视觉显示器设计

1、主讲：姚远主讲：姚远 公安部：闯黄灯行为以教育为主公安部：闯黄灯行为以教育为主 暂不处罚暂不处罚 20132013年年0101月月0707日日07:4407:44京华时报京华时报 导读导读 自自“史上最严交规史上最严交规”实施以来，社会针实施以来，社会针对对“闯黄灯扣闯黄灯扣6 6分分”一条的关注度，已远远超一条的关注度，已远远超过其他过其他“严规严规”。昨天，公安部表态称，要。昨天，公安部表态称，要求各地交管部门对求各地交管部门对“闯黄灯闯黄灯”行为以教育为行为以教育为主，暂不处罚。主，暂不处罚。 【黄灯微体验黄灯微体验】小编下午驾车在北京体验了小编下午驾车在北京体验了下下“黄灯规则黄灯规则

2、”，心理戒备充分下，仍闯黄，心理戒备充分下，仍闯黄三次，原因均为在距停车线三次，原因均为在距停车线5 5米内突然绿变黄。米内突然绿变黄。这三次，小编车速均在这三次，小编车速均在3535公里上下。此种情公里上下。此种情况下除非一脚跺死，只能保持原速过路口。况下除非一脚跺死，只能保持原速过路口。总结：若百分百不闯黄，只能在进入距灯总结：若百分百不闯黄，只能在进入距灯3030米内时，车速降至米内时，车速降至1010公里内，以保随时能正公里内，以保随时能正常刹住。常刹住。构成：视觉系统由眼、构成：视觉系统由眼、视神经、视束、皮层下视神经、视束、皮层下中枢和视皮层等部分组中枢和视皮层等部分组成成功能：实

3、现着视觉信息功能：实现着视觉信息的产生、传递和加工等的产生、传递和加工等三种过程。三种过程。视网膜，是一层透明薄膜，视网膜，是一层透明薄膜，因脉络膜和色素上皮细胞因脉络膜和色素上皮细胞的关系，使眼底呈均匀的的关系，使眼底呈均匀的橘红色橘红色。后界位于视乳头。后界位于视乳头周围，前界位于锯齿缘，周围，前界位于锯齿缘，其外面紧邻其外面紧邻脉络膜脉络膜，内面，内面紧贴紧贴玻璃体玻璃体。 视网膜就像一架照相机里视网膜就像一架照相机里的的感光底片感光底片，专门负责感，专门负责感光成像。当我们看东西时，光成像。当我们看东西时，物体的影像通过物体的影像通过折光系统折光系统，落在视网膜上。落在视网膜上。视网膜

4、周边部位往往是视网膜周边部位往往是几个视感受细胞与几个视感受细胞与1 1个双个双极细胞联系，几个双极极细胞联系，几个双极细胞又与细胞又与1 1个神经节细胞个神经节细胞相关。因此视敏度较差相关。因此视敏度较差。在在视网膜中央凹视网膜中央凹只有视只有视锥细胞，每个视锥细胞锥细胞，每个视锥细胞只与只与1 1个双极细胞相联系，个双极细胞相联系，而这个双极细胞又与而这个双极细胞又与1 1个个神经节细胞相联系。因神经节细胞相联系。因此中央凹视敏度最高。此中央凹视敏度最高。 + + 要要“看到看到”视网膜缺口，遮住你的左眼，将画好上视网膜缺口，遮住你的左眼，将画好上述符号的纸举到面前，然后用右眼注视着符号述

5、符号的纸举到面前，然后用右眼注视着符号“+”“+”。使纸缓慢地远离你，一直注视着符号使纸缓慢地远离你，一直注视着符号“+”“+”。符号。符号“”“”将在某个时刻消失。将在某个时刻消失。 视野视野 视敏度视敏度 视觉的空间累积作用视觉的空间累积作用 视野（视野（visual fieldvisual field）：单眼固定注视正前方一）：单眼固定注视正前方一点时，此时该眼所能看到的外界范围。点时，此时该眼所能看到的外界范围。 视野的大小（用角度表示）：视野的大小（用角度表示）： 视力或视敏度视力或视敏度visual acuityvisual acuity：眼睛分辨物体细：眼睛分辨物体细微结构的最大

