第三章第一节人的生理因素与安全-ppt=安全人机工程学=湖南工学院

第三章

人的生理心理因素

及生物力学特性感知系统在人机交互的作用生理因素心理因素疲劳与恢复生物力学

特性本章学习内容：第一节人的生理因素与安全本节学习内容：一、感觉和知觉的定义及特征二、视觉机能及其特征四、其他感觉机能及其特征三、听觉机能及其特征五、人的反应时间一、感觉和知觉的定义及特征内容：1、感觉和知觉的基本概念2、感觉的基本特征3、知觉的基本特征1、感觉和知觉的基本概念感觉知觉1、感觉和知觉的基本概念感觉知觉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，是感官受到光、声、味、温度等物理化学刺激而得到的主观经验。人的感觉包括视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉、运动觉、本体觉等。1、感觉和知觉的基本概念感觉知觉感觉是人们了解外部世界的主要渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。人的认识从感觉开始，也是知觉、思维、情感等复杂心理现象的基础和前提1、感觉和知觉的基本概念感觉知觉知觉是人对事物的各个属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的反映。知觉并不是感觉的简单相加，而是由各种感官联合活动所产生的有机综合。知觉内涵知觉（perception）：是客观事物直接作用于感官而在头脑中产生的对事物整体的认识。理解知觉是事物直接作用于感官而产生的。知觉以感觉为基础，但不是后者的简单相加。知觉包含了觉察、分辨和确认等一系列过程。区别：1.反映的属性不同。2.产生的生理机制不同。3.产生的影响因素不同。联系：1.感觉和知觉同属于人的认识过程的初级形式，都是对当前客观事物的反映。2.感觉是知觉的基础，没有感觉就不会产生知觉。感觉、知觉的联系与区别首先被感觉；是知觉的前提、基础；感觉的性质较多的取决于刺激物的性质；反映的是客观事物的个别属性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。受到人的知识、经验、情绪、态度等制约和影响；反映的是客观事物的整体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”。感觉知觉感知2、感觉的基本特征

感受性与感觉阈限最大阈值感官与刺激关系感觉的相互作用适应2、感觉的基本特征

（1）感受性感受性与感觉阈限最大阈值感官与刺激关系感觉的相互作用适应感受器都有一定的感受性和感觉阈限。感受性是指有机体对适宜刺激的感觉能力。感觉阈限是指刚好能引起某种感觉的刺激值。感觉阈限越低，感觉越敏锐。人体的各种感觉器官都有各自的对某一种能量形式的最敏感，能够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。(1)

感受性感受性（sensitivity）：对于刺激物的感觉能力，或感觉的灵敏程度感觉阈限（sensorythreshold）：能引起感觉的的刺激量。绝对感受性（absolutesensitivity）：人的感官觉察刚刚能引起感觉的最小刺激量的能力。

绝对感觉阈限（absolutesensorythreshold）：刚能引起感觉的最小刺激量；

差别感受性（differencesensitivity）：人的感官觉察刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量的感觉能力；差别感觉阈限（differencesensorythreshold）：刚刚能引起差别感觉的刺激物间的最小差异量。感觉类别

Subtitle人类重要感觉的绝对阈限

视觉听觉味觉嗅觉触觉感觉类别

静室内20英尺外表的滴答声2加仑水中一匙糖的甜味一滴香水弥散在三个房间的香味一片蜜蜂翅膀从一厘米高处落在面颊上晴朗的黑夜中30英里外的烛光绝对阈限

绝对感觉阈限感觉阈下限刚刚能引起感觉的最小刺激量。感觉阈上限能产生正常感觉的最大刺激量。绝对感觉阈值能被感觉器官所感受的刺激强度范围。如：声音频率低20Hz或高20000Hz时就听不到了，这两点便分别称为下限或上限。差别感觉阈限差别感觉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刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别量。如在100g重的物体上至少需要再增减3～4g，人们才能觉察出重量的变化。增减的3～4g，就是重量的差别感觉阈限。

如果刺激超过一定强度(最大阈值)时，刺激不仅无效，还会引起不适或痛觉，甚至产生损伤。最大阈值感官与刺激关系

一种感官只能接受一种刺激，如眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。如果同时使用视觉和听觉，感觉印象保持的时间较长。感觉的相互作用

感官对刺激的感受能力受其他刺激的干扰而降低，这一特性叫感觉的相互作用。如果同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它；例如：同时输入两个视觉信息，人往往只倾向于注意其中一个而忽视另一个；如同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个信息的辨别能力将降低50％；当视觉信息与听觉信息同时输入时，听觉信息对视觉信息的干扰较大，视觉信息对听觉信息的干扰较小。适应

