人机工程学-显示装置ppt课件.ppt

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1、第四章显示装置第一节人的视觉与听觉特性一、感觉器官与感觉类型1．人体的主要感觉器官与感觉类型作用于人感觉器官的外界物理量在心理学中称为刺激。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

2、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2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。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。3图4-1人的感知响应过程与人机系统二、视觉器官与视觉机制1．视觉器官——眼睛的构造图4-2眼球的构造5前后依次为：①角膜；②前房；③虹膜；④晶状

3、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。62．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。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。72．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

4、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。8三、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。（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。（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。（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

5、时，能依次注视到的水平面与铅垂面内的空间范围。1．视野9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25°～35°的视线。10图4-4正常视线图4-5最佳的直接视野11图4-6最佳的眼动视野图4-7最佳的观察视野12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132．视区按辨认清晰度和速度，分4个。表4-2不同视区的空间范围及辨认效果中心视区很小，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”。

6、14（二）视角及视敏度1．视角与视距D为物体的尺寸，L为视距，α为视角，三者关系是：图4-9视距与视角D＝（α/3438）L。上式中，视角α的单位是“分”：1′＝（1/60）°。152.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L＝5000mm，用白底黑环的“缺口圆环视标”测试，所得视敏度称为视力。16图中D＝1.5mm，代入上式，1.5＝（α/3438）×5000，∴α＝1′。其视敏度即人的视力＝1/α＝1。

7、图4-10缺口圆环视标（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。图4-11暗适应和明适应18（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。19（五）视错觉视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。图4-13

8、视错觉的一些例子20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。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）21（一）人耳的听觉范围影响听觉的因素有声波的频率和强度。四、人的听觉特性常用声压级（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