6、能力。通常用被辨别物体最小微结构的最大能力。通常用被辨别物体最小间距所对应的间距所对应的视角的倒数视角的倒数表示。表示。 中央凹处视敏度最大中央凹处视敏度最大 人眼接收光线刺激时，人对光能量的感受性人眼接收光线刺激时，人对光能量的感受性会随着光刺激面积的增大而提高。视觉感受会随着光刺激面积的增大而提高。视觉感受光的光的绝对阈限绝对阈限取决于光的取决于光的亮度和面积亮度和面积的乘积。的乘积。 Ec = kALEc = kAL ( (李科定律李科定律 RiccosRiccos Law)Law) 暗适应：人从亮处突然进入暗室，最初几乎暗适应：人从亮处突然进入暗室，最初几乎看不清任何物体，经过一定时间

7、后，逐渐恢看不清任何物体，经过一定时间后，逐渐恢复了的视力复了的视力。 明适应：指人从暗处来到强光下，最初感到明适应：指人从暗处来到强光下，最初感到强光耀眼，不能视物。稍待片刻，才能恢复强光耀眼，不能视物。稍待片刻，才能恢复视力。视力。闪光融合频率（闪光融合频率（critical fusion frequency of shonecritical fusion frequency of shone， CFF)CFF)：能引起连续光感的最低闪光频率称为闪光：能引起连续光感的最低闪光频率称为闪光融合频率。融合频率。CFFCFF是评价人眼对光间断时间分辨能力的一个指是评价人眼对光间断时间分辨能力的一

8、个指标。当闪光强度为中等程度时，标。当闪光强度为中等程度时，CFFCFF与光亮度与光亮度 I I的关系为：的关系为： CFF = alg I + b ( CFF = alg I + b (费里费里- -波特定律波特定律) )CFFCFF存在显著的个体差异，并与个体的疲劳程度存在显著的个体差异，并与个体的疲劳程度有关。有关。 可见光波波长与颜色可见光波波长与颜色视觉视觉 颜色光混合颜色光混合 人眼的色光感受性人眼的色光感受性 人眼对人眼对400750 nm400750 nm的电磁波很敏感，因此这的电磁波很敏感，因此这段波长范围的电磁波称为可见光。段波长范围的电磁波称为可见光。 颜色视觉具有三种基

9、本属性：色调、明度和颜色视觉具有三种基本属性：色调、明度和饱和度。饱和度。靠近图中心的靠近图中心的C C代表白色的坐标位置，其代表白色的坐标位置，其x x、y y、z z坐标值相等，坐标值相等，均等于均等于0.3330.333。任何颜色都可以按其色度坐标值在色度图上找到一个确定位置，任何颜色都可以按其色度坐标值在色度图上找到一个确定位置，并确定其主波长和纯度（饱和度）并确定其主波长和纯度（饱和度）例如，有例如，有Q Q、S S两个颜色，其色度坐标两个颜色，其色度坐标Q Q色为色为x=0.15x=0.15，y=0.55y=0.55；S S色为色为x=0.48x=0.48，y=0.40y=0.40

10、。它们分别定位于图中的。它们分别定位于图中的Q Q点和点和S S点。可从点。可从C C通过通过S S作一直线交光谱轨迹于作一直线交光谱轨迹于O O点，则点，则O O点相应的光谱波长（点相应的光谱波长（590590纳米）就是纳米）就是S S色的主波长，可知色的主波长，可知S S色的色调为不饱和的橙色，其色的色调为不饱和的橙色，其纯度可用纯度可用S S在在COCO连线上的位置表示。连线上的位置表示。S S越靠近越靠近C C点表明纯度越低，点表明纯度越低，越靠近越靠近O O点表明纯度越高。图中点表明纯度越高。图中S S点位于从点位于从C C到到O O连线的连线的66%66%的地的地方，因此纯度为方，

11、因此纯度为66%66%。同样可按此法求出。同样可按此法求出Q Q色的主波长及饱和色的主波长及饱和度，还可推算出两种色光相混合所得到的中间色（例如度，还可推算出两种色光相混合所得到的中间色（例如T T）。）。 补色律：两种色光混合后产生白或灰色感觉补色律：两种色光混合后产生白或灰色感觉时，此两种色光互为补色光。时，此两种色光互为补色光。 中间色律：任何两种非补色光混合即产生两中间色律：任何两种非补色光混合即产生两色的中间色。色的中间色。 色替代率：任何外貌上相同的颜色，无论其色替代率：任何外貌上相同的颜色，无论其光谱成分是否相同，都可以互相替代，并且光谱成分是否相同，都可以互相替代，并且不影响色

