第三章-人体感知与运动系统PPT课件

.,1,第三章人体认知与运动系统,.,2,主要讲授内容,1、人的信息接受、处理、传递,2、感觉与知觉,3、人的心理特征,.,3,从末端刺激到人的感觉器官的信息输入途径,.,4,信息的接收,感觉通道与信息的协调人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、听觉通道和触觉通道。其适用场合参阅表3-1。,.,5,视觉及其机能特征,1.视野与视距视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野。视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推荐值参阅表3-2。2.中央视觉和周围视觉中央视觉视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。周围视觉视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。,.,6,视觉机能特征,.,7,视觉特征,1.疲劳程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左右，上下，顺时针。3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。4.观察情况的优先性：左上右上左下右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。据上述特征，适用视觉的原则参阅表3-2。,.,8,听觉机能及其特征,听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体，人的听感范围：2020000HZ。频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降；听觉的频率响应（感受性）特性对听觉传示装置的设计是很重要的。掩蔽效应掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。,其他感觉机能及其特征,肤觉肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。1.触觉2.温度觉3.痛觉本体感觉本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感受身体和四肢所在位置的信息。,.,10,信息的接收,感觉通道都有以下的共同特性：（1）一种通道只接受某一种刺激（或说某一类信息）识别某一种特征，具有某种作用。（2）刺激本身要有一定的强度。（3）感觉器官经连续刺激一段时间后，会产生适应现象，即敏感性降低。,.,11,人类信息处理模型,1.记忆是各种信息处理活动的基础：（1）感觉信息暂存（2）短时记忆（3）长时记忆,信息的处理,.,13,记忆曲线,.,14,2信息处理的一般规律（1）信息处理是分阶段进行的。（2）信息处理的信息容量是有限制的。（3）通过设计可以改善信息处理。,信息的处理,.,15,在人机系统中，操作者接受系统的信息并经中枢加工后，便依据加工的结果对系统作出反应。在人机环境系统中，人一般通过四肢的运动来传递信息(语言传递是通过声带振动)。运动输出包括上肢和下肢运动。运动输出的质量指标是反应时间、运动速度。,人的运动输出,.,16,反应时间由反应知觉时间(即自出现刺激到开始执行操纵的时间)和动作时间(即执行操纵的延续时间)两部分组成，即RTtz十td简单反应时选择反应时析取反应时,反应时间,人的反应时间与感觉刺激物的刺激量有关。1.信息传输速度C=H/T其中：C信息传输速率；H传输的信息量；T传输的时间人的感觉通道的信息传输速率。2.采样采样间隔取决于刺激的频率。若刺激的变化频率为F，则T=1/2F，由此可见，采样频率降低，则采样周期延长。,.,18,3.编码辨认工作数码、字母、斜线搜索定位颜色、数码、形状计数工作数码、颜色、形状比较或验证各方法几乎没有区别编码方式的优劣参阅表3-3。,.,19,影响反应时间的主要因素,1.不同的感觉器官反应时间不同，以触觉与听觉最优，视觉次之，参阅表3-8。2.反应时间与刺激信号的强度有关，参阅表3-9。3.刺激的环境影响反应时间。信号与背景的亮度、颜色、信噪比及频率的对比程度越强越好。此外，刺激信号的数目、显示器及操纵器的设计也影响反应时间，参阅表3-10，表3-11。4.人的主体因素也影响反应时间，如习俗、个体差异、疲劳等个人生理、心理状况。,.,20,运动速度可用完成运动的时间表示，而人的运动时间与动作特点、目标距离、动作方向、动作轨迹特征、负荷重量等因素有密切关系。,运动速度,.,21,运动准确性,1.运动速度与准确性：速度越慢，准确性越高;2.盲目定位的准确性：正前方盲目定位准确性最高;3.运动方向与准确性;4.操作方式与准确性.,.,22,动作轨迹特征,连续改变和突然改变的曲线式动作，前者速度快，后者速度慢；水平动作比垂直动作的速度快；一直向前的动作速度，比旋转时的动作速度快1.52倍左右；圆形轨迹的动作比直线轨迹动作灵活；顺时针动作比逆时针动作灵活；手向着身体的动作比离开身体的动作灵活；向前后的往复动作比左右的往复动作速度快；最大运动速度与被移动的负荷重量成反比，而达到最大速度所需的时间与负荷重量成正比，,运动系统的机能及其特征,骨运动的杠杆关节运动的枢纽肌肉运动的动力,主要关节的活动范围,关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-4。