人的感知与认知特征及显示装置设计.doc

3 人的感知与认知特征及显示装置设计人的基本感知特征人的视觉特征视觉显示器的设计人的听觉特征听觉传示装置的设计肤觉 嗅觉 味觉人的信息传递与处理其他心理特征图形符号设计人与机的信息交换人体是由呼吸、运动、消化、泌尿、循环、内分泌、神经系统、感觉生殖系统组成。这些系统互相配合、相互制约在中枢神经系统和体液统一支配和调节下共同维持着人的生命和完成人体的活动。3.1.1.1 感觉定义：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。感觉类型：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉（皮肤感觉） 本体感觉等等5种。此外还有运动、平衡、内脏感觉。前5种感觉能将外部环境的信息传递给操作者。后3种感觉（也称为本体感觉）能告知操作者躯体正在进行的动作及其相对于环境和机器的位置感觉的过程：人的感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。适应：在同一刺激物的持续作用下，人的感受性发生变化的过程这种适应现象，除痛觉外，几乎在所有感觉中都存在，但适应的表现和速度是不同的。除暗适应外，其余各种感觉适应大都表现为感受性逐渐下降乃至消失。视觉适应中的暗适应约需45分钟以上；明适应约需1-2分钟；听觉适应约需15分钟；味觉和轻适应分别适应约需30S和2S。 相互作用：在一定的条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象。例如：人在同时输入2个视觉信息时，往往只倾向于注意一个而忽略另一个，如果同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个信息的辩别能力将降低50%，当视觉信息和听觉信息同时输入时，听觉信息对视觉信息的干扰较少。此外，味觉、嗅觉、平衡觉等都会受其它感觉刺激的影响而发生不同程度的变化。3) 对比：同一感受器官接受两种完全不同但属于同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象.同时对比：几种刺激物同时作用于同一感受器时产生的对比称为同时对比。继时对比：几个刺激物先后作用在同一感觉器时，将产生继时对比。4) 余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。例如观看亮着的白炽灯，一会儿闭上眼睛就发现灯丝在空中游动，这就是 发光灯丝留下地余觉。应用：动画 电影知觉知觉:人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映. 知觉是在感觉的基础上对客观事物所产生的高一级的认识,感觉的性质较多取决于刺激物的性质,而知觉很大程度上受到人的知识、经验、情绪、态度等因素的制约和影响，因此，不同的人对同一事物会产生不同的知觉，在产品设计中设计师应考虑人在知觉上的共性，又要考虑人的知觉的差异性.3.2 视觉机能及其特征视觉刺激： 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380780nm，视觉系统视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为2125mm的球体，其基本构造与照相机类似。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。3.2.1人的视觉机能1）- 视角与视力视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。=2arctg(D/2L)被看目标物的两点光线投入眼球的交角。视角；D被看物体上两端点的直线距离；L眼睛到被看物体的距离；视力 指人眼识别物体细部结构的能力，也称分辨最近距离两点的视敏度。 以临界视角的倒数来表示。视力=1/能够分辨的最小物体的视角视力一般可分为“中心视力”(认清物体形状的能力)、“周边视力”(视网膜周边部分所能感受到的范围)、 “夜视力”(在暗处能辨别物体形状的能力)、“主体视力”(辨别物体大小、远近和空间立体形象的能力)和“色视力”辨别颜色的能力)等，两只眼睛中所形成的物象，融合为双眼单视后，可用以辨别物体高低、深浅、远近、大小，这种辨别物体立体位置的视力为立体视力或深度觉。