《显示器设计》PPT课件.ppt

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1、第6章 显示器设计,本章内容,显示器设计概述视觉显示器的设计听觉显示器的设计,第一节 显示器设计概述,信息显示的定义及分类 传统的显示器主要是指生产过程中显示信息的各种仪表，现在的显示器的定义要广得多，任何把信息由机器或环境传递给人的媒介都是显示器。显示器按人接受信息的感觉通道不同可分为：视觉显示器、听觉显示器和触觉显示器等。其中视觉显示器应用的最广泛，听觉显示器次之，触觉显示器只在特殊场合用于辅助显示。,信息显示设计的基本原则 1.显示器所显示的信息应具有较好的可觉察性。2.显示器所显示的信息应具有较好的可辨性。两个信号的相似程度取决于相似特征与不同特征的比率。比如maximum和minim

2、um及max和min，虽然不同的都只是两个字母，但显然前者更容易被混淆。,第一节 显示器设计概述,信息显示设计的基本原则,3.显示符号力求形象化，并与人的习惯相一致。,比如，人们认为温度有高有低，那么温度计就应该设计成垂直方向，水银往上走代表温度的升高；反之，往下走代表温度的降低。电梯的楼层按钮就应该从一楼开始从下往上竖直排列。,信息显示设计的基本原则,（a）好的设计（b）差的设计 图6-1 电梯楼层按钮显示,当楼层太多，一竖排不能容纳所有楼层时，应遵循低楼层按钮在下，高楼层按钮在上的原则，从左到右，从下到上来排列楼层按钮（比如1、2、3层按钮在最下面的第一排，4、5、6层的按钮在从下往上数的

3、第二排等等，如图6-1所示。,信息显示设计的基本原则,4.在一种感觉负担过重时，应改用另一种感觉协助获取信息。,5.使信息显示精度与系统的要求相适应。,6.显示器传递的信息量不宜过多，特别是应减少显示不必要的信息。,7.使获取信息的成本最小化。,8.应考虑到照明、噪声、振动、微气候和空气条件等因素的影响。,仪表显示的设计 一、刻度盘的形式 二、仪表刻度盘的尺寸 三、刻度、刻度线 四、指针设计 五、指针、刻度和表盘的配色,第二节 视觉显示器的设计,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,仪表形式与误读率,刻度线高度,当视距为L时，

4、刻度线最小长度为：长刻度线长度=L/90；中刻度线长度=L/125；短刻度线长度=L/200；,刻度线间距,刻度盘上两个最小刻度标记(如刻度线)之间的距离称为刻度间距，简称刻度。刻度太小，视觉分辨困难；刻度过大，也使认读效率下降。当视距为L时，刻度线间距=L/600。,刻度线间距,刻度线宽度刻度线一般分短、中、长三级。刻度线的宽度一般可在刻度间距的l318的范围内选取。若刻度线的宽度能按短线、中线、长线顺序逐级加粗一些，将有利于快速地正确认读。,三级长度的刻度线,三级刻度线宽度、长度的示例,刻度标数进级和递增方向,标注数值：刻度值的标注数字应取整数，避免小数或分数。每一刻度，对应1个单位值，必

5、要时也可以对应2个或5个单位值，以及它们的l0、100、1000倍。,刻度标数进级和递增方向,递增方向：刻度值的递增方向应与人的视线运动的适宜方向一致，即从左到右、从下到上，或顺时针旋转方向。,刻度标值示例,适宜与不适宜的刻度标值示例 a)适宜 b)不适宜,）,）,刻度直径,圆形仪表的刻度直径与视距和刻度数有关。视距较远或刻度数较多，则必须适当加大仪表直径。默雷尔推荐的圆形仪表最佳直径，如表6-4所示。表中D为仪表刻度直径，I为最大刻度数，仪表最小直径为2.5cm。当视距为6m，刻度数为300时，从表中可查到仪表直径D应为128.6cm。,刻度直径,表6-4 圆形仪表最佳直径（单位：cm）,刻

