人机工程学讲义3概要.docx

人体感知与信息处理感觉与感觉特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的反映，因此既具客观性又具主观性。人的主要感觉器官包括眼、耳、鼻、舌、皮肤，对应的感觉分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和肤觉。此外，人对自身也有感觉、称为内部感觉。视觉光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。其形成过程为：光线一角膜一瞳孔一晶状体(折射光线)—玻璃体(固定眼球)—视网膜（形成物像)--视神经(传导视觉信息一大脑视觉中枢(形成视觉)。通过视觉，人可以感知外界事物的大小、形状、明暗、颜色、动静。视觉是人最重要的感觉，至少有80%以上的外界信息经视觉获得。视觉的优势是：可在短时间内获取大量信息；可利用颜色和形状传递性质不同的信息；对信息敏感，反应速度快；感试范围广，分辨率高；不容易残留以前刺激的影响。但也存在容易发生错视和容易疲劳等缺点。视觉机能视觉机能是视觉器官毒客观事物识in能力的总称·包括视角、视力、视野、对比感度、颜色辨认等(1)视角视角是观察物体时。从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在射入眼球时的相交角度，视角a的大小与观察距离L和被看物体上两端点的直线距离D有关。眼睛能分辨被看物体最近两点的视角，称为临界视角，正常眼的临界视角约为1。(2)视力是指分辨细小的或遥远的物体及细微部分的视觉能力。临床医学上将能区分两点的最小距离称为视力。在眼前一定距离内(5m)能够分辨两点之间距离越小，说明视力越好。应用国际标准视力表远视力表检测，司际正常视力标准规定为1.0(用标准对数视力表检查时为5.0)，即临界视角为1。视力随着照度、背景亮度和物体与背景的对比度的增加而增大，随年龄的增加而下降。(3)视野视野即眼球向正前方注视时，所能看到的空间范围。视野按眼球的工作状态可分为静视野、注视野和动视野3类。静视野是指在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。注视野是指在头部固定、而转动眼球注视某一中心点时所见的范围。动视野是指头部固定而自由转动眼球时的可见范围。在人的3种视野中，注视野范围最小，动视野范围最大。人机工程设计中，一般以静视野为依据设计视觉显示器等有关部件、以减少人眼的疲劳。不同颜色对眼的刺激能引起感觉的范围也不同，称为颜色视野，白色的视野最大，其次是黄、蓝、红、绿等(图2.14)。（小字）在垂直平面的视野是：假定标准视线是水平的，定为0°，则最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。颜色辨别界限为视平线以上30°，视平线以下40°。实际上人的自然视线是低标准视线的，在一般状态下，站立时自然视线低于水平线10°，坐着时低于水平线15°；在很松弛的状态中，站着和坐着的自然视线偏离标准视线分别为30°和38°。观看展示物的最佳视区在低于标准视线30°的区域里。在水平面内的视野是：双眼视区大约在左右60°以内的区域，在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围，辨别字的视线角度为10°~20°，辨别字母的视线角度为5°-30°，在各自的视线范围以外，宇和字母趋于消失。对于特定的颜色的辨别、视线角度为30°一60°，人的最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内；单眼视野界限为标准视线每侧94°_104°。(4)视距视距是指人眼与被观察物之间的距离。视距的远近直接影响若认知的速度和准确性，适宜一般操作的视距为380～760mm，其中以560mm为佳。不同性质的操作对最佳视距的要求也有不同。不同产品、场所和国家对视距的要求也有一些具体规范，例如家用电视的最佳视距，根据网际无线电咨询委员会(CCIR)的定义，当观看距离为屏幕高度的3倍时，高清晰度电视系统(如液品和等离子电视)显示效果应该等于或接近于一名正常视力者在观看原视景物或演示时的临场感觉，而纯平面CRT电视的最佳观看距离是屏面高度的5倍，即标称屏幅50英寸的16：9宽屏电视，实际屏幕高度约为610mm。其最佳视距为1830～3050mm。而汽车驾驶员认读车内仪表的视距，根据美国标准的推荐值，轿车最大视距为711mm，最小视距为450mm，最佳视距为550mm；卡车视距为700～880mm。（图表）调节是视觉适应观察距离的能力。当观察近距离的物体时，眼球睫状肌收缩，使晶状体有更大曲率；在对准很远的某一点时、调节是借助于晶状体曲率的缩小来达到的。由于晶状体曲率可以在一定范围内调节，在看得清楚的目标不断向近处移动时，开始感到不清楚的位置称为调节近点。注视目标越接近这一点，愈易引起视疲劳。因此，视觉工作距离不应短于3/2调节近点。眼睛从远处向近处瞄准目标时，需0.5～1.5s。对频繁改变观察距离、不断变换瞄准目标的作业、改善照明条件有助于扩大调节范围，提高调节的准确性，提高不同距离上的辨认速度，并且能使作业片减少疲劳。对视觉紧张作业，常从近处向远处瞄准，也会减轻视疲