的类型与性能特点 （一）仪表刻度盘
形状及尺寸 刻度标准 数字标准 指针标准
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （一）仪表刻度盘 1．仪表刻度盘的形式
a）开窗式 b）半圆形 c）圆形 d）水平直线形 e）铅垂直线形 f）、g）、h）非整圆形
① 难以完成很精确的调节 ② 跟踪调节较为得心应手
① 认读简单、迅速、准确 ② 不能反映显示值在全量程
范围内所处的位置 ③ 反映动态信息的变化趋势
不直观
好读数，但变化不直观
① 能进行精确的调节控制 ② 跟踪调节困难
其他
① 易受冲击和振动的影响
② 占用面积较大，要求照 明条件
占用面积小，常不需另设照 明
（一）视野及视区
1．视野
正常视线 头部和两眼放松状态，水平视线下25°～35°的视线。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
1．视野
（1）直接视野 当头部和两眼静止不动时，人眼可观察到的水平 面与铅垂面内的空间范围。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （一）仪表刻度盘 1．仪表刻度盘的形式
几种仪表刻度盘的形式与误读率
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （一）仪表刻度盘 2．仪表刻度盘的尺寸
在基本保证清晰分辨刻度条件下，宜选取较小的直径。 刻度盘外轮廓对应的视角，一般 α＝（2.5°～5°）。 同时考虑刻度线的数量、光照条件、空间限制等因素的影响。
适宜 刺激
痛阈
余觉
人 感觉器官
适宜刺激：感觉器官能对某一种特定的能量形式做出有效反应 感觉适应：感觉器官持续刺激一段时间后，感觉会逐渐减少甚 至消失 感觉阈限：指能被感觉器官所感受的刺激强度范围 感觉对比：指同一感受器官接受不同刺激使感受性繁盛变化的 现象 感觉补偿：某种感受信息的通道被抑制时，其他系统感受信息 能力加强 余觉 ：刺激取消以后，感觉还可以存在一段极短的时间
一、感觉器官与感觉类型
感觉 定义：感觉是指人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。
一种简单而又最基本的心理活动
分类
外部感觉 （视觉、味觉、听觉、嗅觉、肤觉） 内部感觉 （运动觉、平衡觉等）
1、人的感知特征
一、感觉器官与感觉类型
在心理学中作用于人感觉器官的外界物理量。
刺激
…… ……
刺激 阈限
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
1．视野
色觉视野（色视野）： 在同一光照条件下，人眼在不同颜色刺激下的色觉视野是不 同的。人眼对白色视野最大，对黄、蓝、红色依次减小，而 对绿色视野最小。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
2．视区
视野内包含很多大部分人眼睛“余光”所及，仅能感到物体的存 在，但看不清。因此对于显示设计，更为重要的是人眼能清晰分辨、 快速看清的范围，这就是视区。
舌头
某些被唾液溶解的物质
甜、咸、酸、苦、辣等
皮肤及皮下组织 温度、湿度、对皮肤的触压、冷热、干湿、触压、疼、
某些物质对皮肤的作用
光滑或粗糙等
半规管
肌体的直线加速度、旋转加 人体的旋转、直线加速度
速度
肌体神经及关节 肌体的转动、移动和位置变 人体的运动、姿势、重力
化
等
视觉信息在外界刺激中比例最大，听觉次之，皮肤觉（温度、触压、干湿） 再次之。显示装置也有这几种刺激类型。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
一、感觉器官与感觉类型
2．人的感知响应过程
人接受外界信息（刺激）而作出反应的 过程称为感知响应过程。
感觉器官 传入神经
大脑皮层
传出神经 运动器官
图4-1 人的感知响应过程与人机系统
Baidu Nhomakorabea
第1、一人节的感人知的特感征知特征
二、视觉器官与视觉机制
1．视觉器官——眼睛的构造
1．视野
（2）眼动视野 头部保持在固定位置，眼睛为了注视目标而移动 时，能依次注视到的水平面与铅垂面内的空间范围。又分单眼和双 眼眼动视野。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（一）视野及视区
1．视野
（3）观察视野 保持身体在固定位置，头部与眼睛转动注视目标 时，能依次注视到的水平面与铅垂面内的空间范围。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
一、感觉器官与感觉类型
1．人体的主要感觉器官与感觉类型
感觉 类型 视觉 听觉 嗅觉 味觉 皮肤觉
平衡觉
运动觉
感觉器官
刺激类型
感觉、识别的信息
眼睛
一定频率范围的电磁波
形状、位置、色彩、明暗
耳朵
一定频率范围的声波
声音的强弱、高低、音色
鼻子
某些挥发或飞散的物质微粒 香、臭、酸、焦等
视敏度＝1/临界视角（以分为单位）
正常眼能分辨两点的最小视角约为 1 分角（圆周为 360度，1分角即为 1/60度）。在最合适的条件下，最小 视角可达0.5分角。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（三）明暗适应
人眼从看亮物体到能看清暗物体的过程称为暗适应； 反之为明适应。 在反复且较大强度的明、暗适应中，易发生观察错误， 使眼睛疲劳甚至伤害。（白天开车进隧道、夜间开车远近光灯）
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素 （四）有关仪表结构因素的举例
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
一、显示装置的类型与性能特点
显示装置按形式可分为： 仪表显示 信号显示（信号灯、听觉信号、触觉信号） 荧光屏显示等。
第2、二显节示装显置示的装类置型的类型、设计与布置
一、显示装置的类型与性能特点 显示仪表的常见类型有：刻度指针式仪表和数字式显示仪表。
传达和语言通讯的设计关系甚大。
人机 工程
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人体感知与显示装置
1、人的感知特征 2、显示装置的类型 3、显示装置设计与布置 4、信号显示（自学） 5、视觉传达与人机学（自学）
2、显示装置的类型
一、显示装置的类型与性能特点
显示是有目的的信息传递。
显示设计的基本要求是 将信息分配给合适的信息通道，使之顺利通过人机界面。 兼顾传递信息能产生情感或审美上的愉悦。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（四）目光巡视特性（视觉运动特性）
①习惯方向 水平：左→右； 铅垂：上→下； 旋转：顺时针。 运动为跳跃如袋鼠、而非如蛇行。
②水平运动快于铅垂方向，且不易疲劳； 水平方向上尺寸与比例的估测较准确。
③两眼同时注视一处，设计应依据双眼视野。
④对不同区域的视觉感知快慢不同。
D为物体的尺寸， L为视距，α为视角，三者关系是：
D＝（α/3438）L 。
一个物体能否看清，不仅取决于物体的尺寸本身，还取决 于对应的视角。仪表的直径、仪表刻度的间距、视觉传达的文 字等都需要用到这个公式。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（二）视角及视敏度 2 .视敏度
临界视角是指眼分辨物体细微结构的最大能力。 眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（五）视错觉
视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
三、人的视觉特性
（五）视错觉
设计中有时要避免视错觉的发生，有时又利用视错觉来达到一定目标。
第1、一人节的感人知的特感征知特征
四、人的听觉特性
（一）人耳的听觉范围