6、度标数,标注位置：刻度值宜只标注在长刻度线上，一般不在中刻度线上标注，尤其不标注在短刻度线上。最小刻度可不标数，最大刻度必须标数；指针在刻度盘内，如有空间，则标数应在刻度的外侧；指针在刻度盘外，标数应在刻度的内侧；开窗式的窗口应能显示出被指示数字及前后相邻的数字。,刻度的标值示例,好 不好 好 不好,（）（）（）（）,仪表的颜色,清晰的配色,仪表的颜色,模糊的配色,指针设计,宽度：指针针尖宽度应与最短刻度线等宽，不应大于两刻度线间的距离。长度：指针的针尖不要覆盖刻度，一般要离开刻度记号1.6mm左右。颜色：指针的颜色与刻度盘颜色应有鲜明的对比，但与刻度线的颜色应该相同。零点位置：大都在相当于时

7、钟12点或9点的位置上。,指针设计,形状：常用的指针形状如图所示,信号灯显示的设计1、信号灯显示的特点特点：面积小、视距远、醒目、简单明了，但信息负荷有限，信号太多时，形成杂乱或干扰。作用：（1）指示性的（如灯塔、交通信号灯）（2）显示工作状态。如开关指示灯。通常一种信号指示一种状态或情况。,第二节 视觉显示器的设计,信号灯显示的设计,2、信号灯设计信号灯的形状 信号灯的形状应简单、明显，与它所代表的含义应有逻辑上的联系，以便于区别。如用“”表示方向；用“”表示禁止；用“！”表示警觉、危险；用较快的闪光表示快速，用较慢的闪光表示慢速等。,信号灯显示,2、信号灯设计信号灯的颜色 在进行信号灯颜色

8、设计时需要考虑两个问题：1）在一个复杂的人机系统中有多处使用颜色信号灯，相同颜色在意义上应尽量保持一致；2）信号灯颜色的含义应尽可能与人们的日常生活习惯一致。,我国电工成套装置指示灯颜色及其含义,信号灯显示的设计,2、信号灯设计信号灯的亮度最重要 信号灯可察觉亮度随背景亮度而变化，一般能引起人注意的信号灯，其亮度要高于背景亮度的两倍。,信号灯显示,2、信号灯设计信号灯的频率稳光：亮度持续不变的光；闪光：亮度作有规则的起伏变化。闪光有两个明显的作用：）比稳光更容易引起人的注意；）通过闪光频率的变化增大信号灯的信息编码维度。如警车用稳光表示正常行驶，用闪光表示在执行职务，用一个灯解决了两种状态的显

9、示。,信号灯显示,用闪光信号灯时要考虑以下几个方面）闪动速度灯光闪动的速度不能过快，也不可过慢。过快，若达到了融合频率，就会同稳光一样，失去了闪光信号的意义；过慢，会使观察者的辨认反应时间延长，影响效率。一般闪光最好在次秒。,信号灯显示,）频闪代码数目信号灯采用多种频率作闪频编码时，选用的频率代码数目不可超过四种，使用两种频率时效果最好。）防止环境灯光干扰环境光为稳光时，使用闪光效果较好，相反，则效果不好。,荧光屏显示特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示,又能显示多媒体的图文动态画面。应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超及雷达。,第二节 视觉显示器的设计

10、,荧光屏显示,目标状态对显示的影响 1.亮度 2.呈现时间 3.目标的运动速度 4.目标的颜色 5.目标与背景的关系,亮度 目标的亮度愈高，愈易觉察，但是当目标亮度超过34.3cdm2时，视敏度不再继续有较大的改善，所以目标亮度不宜超过34.3cdm2。为了在屏面上突出目标，屏面的亮度不宜调节到最亮，而以合适的亮度，工作效率最优。,荧光屏显示,呈现时间 当目标呈现时间在0.0110s范围时，目标的视见度随呈现时间的增大而提高，但是当呈现时间大于1s时，视见度提高的速度减慢；当呈现时间大于10s时，视见度只有很小的提高。通常目标呈现时间为0.5s时，已可满足视觉辨别的基本要求，呈现时间为23s时

