第5章 人机信息界面设计(显示装置)

5．1 概 述
5．1．1 人机工程学名称及定义 人机工程学是研究“人一机(泛指人造的物品)一环境”的一 门交叉性学科。在我国，由于资料来源及研究、应用的侧 重点不同，所以译名也不尽相同，如把美国的“Human Engineering”译为“人类工程学”或“人体工程学”；原 苏联及东欧国家的“Engineering Psychology”一般译为 “工程心理学”；日本的相应学科译为“人间工学”等。 目前国际上较为通用的名称是采用西欧各国的命名 “Ergonomics”，这个单词是1950年1月14日在英国剑桥 大学召开的一次会议上，由世界各国著名学者共同创造的， 它是由希腊语中的两个词根“Ergon”(工作、出力)和 “Nomics”(规律、正常化)构成的。这个词的基本含义是 “工作规律”或“出力正常化”，所以在我国也有将该学 科定名为“人类工效学”或“工效学”。本书将这一学科 定名为“人机工程学”(简称人机学)。目前，“人机工程 学”术语已被我国广大科技工作者所接受，并成为工程技 术界较为通用的名称。
5．1 概 述
4)综合因素 综合因素主要应考虑以下几方面情况： ①人机间的配合与分工(也称人机功能分配) 人机功 能分配，应全面综合考虑人与机的特征及机能， 使之扬长避短，合理配合，充分发挥人机系统的 综合使用效能。表5．1列出人与机的特征机能比 较，可供设计时选用参考。 根据列表分析比较可知，人机合理分工为：凡是笨 重的、快速的、精细的、规律的、单调的、高阶 运算的、操作复杂的工作，适合于机器承担；而 对机器系统的设计、维修、监控、故障处理，以 及程序和指令的安排等，则适合于人来承担。
5．1 概 述
②人机信息传递 是指人通过执行器官(手、脚、口、 身等)向机器发出指令信息，并通过感觉器官(眼、 耳、鼻、舌、身等)接受机器反馈信息。担负人机 信息传递的中介区域称之为“人机界面。 由图我们不难看出，人机界面至少有三种。即操纵 系统人机界面、显示系统人机界面和环境系统人 机界面。目的是使人与机器的信息传递达到最佳， 使人机系统的综合效能达到最高。

设计的图形和符号要反映客体的 特征。 高度概括、简练、生动的形象
图形符号应具有明显的轮廓线， 并与背景有较大反差，使图形突 出显示于背景之上；闭合的图形 能加强知觉过程；有外框包裹的 图形更具有整体性。
在设计时往往沿用或借鉴一些约 定俗成的图形符号，有助于用户 快速、准确地认知和反应。
汽车仪表指示标识设计
模拟显示器
模拟显示器设计要素 表盘设计——开窗式、圆形式、半圆形式、水平直线式、垂直直线式
模拟显示器
刻度设计——仪表的刻度包括仪表盘上两最小刻度标记间的距离和刻 度标记，在设计中应注意量表划分、刻度间距、刻度标记等因素。
模拟显示器设计要素 指针设计——指针用以指示仪表盘上的刻度标记，供人读 数或显示状态。
显示屏显示设计涉及的问题
显示屏设计
(1)屏面大小——屏面大小与视距和显示目标的大小有关，一般 视距的范围为500～700mm，此时屏面与眼形成不小于30°视 角为宜。
(2)目标亮度——一般认为，只要保持足够的亮度对比度，显示 器上的目标亮度只要达到65cd/m²(黑白电视机荧光屏亮度为 120cd/m²左右，彩色电视机荧光屏亮度为80cd/m²左右)，即可 基本满足阅读的需要。
信息显示 设计概述
不同感官通道的信息显示器比较
视觉显示设计
字符与图形设计
字符设计——简洁的字体比花体字易认，正体字比斜体字易认， 细字体比粗字体易认，笔画均匀的字体比粗细变化的字体易认， 大写字母比小写字母易认，方形和高矩形的字体比扁宽的字体易 认，横向排列的字体比纵向排列的字体易认。
字符的适宜尺寸计算公式：H=0.056D+K1+K2
人机界面的分类 工具类界面——研究如何使工具与人体形态功能、