肌体的出力范围肌体所能发挥的力量大小取决于：1）人体肌肉的生理特征2）施力的姿势、部位、方式和方向，分别见图3-21，图3-22和图3-23，相应的出力数值参阅表3-5，表3-6。,.,25,肌肉运动的动力,肌肉施力的类型静态肌肉施力：静态肌肉施力是依靠肌肉等长收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间的收缩。动态肌肉施力：动态肌肉施力是对物体交替进行施力与放松，使肌肉有节奏地收缩与舒张。,肢体的动作速度与频率,动作速度取决于肢体肌肉收缩的速度，而操作动作速度还取决于动作方向和动作轨迹等特征。动作频率取决于动作部位和动作方法，参阅表3-7。,.,27,二、感觉和知觉PerceptionandConsciousness,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、化学感觉（嗅觉和味觉）、皮肤感觉、本体感觉等。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；而其他感觉能将外部环境的信息传递给操作者。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。,感觉,.,28,视觉,在人们认知世界的过程中，大约有80%-90%的信息是通过视觉系统获得的，因此，视觉系统是人与外界相联系的最主要途径。,物体依赖于光的反射映入眼睛，所以，光、对象物、眼睛是构成视觉现象的三个要素。但视觉系统并不只是眼睛，从生理学角度看，它包括眼睛和脑；从心理学角度看，它不仅包括当前的视觉，还包括以往的知识经验。换句话说，视觉捕捉到的信息，不只是人体自然作用的结果，而且也是人的观察与过去经历的反映。,.,29,本体感觉的种类Noumenon,1、平衡觉：人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉。影响平衡觉的因素：酒、年龄、恐惧、突然的运动、热、紧迫、不常有的姿势等。2、运动觉：人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种感觉。运动觉涉及人体的每一个动作，是仅次于视、听觉的感觉。人的各种操作技能的形成更有赖于运动觉信息的反馈调节。,.,30,知觉的定义：知觉是在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。,知觉的过程：客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，经大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。,知觉,.,31,感觉和知觉的关系和区别,从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生对所作用的反映。在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存在于知觉之中，很少有孤立的感觉存在，在心理学中称为“感知觉”。,.,32,感觉和知觉的关系和区别,感觉反映的是客观事物的个别属性，而知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。,.,33,概述：外部环境中有许多物质的能量形式，人体的一种感觉器官只对一种能量形式的刺激特别敏感，能引起感觉器官有效反应的刺激称为该感觉器官的适宜刺激。（如眼的适宜刺激为可见光；而耳的适宜刺激则为一定频率范围的声波）类型：绝对感受性和绝对感受阈限；差别感受性和差别感受阈限；,感觉的特点,感受性和感受阈限,感觉的适应,感受性和感受阈限,.,34,1、产生感觉需要有达到一定强度的适宜刺激。刚刚能引起感觉的最小刺激量，称为绝对感觉阈限的下限，感觉出最小刺激量的能力称为绝对感受性。2、绝对感受性与绝对感觉阈限值成反比，也就是说，引起感觉所需要的刺激量越小即绝对感觉阈限的下限值越低，绝对感受性就越高，感觉越敏锐。,绝对感受性和绝对感受阈限,.,35,3、若刺激量过大，超过了正常限度，将使感觉消失而引起痛觉，甚至造成感官的损伤。刚刚使感觉消失的最大刺激量称为绝对感觉阈限的上限。刺激量在上、下阈限之间才能引起感觉。,绝对感受性和绝对感觉阈限,.,36,当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作用于某一感觉器官时，它们在强度上的差别必须达到一定程度，才能引起人的差别感觉。差别感觉阈限即为刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别量，对最小差别量的感受能力则为差别感受性，两者成反比关系。