第06章-显示器与控制器设计-周士栋

第六章

显示器与控制器设计

第四章人机界面设计本章知识框架人机界面设计人机界面简介视觉显示器的设计听觉显示器的设计控制器的设计视觉显示器的类型视觉显示器设计原则视觉显示器空间特性的设计要求视觉显示器的信息编码符号标志听觉显示器设计的一般原则听觉信号编码听觉告警信号第四章人机界面设计一、人机界面简介1.概念：界面（interface）：两物交接的地方人机界面（man-machineinterface）：人同机器硬件及软件间的界面。2.人-机硬件界面硬件：是人机系统中为人所使用的各种有形体的机具构件研究人机界面就是要研究人与显示器、控制器达到理想的匹配3.人-机软件界面 在人机系统中，人与机器的信息交换，除了必须依靠硬件界面外，还需依赖软件（software）界面第四章人机界面设计二、视觉显示器的设计1.视觉显示器利用人的视觉通道传递信息的装置手表、电视机、计算器分类显示状态：动态、静态显示功能：定性、定量结构和显示方式：表盘指针式、信号灯、电 子显示器第四章人机界面设计第四章人机界面设计二、视觉显示器的设计2.视觉显示器的设计和选用原则：选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码显示精度与人的视觉辨认特征相适应尽量采用形象直观并于人的认知特点相匹配的显示格式尽可能实现综合显示目标和背景之间有适宜的对比关系具有良好的照明水平和系统兼容性第四章人机界面设计二、视觉显示器的设计3.视觉显示器空间特性的设计要求a.显示器的空间设置设定观察角度：水平视线偏15°为最佳观察角度视觉作业区：人眼对视野不同区域察觉和辨别能力有所不同，对于搜索作业中心视野优于边缘视野b.空间排列原则重要性原则、使用频数原则、功能原则、使用顺序原则c.显示器各元素的最小允许尺寸显示器尺寸往往是影响能见性和清晰度的重要原因。刻度标记：大、中、小刻度间距：刻度间距最好设计成与需要读出的最小单位在刻度盘上的读数一致，尽量避免内插读数第四章人机界面设计二、视觉显示器的设计4.视觉显示器的信息编码1、单维视觉编码用视觉刺激物的单一属性作为代码进行的信息编码称为单维视觉编码颜色、形状、线长、亮度、面积、闪光、字母等都可用作单维视觉编码２、多维视觉编码多维视觉编码指同时将两个以上刺激特征结合一起作为代码的视觉编码多维余度编码、多维复合编码第四章人机界面设计二、视觉显示器的设计5.符号标志符号标志的选择符号编码作为传递信息的编码具有简单、不受文化知识和语言差异限制的优点评价符号标志的适用性通常采用直选法、主观评价法、反应时法、混淆矩阵法符号设计中的知觉因素形-基分明、边界明显、闭合、简明、整体第四章人机界面设计三、听觉显示器的设计概述：听觉显示器是利用声音通过人的听觉通道向人传递信息的装置。声音听觉显示器、言语听觉显示器优缺点:易引起人的随意注意，反应速度快，不受照明条件限制信道容量低于视觉，对复杂信息模式的短时记忆保持时间较短第四章人机界面设计三、听觉显示器的设计1.听觉显示器设计的一般原则使它与人的听觉通道特征相匹配听觉刺激所代表的意义一般应与人们已经习惯的或自然的联系相一致避免采用声音的强度、频率、持续时间等信息代码的极端值信号的强度应高于背景的噪音尽量使用间歇和可变的声音信号，不同声音信号应当分时段呈现显示复杂的信息时可采用两级信号第四章人机界面设计三、听觉显示器的设计2.听觉信号编码在声音信号编码中，常使用声音的强度、频率、持续时间、方位等维度特征，人对不同声音信号的识别依赖于人对信号特征的绝对辨别能力。维度等级数强度4-5频率4-7持续时间2-3第四章人机界面设计三、听觉显示器的设计3.听觉告警信号a.听觉告警显示器的选择汽笛、雾角、蜂鸣器、哨子b.告警信号的选择1）告警信号的音高频率范围应以150-1000Hz为宜2）信号至少应该由4个主要频率组成3）信号尽量用谐音频率成分组成4）信号的主要频率成分中至少有2/5的谐音成分落入1000-4000Hz的频率范围内5）采用使信号基频滑移的方法向接受者传递紧急事件的信息第四章人机界面设计四、控制器的设计概述：控制器是人用以将控制信息传递给机器，使之执行控制功能的装置人也通过触觉和本体觉从控制器那里接受到完成作业所需要的反馈信息1.控制器的分类操作所用的身体器官或行为：手控制器、足控制器、言语控制器输入信息的特点：离散为选控制器、连续调节控制器运动方式：平移式控制器、旋转式控制器第四章人机界面设计四、控制器的设计2.控制器的编码七种方式：标论、颜色、大小、形状、表纹、操作方式和位置3.控制器的尺寸控制器的尺寸包括形状和大小等参数。由控制作业的要求、控制器的位置，在特定耦合条件下手的解剖特点、生物力学特征、人体测量尺寸等多种因素决定4.控制器的阻力操作者驱动控制器需要克服一定的阻力控制器阻力类型：弹性阻力、静摩擦力和滑动摩擦、粘滞阻尼、惯性第四章人机界面设计四、控制器的设计5.控制器的排列1）位置安排的优先权当具有许多控制器且它们不可能都安装在最佳操作区时，应该根据控制器的重要性和使用频数来确定它们的排列优先权2）功能组合与顺序排列具有相同功能的控制器或者所有与某一子系统相联系的控制器，只位置上构成一个功能整体。所有同类设备上功能相似的控制器应放在控制板的相对同一的位置上第四章人机界面设计6.按键的设计