12、光混合。不影响色光混合。 对等能光谱辐射感受性的测定结果显示，人对等能光谱辐射感受性的测定结果显示，人眼对光谱的感受性是中间高，两端低。眼对光谱的感受性是中间高，两端低。 也就是说对黄绿色感受性较高，对红紫光感也就是说对黄绿色感受性较高，对红紫光感受性较低。受性较低。色盲并不意味着完全看不到颜色，完全看不到颜色色盲并不意味着完全看不到颜色，完全看不到颜色的极少。大约的极少。大约8%8%的男性和稍低于的男性和稍低于0.5%0.5%的女性有颜色的女性有颜色感知障碍，难以区分某些颜色对（感知障碍，难以区分某些颜色对（Wolfmaier, 1999Wolfmaier, 1999）。）。最常见的色盲是红

13、绿色盲。最常见的色盲是红绿色盲。 图中使用所有人在任何显示器都能看清楚的不同颜色 生理效应：颜色刺激能对人的某些生理过程生理效应：颜色刺激能对人的某些生理过程产生一定影响。产生一定影响。 心理效应：心理效应： 把同样的咖啡倒在黄、红、绿色杯子中请被把同样的咖啡倒在黄、红、绿色杯子中请被试品尝，大部分人会报告试品尝，大部分人会报告 视觉显示器的类型视觉显示器的类型 基本要求：鲜明醒目、清晰可辨、明确易懂基本要求：鲜明醒目、清晰可辨、明确易懂 视觉编码定义视觉编码定义 视觉编码分类：视觉编码分类： 定义定义 类别类别 定义定义 类别类别颜色颜色数字、字母数字、字母形状形状大小大小亮度亮度位置位置闪

14、速闪速线长线长斜角斜角颜色数字、字母形状大小亮度位置闪速线长斜角（采自（采自McCormick & Sanders, 1982） ） Hitt (1961) Hitt (1961) 对数字、字母、几何形状、构型图对数字、字母、几何形状、构型图和颜色五套编码方案在识别、定位、计数、和颜色五套编码方案在识别、定位、计数、比较和校核五种作业中的效率作了比较。比较和校核五种作业中的效率作了比较。 发现发现在大多数任务中，数字和颜色编码的效在大多数任务中，数字和颜色编码的效果最好。（地铁果最好。（地铁N N号线）号线） 表盘表盘- -指针式仪表可按表盘与指针的运动关系指针式仪表可按表盘与指针的运动关系分

15、为两类：分为两类：任任务务表表盘盘固定，指固定，指针针运运动动表表盘盘运运动动，指，指针针固定固定认读数值+核对+-质量判别与追踪+调节+表盘形状表盘形状表盘尺寸表盘尺寸（以视距（以视距75cm75cm，圆形表盘为例），圆形表盘为例）刻度间距刻度间距刻度尺寸刻度尺寸刻度标数进级刻度标数进级表盘数字定位表盘数字定位指针形状指针形状指针尺寸指针尺寸指针颜色指针颜色显示亮度显示亮度 分辨率分辨率 扫描速度（帧频）扫描速度（帧频） 对比度和灰度对比度和灰度 色度色度 信号灯亮度信号灯亮度 注：室外使用的信号灯，亮度应随环境照明注：室外使用的信号灯，亮度应随环境照明变化进行自动调节；若无法实现自动调节，

16、变化进行自动调节；若无法实现自动调节，应服从高强环境光的要求。应服从高强环境光的要求。（a）飞行轨迹过高）飞行轨迹过高（c）飞行轨迹合适）飞行轨迹合适（b）飞行轨迹过低）飞行轨迹过低当黑底白字当黑底白字时时， ，发发现现白色字似乎有向白色字似乎有向黑色背景渗透黑色背景渗透扩扩展展的的现现象，称象，称为为光渗光渗作用作用当黑底白字当黑底白字时时， ，发发现现白色字似乎有向白色字似乎有向黑色背景渗透黑色背景渗透扩扩展展的的现现象，称象，称为为光渗光渗作用作用当黑底白字当黑底白字时时， ，发发现现白色字似乎有向白色字似乎有向黑色背景渗透黑色背景渗透扩扩展展的的现现象，称象，称为为光渗光渗作用作用当黑底白字当黑底白字时时， ，发发现现白色字似乎有向白色字似乎有向黑色背景渗透黑色背景渗透扩扩展展的的现现象，称象，称为为光渗光渗作用作用IRRADIATIONIrradiation Heglin (193)Heglin (193)所归纳的一些通则所归纳的一些通则( (假定是在良好的对假定是在良好的对比比下下) )作为设计的参考：作为设计的参考：3. 3.字体型式：字体型式：4. 4.发光体文数字发光体文数字(illuminated alphanumeric characters)(illuminated alphanumeric charac