感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。例如“入兰芝之室而不闻其香”。1）感觉适应（sensoryadaptation）：由于刺激物对感受器的持续作用而引起感受性变化的现象。2）感觉对比（sensorycontrast）：同一感受器接受不同的刺激而使感受性发生变化的现象。3）感觉融合（sensorymix）：是两个以上的刺激同时作用而产生一个新的感觉现象。4）感觉间的相互作用（sensoryinteraction）对某种刺激的感受性，由于同时受到刺激的其它感受器的机能状态的影响而发生变化的现象(2)感受性的变化规律3、知觉的基本特征

知觉的整体性

知觉的理解性知觉的恒常性知觉的选择性

知觉对象一般由许多部分组成，各部分有不同的属性与特征。人们由于有一定的知识经验，加上某些思维习惯，总是把对象感知为一个统一的整体，而不是把对象的各部分感知为孤立的东西。如图而会看成是一个圆。不会看成是虚线组合。

在感知不熟悉的对象时，则倾向于把它感知为具有一定构成意义的整体。在这种情况下，影响知觉整体性的因素有以下几个方面：①、接近在图a中，圆点被看成是个纵行，因为圆点的排列在垂直方向上比水平方向上明显接近。②、相似在图b中，点之间的距离是相等的，但同一横行各点颜色相同，由于相似组合作用的结果，这些点被看成为五个水平横行。设计中利用这一特性进行图形设计，如图2—4。③、封闭如图c所示，由于封闭因素的作用，把两个距离较近的点串连起来，认知成两个封闭图形——长方形。④、连续如图d所示由点的连续影响，图中的点被知觉成一个人的图形。3、知觉的基本特征

知觉的整体性

知觉的理解性知觉的恒常性知觉的选择性

人们往往根据自己过去获得的知识和经验去理解和感知现实的对象。

在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征称为知觉的理解性。由于知觉具有理解性，因此人们在知觉某一事物时，就会把他们以往所习得的与事物相关的知识经验带入知觉过程中，以便取得事物的深刻认识。语言的指导能唤起人们已有的知识和过去的经验，使人对知觉对象的理解更快、更全面。例：如图所示的双关图形，提示者可以把它提示为年轻的妇女、也可以提示为老年妇女，这个随着提示者的语言可以形成不同的图形。你能在叶子中间找到三个隐藏的侧面人像吗

3、知觉的基本特征

知觉的整体性

知觉的理解性知觉的恒常性知觉的选择性当知觉的客观条件在一定范围内改变时，知觉印象仍然保持相对的稳定性。如阳光下煤块的反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们仍然把粉笔看成白的，把煤块看成黑的，不会颠倒黑白。这一知觉特性使我们能够全面、真实、稳定地反映客观事物。

知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性，叫知觉的恒常性。⑴大小恒常性

看远处物体时，人的知觉系统裣了视网膜映象的变化，因而知觉的物体是其真正的大小。例如，在5m远和10m远处看一位身高1.8m的人，虽然视网膜上的映象大小是不同的，但总是把他感知为一样高，即在一定限度以内，知觉的物体大小不完全随距离而变化，表现出知觉大小的恒常性。⑵形状恒常性

是指看物体的角度有很大改变时，知觉的物体仍然保持同样形状。形状恒常性和大小恒常性可能都依靠相似的感知过程。保持形状恒常性最起作用的线索是带来有关深度知觉信息的线索，如倾斜、结构等。

⑶明度恒常性

一件物体，不管照射它的光线强度怎么变化，而它的明度是不变的。决定明度恒常性的重要因素是，从物体反射出来的光的强度和从背景反向出来光的强度的比例，只要这一比例保持恒定不变，明度也就保持恒定不变。因此，邻近区域的相对照明，是决定明度保持恒定不变的关健因素。⑷颜色恒常性

因为缘大多数物体之所以可见，是由于它们对光的反射，反射光这一特征赋予物体各种颜色。一般说来，即使淘汰的波长变动幅度相当宽，只要照明的光线既照在物体上也照在背景上，任何物体的颜色都将保持相对的恒常性。如无论在强光下还是在昏暗的光线里，一块煤看起来总是黑的。3、知觉的基本特征

知觉的整体性

知觉的理解性知觉的恒常性知觉的选择性人总是有选择地把少数刺激作为知觉对象，对它们的知觉格外清晰，并把它们组成一整体，而对同时起作用的其余刺激的反映则模糊笼统。知觉的这种特性称为知觉的选择性。被选出的形成清晰知觉的事物称为知觉对象，而其它事物与背景，会因为知觉的选择性而相互变动。

人在感知时，同时作用于感觉器官的事物是很多的，可人却不可能同时知觉这些事物或清楚地知觉每一事物。人们总是按各自的需要或目的主动地有意识选择其中的少数事物作为知觉对象，对其产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的其他事物则呈现模糊的知觉映象，从而作为衬托对象的背景，这种把某些对象从背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特性，叫知觉选择性。知觉对象与背景在一定条件下是可以相互转换的，如图2—4所示的“鲁宾之杯”反转图形，若以黑色为知觉对象，白色为背景，是一个花瓶，反之，则为两个面对面的人头像。

