人机工程学显示装置.pptx
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1、表4-1 人的感觉类型与感觉器官感觉类型感觉器官刺激类型感觉、识别的信息视觉眼睛一定频率范围的电磁波 形状、位置、色彩、明暗听觉耳朵一定频率范围的声波声音的强弱、高低、音色嗅觉鼻子某些挥发或飞散的物质微粒香、臭、酸、焦等味觉舌头某些被唾液溶解的物质 甜、咸、酸、苦、辣等皮肤觉 皮肤及皮下组织温度、湿度、对皮肤的触压、某些物质对皮肤的作用冷热、干湿、触压、疼、光滑或粗糙等平衡觉 半规管肌体的直线加速度、旋转加速度人体的旋转、直线加速度运动觉 肌体神经及关节肌体的转动、移动和位置变化人体的运动、姿势、重力等1 视觉信息在外界刺激中比例最大,听觉次之,皮肤觉(温度、视觉信息在外界刺激中比例最大,听觉
2、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。触压、干湿)再次之。显示装置也有这几种刺激类型。2人的感知响应过程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。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。感知响应过程:感知响应过程:感觉器官感觉器官 传入神经传入神经 大脑皮层大脑皮层 传出神经传出神经 运动器官。运动器官。2图图4-1 人的感知响应过程与人机系统人的感知响应过程与人机系统二、视觉器官与视觉机制二、视觉器官与视觉机制1视觉器官视觉器官眼睛的构造眼睛的构造图4-2 眼球的构造4前后依次为前后依次为:角膜;角膜;前房;前房;虹
3、膜;虹膜;晶状体;晶状体;玻璃体;玻璃体;视网膜视网膜。眼球壁从外向里依次为眼球壁从外向里依次为:外膜;外膜;中膜;中膜;内膜,内膜,即视网膜。视网膜。眼球周围还有眼球周围还有6 6块肌肉可使眼球转动。块肌肉可使眼球转动。52 2视觉机制视觉机制可见光在电磁波频谱中只占很小的范围。可见光在电磁波频谱中只占很小的范围。图图4-3 电磁波电磁波频谱中的可见光频谱中的可见光视网膜内壁上有视杆细胞和视锥细胞,功能互相不同。视网膜内壁上有视杆细胞和视锥细胞,功能互相不同。人眼能人眼能“即时即时”看清的区域很小。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。眼球转动依次看清较大范围叫目光的巡视。3
4、 3视觉系统视觉系统 眼睛、视神经和视觉眼睛、视神经和视觉中枢组成了视觉系统。中枢组成了视觉系统。两眼视神经交叉交两眼视神经交叉交迭,分左、右两支到达迭,分左、右两支到达大脑而使人获立体感。大脑而使人获立体感。62 2视觉机制视觉机制可见光在电磁波频谱中只占很小的范围。图4-3 电磁波频谱中的可见光视网膜内壁上有视杆细胞视杆细胞和视锥细胞视锥细胞,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目光的巡视。7三、人的视觉特性三、人的视觉特性(一)视野及视区(一)视野及视区 亦称视场视场,基本定义是:头部和眼睛在规定的条件下,人眼头部和眼睛在规定的条件下,人眼可观
5、察到的水平面与铅垂面内的空间范围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。(1)直接视野直接视野 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。(2)眼动视野眼动视野 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。(3)观察视野观察视野 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。1 1视野视野8 在铅垂面内,水平线下的视野大于水平面上的视野。(4)正常视线正常视线 头部和两眼放松状态,水平视线下2535的视线。9图4-4 正常视线 图
6、4-5 最佳的直接视野10 图4-6 最佳的眼动视野 图4-7 最佳的观察视野11色觉视野(色视野)色觉视野(色视野):白色最大,黄色、蓝色,红色依次递减,绿色视野最小。图4-8 色视野122 2视区视区 按辨认清晰度和速度,分按辨认清晰度和速度,分4 4个。个。表表4-2 不同视区的空间范围及辨认效果不同视区的空间范围及辨认效果中心视区很小中心视区很小,在水平和铅垂两个方向上都只有,在水平和铅垂两个方向上都只有1.53。要看清更大的范围靠目光的要看清更大的范围靠目光的 “巡视巡视”。13(二)视角及视敏度(二)视角及视敏度1 1视角与视距视角与视距 D为物体的尺寸,L为视距视距,为视角,视角
7、,三者关系是:图4-9 视距与视角D D(/3438/3438)L L。上式中,视角的单位是“分”:1(1/60)。142.视敏度视敏度 临界视角临界视角 眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。视敏度视敏度 临界视角(以分为单位)的倒数,即 视敏度视敏度1/1/临界视角临界视角 (临界视角单位:分)规定照度下,视距L5000mm,用白底黑环的“缺口圆环视标”测试,所得视敏度称为视力视力。15图中图中 D1.5mm,代入上,代入上式,式,1.5(/3438/3438)50005000,1。其视敏度即人的其视敏度即人的 视力视力1/1。图4-10 缺口圆环视标(三)明暗适应(三)明暗适应人眼从看亮物
8、体到能看清暗物体的过程称为暗适应暗适应;反之为明适应明适应。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。图4-11 暗适应和明适应17(四)目光巡视特性(四)目光巡视特性(视觉运动特性)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。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。两眼同时注视一处,设计应依据双眼视野。对不同区域的视觉感知快慢不同。18(五)视错觉(五)视错觉视错觉有形状错觉、色彩错觉形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉运动错觉。图4-13 视错觉的一些例子19设计中有时要避免视错觉的发生,有时又利用视错觉来
9、达到一定目标。图4-14 视错觉在设计中应用的例子 电子天平和天平(陈慎任 沈熊键 马海波 设计)20 (一)人耳的听觉范围(一)人耳的听觉范围影响听觉的因素有声波的频率频率和强度强度。四、人的听觉特性四、人的听觉特性常用声压级(声压级(dBdB,分贝)度量声波强度,分贝)度量声波强度。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。听觉能感受的最弱、最强限值为听阈听阈、痛阈痛阈。成年人能感受的频率为2020 000Hz;最敏感的是10003000Hz,人们讲话的频率基本在此范围内。21图4-15 听觉的频率和声压级范围听觉能感受的频率和声压级范围见图4-15。(二)方
10、向敏感性(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“双双耳效应耳效应”。22频率越高,声波波长越短,辨别声音方向越容易。右耳的方向敏感性与频率的关系见图4-16。图4-16 听觉方向敏感性(右耳)与频率的关系23(三)遮蔽效应(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。遮蔽的效应遮蔽的效应,与遮蔽声、主体声的相对频率和相对强度有关,对听觉传达和语言通讯的设计关系甚大。第二节 显示装置的类型、设计与布置一、显示装置的类型与性能特点一、显示装置的类型与性能特点显示是有目的的信息传递。显示是有目的的信息传递。显示设计的基本要求显示设计的基本要求是将
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