按键的颜色应根据其功能决定：表示“停止”、“断电”或发生事故的按键应为红色；“起动”或“通电”的，应优先用绿色，不能用绿色时，允许用白灰或黑色键；按下为开，抬起为停或进级的，优先用黑色键，忌用红色键。第四章人机界面设计7.手控制器的形态语言第四章人机界面设计手控操作器的尺寸第四章人机界面设计第四章人机界面设计控制器间距第四章人机界面设计五.操作与显示的结合操纵器右移或右旋时，水平式代表的指针应右移，垂直式仪表的指针朝上移动。操纵器朝上或朝前移动时，显示器指针必须朝上或向右移动。操纵器右移或顺时计转动时，表示被控量增加，显示器应显示出增加。如果采用指针固定式定式显示器，则操纵器右移时，表盘应左移，而显示刻度应从左至右表示数值增加，以保让操纵器右移时读数增加的相应关系。操纵器朝上、朝前和向右移动时，显示器应显示读数增加，或者开关进入“开”的位置，反之亦然。第四章人机界面设计1、操作与显示的运动方向第四章人机界面设计2、显示与控制第四章人机界面设计重点难点解析1、人机界面的概念2、视觉显示器设计的原则3、听觉显示器设计的原则4、控制器设计的原则第四章人机界面设计本章讨论：1、讨论完善关于计算机人机界面的设计第四章人机界面设计2、案例分析右图是一个教室内空调设备的开关装置，空调风量的大小有强、中、弱三个阶段的控制，分别使用I、II、III的符码来表示。其中I表示强、II表示中、III表示弱。这种设计对于第一次使用这个空调开关的人而言，很容易会造成风量选择上的混淆。从风“量”的观点而言，一般人都会认为I代表最小的风量，III才是最大的风量，所以常常会在使用的过程中选择了错误的开关，使得教室内的同学因为温度过低而感觉到不适应的情况。第四章人机界面设计

这个问题应该是不当的符码设计造成使用者在概念兼容的混淆。你认为这个解释合理吗？在许多家电开关设计上是否您也碰到这种看似简单却又不合理的设计呢？你的改善意见为何？第四章人机界面设计建议参考资料：《现代心理学》，张春兴，东华书局（繁体字版）（台北），辞书出版社（简