,差别感受性和差别感觉阈限,.,37,人的各种感觉器官的感受能力的发展是不平衡的，而不同的职业又有各自不同方面的感受能力，如对音乐工作者，要求具有较高的听觉分辨能力，对美术工作者及其某些行业的检验人员要求有较高的视觉颜色分辨能力，而对自动化系统的监控人员，则要求视觉和听觉都有较高的感受性。感受性对于职业的选择和工种的分配具有实际的价值和意义。人的感觉能力又具有很大的发展潜力，经过训练后，某些方面的感受性可以获得极大的提高。,差别感受性和差别感觉阈限,.,38,在同一刺激物的持续作用下，人的感受性发生变化的过程，称为“感觉的适应”。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。暗适应速度最初是迅速的,10分钟内即能完成大约60,完全暗适应约需3040分钟,明适应约需1-2分钟；听觉适应约需15分钟；味觉和轻触觉适应分别适应约需30S和2S。,感觉的适应,.,39,.,40,.,41,.,42,.,43,.,44,知觉的基本特性,知觉的整体性,知觉的理解性,知觉的恒常性,错觉,知觉的选择性,.,45,1、知觉的整体性：把知觉对象的各种属性、各个部分知觉成为一个同样的有机整体，这种特性称为知觉的整体性。,知觉的整体性可使人们在感知自己熟悉的对象时，只根据其主要特征可将其作为一个整体而被知觉。如门牌号,.,46,知觉的理解性：根据已有的知识经验去理解当前的感知对象，这种特性称为知觉的理解性。,由于人们的知识经验不同，所以对知觉对象的理解也会有不同，与知觉对象有关的知识经验越丰富，对知觉对象的理解也就越深刻。在复杂的环境中，知觉对象隐蔽、外部标志不鲜明、提供的信息不充分时，语言的提示或思维的推论，可唤起过去的经验，帮助人们去立即理解当前的知觉对象，使之完整化。此外，人的情绪状态也影响人对知觉对象的理解。,.,47,知觉的恒常性：人们总是根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为知觉恒常性。,大小恒常性：在天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。颜色恒常性：形状恒常性：明度恒常性：知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地适应环境。,.,48,知觉的选择性：,作用于感官的事物是很多的，但人不能同时知觉作用于感官的所有事物或清楚地知觉事物的全部。人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为知觉对象，对它产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象，从而成为烘托知觉对象的背景，这种特性称为知觉的选择性。,.,49,影响知觉选择性的因素：,1、知觉对象与背景之间的差别越大，对象越容易从背景中区分出来。,2、在固定不变或相对静止的背景上，运动着的对象最容易成为知觉对象，如在荧光屏上显示的变化着的曲线。,.,50,影响知觉选择性的因素：3、人的主观因素，如任务、目的、知识、兴趣、情绪不同，则选择的知觉对象也不同。,4、刺激物各部分相互关系的组合，如彼此接近的对象比相隔较远的对象、彼此相似的对象比不相似的对象容易组合在一起，而成为知觉的对象。,接近,相似,连续,.,51,错觉：,为什么飞行员在空中容易出现错觉呢，这跟云有很大的关系，我们知道云有白的、灰的，黑的，但是我们在地面看云的时候毫无疑问那么云肯定要比地面亮许多，这个时候我们就可以判断出哪儿是地哪儿是天空了，可是飞行员在空中尤其是在云当中飞行的时候，有的时候因为光的折射问题，所以云的上边看起来是比较暗的，而云下面看起来是比较亮的，所以这个时候我们大脑接受的信息就给我们一种误判，于是就产生了错觉。,.,52,第一名色彩的迷惑,.,53,第二名平行线,.,54,第三名乾坤转,.,55,第四名波涛荡漾,.,56,第五名雨后彩虹,.,57,第六名无中生有的点,.,58,第七名无中生有的点2,.,59,第八名骗人的圆圈,.,60,第九名不可能的事情,.,61,第十名不可思议的模型,.,62,错觉的利用,错觉被人们大量的利用来为工业设计服务表面颜色不同而造成同一物品轻重大小有别产品着浅色凸显小巧；设备基座着深色凸显稳定；法国国旗，兰、白、红三色之比设计为35：33：37。同等面积的圆形比三角形或正方形大出约1/10交通标志规定圆形表示禁止或强制的标志。,.,63,4、人的心理特征PsychcilogicalFeatureofMan,心理特征,心理过程,个性心理,能力；气质；性格；动机；记忆；遗忘；注意；思维和想象,认识过程情绪和情感过程意志过程,.,64,指一个人顺利完成一定活动所表现出的稳定的心理特征。它直接影响活动的效率。,能力,能力的分类,特殊能力,一般能力,.,65,一般能力认识活动的能力，也称智力。（包括观察力；记忆力；注意力；思维力；想象力等）特殊能力从事某种专业活动所需要的能力。包括写作能力；管理能力；机械操作能力等。,.,66,动机：动机是驱使个体去进行活动的心理动力。它是在个体的物质需要和精神需要的基础上产生、而有不为他人直接观察到的内在心理倾向。,动机的作用,引发作用,决策作用,选择作用,马斯洛需求层次理论：生理需求安全需求社交需求尊重需求自我实现需求,.,67,记忆：人们感知过、思考过、体验过、操作过的事物，都可以保留在头脑中，并且在需