视力的好坏与人的生理条件有关，也与被看物体周围环境有关。如亮度、对比度(物体与背景在颜色或亮度上的对比)和弦光(物体表面产生的刺眼的强烈光线)等。这些相关条件及因素在仪表刻度、指针设计及颜色匹配时都应认真考虑。静视野(头和眼球不动) 动视野(眼球可动)工业设计一般以静视野为依据设计以减少人眼疲劳.静视野 可分为常态视野和色觉视野常态视野，指人眼对黑背景上的白色物像的平均视野范围。一般以正常人两眼的综合视野来表述。人双眼形成的视野范围大致为一椭圆形如图人眼在垂直面的最大视野范围大约为120人的自然视线低于标准视线: 站立: 10坐:15很松弛 :30观看展示物最佳视区: 30常态视野在水平面的最大视野范围约为190。1020可辨别字 530可辨别字母 1最敏锐即以单眼计，以视中心线为准，向外侧为100向内侧为60两眼外侧视野范围即为最大视野范围视距 视距 指人眼观察物体的正常距离。人眼的视野范围大致为一椭圆形，那么人眼的视距范围则大致可看成为一个放射状的空间椭球体的一部分。若忽略两眼间的距离，那么人眼的视野即为一定半径所画的空间轨迹球体。视距的确定：据有关研究资料记载，在观察各种显示仪表时，人眼的最佳视距半径约为560mm，最大视距半径约为760mm，否则看不清细节。最小视距半径约为380mm，否则引起目眩若视距半径过大或过小，对认读速度和准确性均不利，因此，在设计时应充分注意这些方面。见书P44头部转动角度：左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过30度。当转移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避免在转移视线中进行观察不同色彩背景下观察色彩的识别距离（P58图3-5）几种不同工作性质工作视野的推荐值 （P58表3-4）3.2.2几种常见的视觉现象明暗适应眩光调节光源的位置角度和亮度，限制和避免眩光视错觉在人机系统中视错觉可能造成观察、检测、判断和操作失误。工业产品设计时可以利用视错觉获得一定的心理效应3.2.3 视觉运动规律 人眼的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西后看到垂直方向的东西。人眼的视线习惯于从左到右和从上到下运动，看圆形内的东西总是沿顺时针方向来得迅速。眼睛的垂直运动比水平运动更容易疲劳，对水平方向的尺寸和比例的估计要比垂直方向准确得多。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，人眼对四个象限的观察率优劣依次为:左上 右上 左下 右下 眼睛是人的机体的一部分,具有一定的惰性,因此对直线轮廓比对曲线轮廓更容易接受,看单纯形态比看复杂形态顺眼舒服两眼运动是协调的,同步的。颜色对比与人眼的辩色能力有一定的关系，当从远方辨认不同颜色时，首先辨认红色，依次为绿、黄、白。3.2.4人眼对色彩的认知规律3.2.4 人眼对色彩的认知规律-颜色的搭配及清晰程度3.3视觉 显示器的设计3.2.4 人眼对色彩的认知规律-颜色的搭配及清晰程度听觉刺激 听觉是仅次于视觉的重要感觉,15%的信息来自听觉。通常情况下，入耳接收声波传人的途径主要是靠空气传导。因此只有适意的频率和强度的声波才能被识别，范围之外的声波识别不到，或者会对听觉系统造成伤害。3.6 其他感觉机能及其特征味觉和嗅觉器官担负着一定的警戒任务，因为它们出在人体沟通内外部的入口处在安全技术中，味觉与嗅觉用作信息传递器是相当重要的1味觉凡是溶于水的物质都能向人提供味觉刺激味觉感受器主要是分布在舌表面上的味蕾味觉的感受性用不同浓度溶液的阈值表示舌尖对甜的感受性大，舌尖和舌测对酸性的感受性大；舌根对苦的感受性大3.6 其他感觉机能及其特征2 嗅觉人的嗅觉感受性很强，影响嗅觉感受性的因素有环境条件和人的生理条件温度有助于嗅觉感受，最适应的温度是度清洁空气中嗅觉感受性也提高感冒低嗅觉的适应性比较快，但有选择性接触某一中气体一段时间后感受性下降另外一些刺激性气体使人眩晕、恶心、中毒，嗅觉就失去作用。3.7人的信息传递与处理3.7.3影响人体信息接受和处理的主要因素无关信息的干扰 如信息过多，会对想得到信息产生干扰，很容易造成误判段。另外，当两个或两个以上的信号同时发生时，若两者强度相近，则不易区别。信号维量数的影响 各种信号的每一个特征为一个维量,尽可能以两个或多个感觉通道去接受同一个信息以增加信息接受的机会(指示灯加铃声)视觉刺激反应最灵敏