第一章视觉显示器设计中人的因素

视觉显示器设计中人的因素

华东师范大学心理与认知科学学院房慧聪E-mail:hcfang@新闻事件解读公安部：闯黄灯行为以教育为主暂不处罚2013年01月07日07:44京华时报京华时报听众：908651人+收听已收听最新消息9月7日14:09[导读]自“史上最严交规”实施以来，社会针对“闯黄灯扣6分”一条的关注度，已远远超过其他“严规”。昨天，公安部表态称，要求各地交管部门对“闯黄灯”行为以教育为主，暂不处罚。【黄灯微体验】小编下午驾车在北京体验了下“黄灯规则”，心理戒备充分下，仍闯黄三次，原因均为在距停车线5米内突然绿变黄。这三次，小编车速均在35公里上下。此种情况下除非一脚跺死，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30米内时，车速降至10公里内，以保随时能正常刹住。内容提要视觉基本特性概述视觉显示器的分类与设计原则视觉显示器的信息编码表盘式仪表显示中的人因素电子显示器设计使用中的人因素信号灯设计中的人因素字符标志设计中的人因素一、视觉基本特性概述视觉空间特性视野视敏度视觉的空间累积作用视觉时间特性曝光能量的时间累积作用暗适应和光适应闪光融合视觉光谱特性

颜色视觉与对比

眼球的主要解剖结构试试看：盲点在哪里？

+

@要“看到”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“+”。使纸缓慢地远离你，一直注视着符号“+”。符号“@”将在某个时刻消失。传统的飞行仪表飞行姿态仪位于中间靠上的位置其他与控制高度（实线框内的仪表）和倾斜度（虚线框内的仪表）有关的显示器放在了姿态仪四周。位于最上端的三个仪表和中间的仪表构成了“T”字形，这是美国联邦航空局（FAA）指定的所有座舱设计中呈现此类信息时的固定布局方式。CIE色度表示法靠近图中心的C代表白色的坐标位置，其x、y、z坐标值相等，均等于0.333。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，并确定其主波长和纯度（饱和度）。例如，有Q、S两个颜色，其色度坐标Q色为x=0.15，y=0.55；S色为x=0.48，y=0.40。它们分别定位于图中的Q点和S点。可从C通过S作一直线交光谱轨迹于O点，则O点相应的光谱波长（590纳米）就是S色的主波长，可知S色的色调为不饱和的橙色，其纯度可用S在CO连线上的位置表示。S越靠近C点表明纯度越低，越靠近O点表明纯度越高。图中S点位于从C到O连线的66%的地方，因此纯度为66%。同样可按此法求出Q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T）。CIE1931色度图颜色知觉与设计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8%的男性和稍低于0.5%的女性有颜色感知障碍，难以区分某些颜色对（Wolfmaier,1999）。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二、视觉显示器的分类与设计原则视觉显示器的类型

1、动态显示器/静态显示器2、定性显示器/定量显示器3、表盘－指针/信号灯/电子显示器4、读数/核查/告警/追踪/调节显示器基本要求：鲜明醒目、清晰可辨、明确易懂视觉显示器设计的工效学原则－视觉显示器的选择

－视觉显示器设计中的人机匹配原则

1、选择最适宜的维度作为传递信息的代码，并将视觉代码的数目限制在人的绝对判别能力的允许范围之内；2、使显示精度与人的视觉辨认能力相适应；3、尽量采用形象直观的显示方式；4、尽量采用与所表示意义有内在联系的显示方式；5、对同时呈现的有关联的信息尽可能采用综合显示；

6、目标和背景之间要有适宜的对比关系；7、应有良好的照明性质和适宜的照明水平，避免眩光；8、根据任务的性质和使用条件，确定显示器的尺寸和位置；9、应使同时使用的显示器在信息编码上尽可能互相兼容；10、显示器与相应的控制器在空间关系和运动关系上应相互兼容。三、视觉显示器的信息编码视觉编码

－定义用不同的视觉刺激或刺激属性表示不同涵义的方法称为视觉编码，用作视觉编码的刺激称作视觉代码。

－视觉编码分类单维视觉编码多维视觉编码多维余度编码多维复合编码单维视觉编码

－定义

指用视觉刺激物的单一属性作为代码进行的信息编码。－类别

颜色编码：最佳数目（≤6种）；照明条件形状编码：最佳数目（≤5种）；形状代码选择线长（≤5）、角度（≤12）、面积（3）、亮度（2）、闪光（2）、数目（4）、数字或字母

－不同编码方式的传信效率多维视觉编码－定义指同时将两个以上视觉刺激特征结合起来作为代码的编码方式。－类别多维余度编码：用2个或2个以上视觉刺激特征表示同一信息。多维复合编码：2个或多个视觉刺激结合，并且不同特征代表不同信息。（Note：复合编码中的代码兼容性）

四、表盘式仪表显示中的人因素表盘－指针式仪表显示器

－表盘设计

表盘形状、表盘尺寸、表盘与指针的运动关系－刻度标记设计

刻度间距、刻度尺寸、刻度数进级、表盘数字定位

－指针设计

指针形状、指针尺寸、指针颜色－仪表排列原则

仪表放置的位置：重要性、使用频次仪表排列的顺序：使用顺序仪表排列的范围：水平视野/垂直视野、象限仪表功能分区：功能原则仪表显示与控制兼容－仪表板的空间布置

五、电子显示器设计使用中的人因素CRT－电子显示的亮度

显示亮度（100cd/m2）、亮度对比度

－分辨率

指视觉图像单位面积内包含的最小可辨细节数，一般以屏幕上每厘米或每毫米高度包含的扫描线数表示。（≥5线/毫米）

－扫描速度（帧频）

指每秒种刷新图像的次数。（≥60赫）－颜色朱祖祥等关于CRT颜色显示的工效学实验自变量：显示背景、字符颜色评价指标：速度、视疲劳、主观评价六、信号灯设计中的人因素信号灯亮度

1、绝对亮度

2、亮度对比度

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，应服从高强环境光的要求。信号灯编码

1、多维余度编码优于单维编码

2、常用代码：颜色、形状、符号、文字、闪光信号灯的位置安排

1、重要性原则2、多个告警信号灯综合显示七、字符标志设计中的人因素字符设计1、字体设计2、字型设计3、字高宽比4、笔画宽度5、字符大小标志设计

标志是指用来传递特定信息的图形、符号或标记物。

1、易理解

2、清晰醒目

标志设计中的知觉因素3、统一性

思考题上海地铁标识系统设计调研。视觉显示器设计的基本原则和工效学要求？什么是视觉编码？视觉编码的基本方式有哪些？表盘式仪表的排列原则？CRT设计及使用中的人因素？信号灯设计的颜色要求？字符设计中应考虑哪些人因素？标志设计中应注意哪些知觉因素的影响？

颜色代码的数目与照明条件形状代码的选择视觉辨认中不易混淆的15种几何图形

（Harold,Cott,&Kinkade,1972）不同编码方式的传信效率复合编码中的代码兼容性（采自McCormick&Sanders,1982）表盘设计信号灯设计的颜色要求应采用较高饱和度的颜色代码所用代码之间不易发生混淆在需要多处使用颜色信号灯的人机系统中，相同颜色在意义上应尽量保持一致性信号灯颜色的含义应具有良好的概念兼容性

e.g.《我国电工成套装置指示灯颜色及其含义》我国电工成套