3. 一致性原则 应使显示器的指针运动方向与机器本身或其控制 器的运动方向一致。 4. 排列性原则 关于显示器的装配位置或几种显示器的位置排列 也需认真考虑， 其位置排列应是： 1) 最常用的和最主要的显示器尽可能安排在视野 中心3°范围之内， 因为在这一视野范围内， 人的视 觉效率最优， 也最能引起人的注意。
③字符设计：字体、字高宽比、笔划宽度、呈现时间、照明 水平、字符与背景的对比度
(5)显示兼容性要求 概念兼容性 “红色”一般与危险、停止、喜庆等概念相联系。
(6)影响视觉显示质量的因素 ① 视觉目标的刺激强度 ② 亮度对比度
③ 分辨率对CRT显示质量的影响
控制器设计
(1)控制器的分类 ①根据操作部位 手控制器、足控制器、言语控制器 ②根据输入信息的特点 离散位选控制器、连续调节控制器 ③根据运动方式 平移动式控制器、旋转式控制器
人机界面设计
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人机界面设计
人机界面设计：对显示器、控制器以及它们之间的关系进行 设计，使人机界面符合人机信息交流的规律和特性。其设 计依据始终是系统中的人。
中 枢果
显 示 器 控 制 器
机
作业
体
环境
人机界面三要素基本模型
仪表显示器的空间特性设计要求 ①显示器的位置安排 （1）观察角度：最佳观察角度为水平视线下偏15度。 （2）视觉作业区：人眼对视野不同区域的察觉和辨认能力 不同。 （3）显示器的空间排列：遵循重要性、使用频次、功能和 使用顺序原则。 ②显示器各元素的尺寸及配置 刻度标记、刻度间距、指针、读数、颜色匹配等。
清晰的配色
顺序 底色 被衬色 1 黑 黄 2 黄 黑 3 黑 白 4 紫 黄 5 紫 白 6 蓝 白 7 绿 白 8 白 黑 9 黑 绿 10 黄 蓝

系统键盘和鼠标
系统屏幕
书籍对象
读者 1：查询关键字
4：显示符合条件的图书 5：选中要借阅的图书
8：显示消息，等待确认 9：确认借阅
2：查找图书 3：返回
6：验证用户信息 7：返回：OK
10：创建借阅信息
11：显示借阅成功
读者对象
借阅对象
协作图着重显示了某个用户行为中各个系统元素之 间的关系，而不再重点强调各个步骤的时间顺序。
◦ 专家型用户：对需要计算机完成的工作任务和计算机系统都很精通 的，通常是计算机专业用户，称为专家型用户。
计算机和领域经验对易于学习和易于使用的影响
计算机专家
侧重于易于使 用
领域专家
计算机经验
侧重于易于学 习
领域经验
用户的观察和分析
◦ 情境访谈（Contextual Interviews）
走进用户的现实环境，尽量了解你的用户的工作方式、生活 环境等情况。
情节分析（scenario analysis）是对故事所反映的
交互任务的理性分析，分离出故事中所描述的角色 、目标、环境、步骤、策略、感情等诸方面的因素 。
Gould、Boies和Lewis于1991年提出了以用户为 中心设计的四个重要原则。
◦ 及早以用户为中心：设计人员应当在设计过程的早期就致力于了解 用户的需要。
顺序图描述了完成一个任务的典型步骤；它可以按 照交互任务发生的时间顺序，把用例表达的需求转 化为进一步、更加正式层次的精细表达；用例常常 被细化为一个或更多的顺序图。
顺序图是将交互关系表示为一个二维图。 纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸。 横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色。
类元角色用生命线表示。当对象存在时，角色用一条虚线表示，当对 象的过程处于激活状态时，生命线是一个双道线