11、，视觉辨别效果最佳，但占用时间太长，影响工作效率。,荧光屏显示,余晖 目标余辉是目标物消失后，目标光点在屏面上的停留时间，一般为36s。当扫描周期缩短时，余辉积累效应可改进余辉的能见度，提高视觉效率。周围照度则以1lx时为最佳。,荧光屏显示,目标的运动速度 运动的目标比静止的目标易于察觉，但难以看清，因此人的视敏度与目标运动速度成反比，当目标的运动旋转速度超过80/s时，已很难看清目标，视觉效率大大下降。,荧光屏显示,目标的颜色 目标的颜色也会影响辨别效果，目标采用红色(631nm)或绿色(521nm)时，视觉辨别效率与白色目标相似，但红色目标易引起视觉疲劳，计算机的荧光屏上绝大多数都用绿色作

12、目标。,荧光屏显示,目标与背景的关系 目标的视见度受制于目标与背景的亮度对比：当亮度对比值高于目标与背景亮度对比的可见阈值时，目标才能从背景中分辨出来。在屏面亮度为0.334cd/m2时，亮度对比阈值一般随屏面亮度而线性增加，在屏面亮度为68.6cd/m2时，亮度对比达到最大阈值的90；因此68.6cd/m2被作为屏面亮度的最佳值。,荧光屏显示,标志符号的设计标志符号是直接提供信息的视觉显示之一，它广泛地应用于交通、工程、生产、服务等领域。这种信息显示独具特点，利用鲜明的图形表示某种含义，促使人们迅速正确地作出判断，形式简单、方便、灵活，可以长期使用，不受文化知识和语言差异的限制。,第二节 视

13、觉显示器的设计,设计标志符号要符合人的知觉特点：（1）形与基分明。标志符号要鲜明醒目，清晰可辨。为此标志符号设计必须形与基分明，即标志符号突出于背景中，使它与背景有较大的反差，如图6-14（a）所示。（2）边界明显。标志符号应有明显的边界线。实心粗线比点线或细线边界更为有效。按一般惯例，应使用不同的线条描述不同功用或状态。动态标志用实心体符号表示，运动或活动部件用轮廓线表示，如图6-14（b）所示。,第二节 视觉显示器的设计,（3）封闭。封闭图形符号能加强知觉过程，如图6-14（c）所示。（4）简明。标志符号应设计得简单明了。表示不同事物的标志符号都应有利于理解其含义，如图6-14（d）所示。

14、（5）完整。应尽可能使标志符号成为一个整体。如当实心符号与轮廓图一起使用时，把实心符号放在轮廓图里，就能加强整体感，如图6-14（e）所示。,第二节 视觉显示器的设计,第二节 视觉显示器的设计,图6-14 图形标志设计的知觉原则示例,文字信息应按以下原则进行设计。1.信息简短而明确。2.使用短句子。3.使用主动句。4.使用肯定句。5.使用易懂文字。6.按时序组句。,第二节 视觉显示器的设计,听觉显示器及其分类 定义：用语言和音响来传达听觉信息的装置。分类：一般将听觉显示器分成语音听觉显示器和非语音听觉显示器两类。语音听觉显示器：如电话听筒、扬声器；非语音听觉显示器：如教室铃声、各种报警声等,第

15、三节 听觉显示器的设计,工业上常见的听觉显示装置有以下几种：,第三节 听觉显示器的设计,蜂鸣器：他在声响装置中声压级最低（一般在3米内强度不超过70dB）、频率也较低，适合用于相当安静的环境中作提示性警告信号。常配合信号灯一起使用，作为指示性听觉显示装置，提醒操作者注意。,蜂鸣器,铃：大家一般见过的自行车的铃如右图所示。铃因用途不同，其声压级和频率有较大差别。例如，电话铃声的声压级和频率只稍大于蜂鸣器，主要是在宁静的环境下让人注意。而用作指示上下班的铃声，其声压级和频率较高，可在较高强度噪声的环境中使用。铃的强度与其尺寸大小有关，一般尺寸越大产生的强度越大。,第三节 听觉显示器的设计,第三节