在知觉时，把某些对象从某背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特性，叫知觉的选择性。从知觉背景中区分出对象来，一般取决于下列条件：１)、对象和背景的差别２)、对象的运动３)、主观因素1)对象和背景的差别

对象和背景的差别越大（包括颜色、形态、刺激强度等方面），对象越容易从背景中区分出来，并优先突出，给予清晰的反映，反之，就难予区分．例如，重要新闻用红色套印或用特别的字体排印就非常醒目，特别容易区分。2)对象的运动

在固定不变的背景上，活动的刺激物容易成为知觉对象。例如，航道的航标用闪光作信号，更能引人注意，提高知觉效率。3)主观因素

主观因素，如任务、目的、知识、经验、兴趣、情绪等因素不同时，选择的知觉对象便不同。二、视觉的机能和特征内容：1、视觉的基本概念2、视觉的基本参数3、视觉特征4、视觉损伤与视觉疲劳5、视觉的运动规律

在人们认知世界的过程中，大约有80%的信息是通过视觉系统获得的，14%来自耳朵，6%来自其他器官。因此，视觉系统是人与外界相互联系的最主要途径。1、视觉的基本概念⑴视觉三要素——视觉物体、光、视觉器官1、视觉的基本概念⑵

视觉器官：眼球么是虹膜？虹膜和我们有什么关系

来自物体的反射光首先通过瞳孔进入眼球，经折光装置到达视网膜在视肉膜上形成清晰的物像，由于视网膜中的视杆细胞和视锥细胞含有感光物质，在光刺激的作用下，可发生光化学反应，从而使光能转换为生物电能，引起视细胞产和神经冲动。视神经传至大脑皮质。经大脑皮质的加工处理，便形成视觉映象。

视网膜是眼睛的感光装置。包括视细胞层、双极细胞层和节细胞层。各层细胞形成突角联系，视细胞层内含感受光刺激的视细胞——视杆细胞和视锥细胞，在视网膜的中央部分，有一凹陷称为中央窝以外的整个视网膜上，其功能为眼睛在昏暗光线下看见东西的主要神经元，对光刺激极为敏感。光的刺激使杆状细胞产生神经冲动，神经冲动经视神经传导到大脑的视觉区，从而获得视觉经验。由于中央窝处没有杆状细胞，故而在晚上或较昏暗处看东西时，必须以侧视方式，让光线进到中央窝附近含有杆状细胞的地方，才会获得较好的视觉效果。锥体细胞对光线的敏感度较低，其数量较杆状细胞为少，主要集中在中央窝附近，主要感受强光和颜色的刺激，如果在视网膜上缺少一种或数种锥体细胞，即会产生色盲现象。3）视觉刺激3）视觉刺激眼能感受到的电磁波长为380-780毫微米的可见光。一般光源发出的光包含多种波长，称为多色光，人眼可分辨的光色约有120多种。强度效应是指光的刺激强度只有达到一定强度才能引起视感觉的特性。人眼能够感受的光的强度从几个勒克司到10000勒克司。4）视觉机制虹膜据光线强弱调节瞳孔大小，相当于相机的可调光圈；晶状体相当于透镜，使影像落在视网膜上；视网膜相当于感光胶片；视网膜内壁有视杆（弱光下起感觉，分布在视网膜中心以外的边缘区域）和视锥细胞（在强光下作用分辨颜色功能，密集且分布在黄斑中央）；（由于黄斑区甚小，即时看清看细只很小的区域，通过眼球周围肌肉转动眼球，使被视对象不同部位的影像迅速依次落在黄斑区，才看清被视物体较大的范围，这个过程叫做目光巡视）2、视觉的基本参数1）视角2）视力3）视野4）视距5）色觉衡量视觉机能的参数1）、视角视角是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。视角与观察距离及被观察物体的两端点间的直线距离有如下关系：式中：a—视角，用（1/分，1/ˊ）表示，即（1/60度，1/60°）；D—被观察物体两端点间的直线距离；L—眼睛至被观察物体间的距离。2）视力眼睛能分辨被看物体最近两点的视角，称为临界视角视力是表征人眼对物体细部识别能力的一个生理尺度，以最小视角的倒数表示：检查人眼视力的标准规定，最小视角为1时视力等于1.0，此时视力为正常。3）视野

视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类。①静视野——在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围；

②注视野——在头部固定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范围；③动视野——头部固定而自由转动眼球时的可见范围在人的三种视野中，注视范围最小，动视野范围最大。人机工程中，一般以静视野为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳①、静视野（Ⅰ）垂直面视野在垂直面内的静视野最大范围角度为120°，以视水平线为准，最大仰角为50°，最大俯角为70°。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。（Ⅱ）水平面视野在水平面内双眼总的最大视野是200度，就单眼而言，以视中心线为准，向内侧为60度，向外侧为100度。（Ⅲ）有效视野在视野边缘上，人只能模糊的看到有无物体存在，但辨不清其详细形状。能够清楚辨认物体形状的视野为有