人机工程学显示装置与视觉传达ppt课件.pptx
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1、,人 机 工 程 学,孙伦 温州商学院艺术设计学院,第五章 显示装置与视觉传达,1、人的感知特征2、显示装饰的类型、设计与布置3、信号显示4、视觉传达与人机学,第一节 人的感知特征,第一节 人的感知特征,一、感觉器官与感觉类型,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,基本特征:,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
2、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,感觉,第一节 人的感知特征,一、感觉器官与感觉类型,作用于人感觉器官的外界物理量在心理学中称为刺激。,1人体的主要感觉器官与感觉类型,第一节 人的感知特征,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,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。,第一节 人的感知特征,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,第一节
3、人的感知特征,一、感觉器官与感觉类型,2人的感知响应过程,第一节 人的感知特征,二、视觉器官与视觉机制,1视觉器官眼睛的构造,第一节 人的感知特征,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:角膜;前房;虹膜;晶状体;玻璃体;视网膜。,眼球壁从外向里依次为:外膜;中膜;内膜,即视网膜。,眼球周围还有6块肌肉可使眼球转动。,第一节 人的感知特征,二、视觉器官与视觉机制,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。,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
4、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。,第一节 人的感知特征,二、视觉器官与视觉机制,2视觉机制,3视觉系统,眼睛、视神经和视觉中枢组成了视觉系统。两眼视神经交叉交迭,分左、右两支到达大脑而使人获立体感。,第一节 人的感知特征,二、视觉器官与视觉机制,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 头部和两眼放松状态,水平视线下2535的视线。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,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
5、。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,在铅垂面内,水平线下的视野大于水平面上的视野。,1视野,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,正常视线 头部和两眼放松状态,水平视线下2535的视线。,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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,1视野,(3)观察视
6、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视野,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,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。,第一节 人的感知特征,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
7、。 中心视区很小,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 “巡视”。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(一)视野及视区,2视区,1视角与视距,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(二)视角及视敏度,视距是指人在工作过程中正常的观察距离。一般操作的视距范围:380760mm,560mm处适宜;380mm引起目眩;760mm细节看不清;观察时头部转动左右不宜超过45;上下不宜超过30,1视角与视距,D为物体的尺寸, L为视距,为视角,三者关系是:,D(/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、
8、视觉传达的文字等都需要用到这个公式。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(二)视角及视敏度,临界视角 眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。视敏度 临界视角(以分为单位)的倒数,即 视敏度1/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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(二)视角及视敏度,2 .视敏度,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),第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(
9、三)明暗适应,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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(四)目光巡视特性(视觉运动特性),第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(五)视觉现象,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(五)视觉现象,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(五)视觉现象,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(五)视觉现象,视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。,第一节 人的感知特
10、征,三、人的视觉特性,(六)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。,第一节 人的感知特征,三、人的视觉特性,(五)视错觉,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。,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、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。,第一节 人的感知特征,四、人的听觉特性,(一)人耳的听觉范围,听觉的频率和声压级范围,第一节 人的感知特征,四、人的听觉特性,(一)人耳的听觉范围,
11、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。,第一节 人的感知特征,四、人的听觉特性,(二)方向敏感性,听觉方向敏感性(右耳)与频率的关系,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,对听觉传达和语言通讯的设计关系甚大。,第一节 人的感知特征,四、人的听觉特性,(三)遮蔽效应,第二节 显示装置的类型、设计与布置,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。,显示装置有:视觉、听
12、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。,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,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。,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,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,显示仪表的常见类型有:刻度指针式仪表和数字式显示仪
13、表。,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,表4-3 刻度指针式仪表与数字式仪表的性能对比,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)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,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,几种仪表刻度盘的形式与误读率,(一)仪表刻度盘,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,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 (2.5
14、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。刻度盘外轮廓尺寸D与视距L的关系如下:,D(L/23)(L/11) 。,即刻度盘外轮廓尺寸宜在视距L的(1/231/11)间选取。,(一)仪表刻度盘,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,刻度盘最小尺寸、标记数量与视距的关系,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。,(一)仪表刻度盘,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,仪表盘上的数码与字符标注因素有:尺寸大小;字符宽高比和笔画粗细;字体选择;数码、字符主体色与背景色的搭配等。,(二)数
15、码与字符,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,中等光照及通常条件下,D L/250。,(二)数码与字符,第二节 显示装置的类型、设计与布置,二、显示仪表设计的人机学因素,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,1刻度标值,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(三)刻度及刻度线,二、显示仪表设计的人机学因素,2刻度间距,刻度太小,分辨困难;过大,则认读速度降低。,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(三)刻度及刻度线,二、显示仪表设计的人机学因素,刻度线 长度与视距的关系,3刻度线,短、中、长三级刻度线的宽度、长度示例见图4
16、-22 、图4-23。,图4-20 三级长度的刻度线 图4-21 三级刻度线的宽度长度,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(三)刻度及刻度线,二、显示仪表设计的人机学因素,1指针与盘面,指针形状应有鲜明的指向性。,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(四)有关仪表结构因素的举例,二、显示仪表设计的人机学因素,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。,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(四)有关仪表结构因素的举例,二、显示仪表设计的人机学因素,2. 盘面结构与字符数码的立位,字符与数码的上下朝向称为立位。立位的选择与指针盘面的相对运动有关。,刻度盘结构与字符数码的
17、立位,两种情况,左图、右图,哪个合理?,第二节 显示装置的类型、设计与布置,(四)有关仪表结构因素的举例,二、显示仪表设计的人机学因素,一般原则如下:,所在平面与人的正常视线接近垂直。,第二节 显示装置的类型、设计与布置,三、显示仪表的布置,布置应紧凑,按重要性和观视频度分别布置在合适的视区内。,a)仪表板的尺寸(mm)与分区:最佳认读区,一般认读区,b)不同区域的正确认读时间:1认读右半部,2认读左半部,第二节 显示装置的类型、设计与布置,三、显示仪表的布置,显示装置较多时,仪表板改为弧围或折弯形。,a)弧围形 b)折弯形,第二节 显示装置的类型、设计与布置,三、显示仪表的布置,第二节 显示
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