16、听觉显示器的设计,不同尺寸铃的强度、频率及应用,汽笛：强度大，在3米处可达110分贝或更高，声音频率可达7000赫或更高。穿透环境噪声性能很好，不易被其他声音所掩蔽，一般用作火警及其他紧急告警信号。,第三节 听觉显示器的设计,报警器：声音强度大，频率由低到高，发出音调有升降，可以抵抗其他噪声的干扰，特别能引起人们的注意。如救火警报。,第三节 听觉显示器的设计,听觉显示器的优缺点 优点：（1）声音是环绕的，全方位的。（2）听觉不依赖于光线的存在，因此不受差的可视环 境的影响。（3）声音是非常突出的，能立即吸引注意力（4）声音可以绕过障碍物进行传递。,第三节 听觉显示器的设计,缺点：（1）吃惊反应

17、。（对当前任务造成干扰）（2）定位困难。（位置很难准确确定）（3）对抽象声音的有限记忆。（一般5-8个，推荐6个）,第三节 听觉显示器的设计,（4）被其他声音所掩蔽。声音掩蔽：是指一个声音作用时，使人对另一个同时或继时发生的声音的感受性降低的现象。如两个人谈话时，若旁边的电视机或收音机的音量开得很大，谈话声就听不清楚，这就是电视机或收音机的声音对谈话声的隐蔽。,第三节 听觉显示器的设计,（1）限制声音警示的数量。（最多是6个需要立即执行的，2 个预见性的、需要注意的信号）（2）对不同场合使用的听觉信号应尽可能标准化。（如上课 铃声、报警声）,第三节 听觉显示器的设计,听觉显示器设计的基本原则,

18、（3）由于噪声的掩蔽作用会使信号的觉察阈限升高，所以只有将信号的响度提高到足以抵消掩蔽效应的水平，才能正确觉察信号。要保证100%的可探测性，信号必须要高于环境和背景噪声15分贝。对于要求快速反应的信号，信号必须要高于环境和背景噪声15分贝。（4）使用冗余的视觉指示器。（如警笛+信号灯）,第三节 听觉显示器的设计,（5）信号必须在频率上区别于背景噪声，包含至少4个显著的频率成分，每一个在1000到4000Hz之间。信号应该由有规则的，和谐的频率成分构成（比如可感知的音调顺序），而不是不和谐的成分（比如噪声）。（6）为引起注意，尽量使用间歇或可变的声音信号，比如使用间断的嘟嘟声或者一升一降的音调

19、（1-3周期/秒）。,第三节 听觉显示器的设计,（7）必须在305m以外听到的信号应该低于1000Hz，因为低频声音传得更远。（8）必须穿透隔离物或绕过障碍物而被听见的声音应该低于500Hz，因为低频声音能通过障碍物传播。,第三节 听觉显示器的设计,（9）对语言警报来说：语句长短要合适。（如“引擎起火”）注意：语言的掩蔽性。语言很容易被周围环境掩蔽（尤其容易 被500Hz、1000Hz、2000Hz的频率所掩蔽）。所以，要 量提高语言的声压级。语言的通用性。不同国家、不同地区使用的语言是不同 的，所以要尽量使用通用的语言（如普通话、英语）。,第三节 听觉显示器的设计,（10）应根据与人生存安全关系的大小和操作员参与程度确定不同级别的显示(如应急告警、告警、注意与提示)，即给出不同的频率和声压级。应急告警：声压级大、频率高；告警：声压级较大、频率较高；注意和提示：声压级小、频率较低。,第三节 听觉显示器的设计,（11）不同的声音信号应尽量分时呈现，时间间隔不宜短于1秒。（12）在未来应用环境中进行测试，以确保有效性。,第三节 听觉显示器的设计,本章重点,掌握显示器设计的基本原则了解视觉显示器设计的一些原则掌握听觉信息显示设计的基本原则,谢谢！,