人機(jī)課件3人體感知與信息處理

1、第三章 人體感知與信息處理 1 感覺與感覺特性 2 知覺與知覺特性 人體感知與信息處理 3 信息處理機(jī)能與能力 感覺與感覺特性 視覺 聽覺 嗅覺 味覺 膚覺 內(nèi)部感覺 感覺的基本規(guī)律 視覺 視覺機(jī)能 視角 視力 視野 視距 對(duì)比感度 顏色辨認(rèn) 立體視覺 視覺現(xiàn)象 視覺適應(yīng) 視覺殘留 炫光現(xiàn)象 視覺特性 視角 是指分辨細(xì)小的或遙遠(yuǎn)的物體及細(xì)微部分的視覺能力。 將能區(qū)分兩點(diǎn)的最小距離稱為視力。 視力 視野即眼球向正前方注視時(shí)，所能看到的空間范圍。 靜視野 注視野 動(dòng)視野 顏色視野 人機(jī)工程設(shè)計(jì)中，一般以靜視野為依據(jù)設(shè)計(jì)視覺顯示器。 視野 人眼與被觀察物之間的距離。 一般操作的視距為380760mm

2、，其中以560mm為佳 視距 色覺 亮度對(duì)比 臨界對(duì)比 對(duì)比感度 人眼對(duì)色彩的感覺有色調(diào)、亮度、色彩度(飽和度)3種性質(zhì) 在明視條件下，人眼最敏感的波長(zhǎng)是555nm(黃色);在暗視 條件下，人眼最敏感的波長(zhǎng)是507nm(綠色)。 顏色辨認(rèn) 雙眼同時(shí)注視物體、雙眼視線交叉于一點(diǎn)(注視點(diǎn))時(shí)，人 兩眼之間的距離造成兩眼看到的影像略有差異，這兩點(diǎn)將 信號(hào)轉(zhuǎn)入大腦視中樞合成一個(gè)物體完整的像，便可以感覺 到物體的空間方位。包括距離、深淺、凸凹、前后、高低 等相對(duì)位置，形成立體視覺，又稱雙眼深度覺。 立體視覺 暗適應(yīng)(dark adaptation) 明適應(yīng)(light adaptation) 顏色適應(yīng)(

3、color adaptation) 距離適應(yīng) 視覺適應(yīng) visual adaptation 正后像(positive afterimaw) 負(fù)后像(negative afterimaw) 視覺暫留 persistence adaptation 不舒適眩光 失能眩光 失明眩光 眩光現(xiàn)象 glare 視覺現(xiàn)象 人的水平視野比垂直視野要大得多，眼睛沿水平方向運(yùn)動(dòng)比沿垂直 方向運(yùn)動(dòng)快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂 直方向的物體，人眼對(duì)水平方向尺寸和比例的估計(jì)比對(duì)垂直方向尺 寸和比例的估計(jì)要準(zhǔn)確得多。 視線的變化習(xí)慣于從左到右、從上到下和順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。 當(dāng)眼睛偏離視中心時(shí)，在偏離距離

4、相等的情況下，人眼對(duì)左上限的 觀察最優(yōu)，依次為右上限、左下限，而右下限最差。 兩眼的運(yùn)動(dòng)總是協(xié)調(diào)的、同步的，在正常情況下不可能一只眼睛轉(zhuǎn) 動(dòng)而另一只眼睛不動(dòng)，一只眼睛視物而另一只眼睛不視物。 人眼對(duì)直線輪廓比對(duì)曲線輪廓更易于接受。 顏色對(duì)比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當(dāng)人從遠(yuǎn)處辨認(rèn)前方的多種 不同顏色時(shí)，其易辨認(rèn)的順序是紅、綠、黃、白。當(dāng)兩種顏色相配 在一起時(shí)，容易辨認(rèn)的順序是黃底黑字、黑底白字、藍(lán)底白字、 白底黑字等。 識(shí)別細(xì)節(jié)的信息要靠中央視覺，周圍視覺只能識(shí)別大致情況。 人眼要看清物體，必須注視，即雙眼同時(shí)停留在一個(gè)目標(biāo)上，并且 焦點(diǎn)也在此目標(biāo)上。 視覺特性 聽覺 聲音的三要素 聲強(qiáng)與響度

5、 頻率與音調(diào) 頻譜與音色 聽覺特性與現(xiàn)象 方位感 響度感 音調(diào)感 音色感 聚焦效應(yīng) 掩蔽效應(yīng) 聲音的三要素 聲強(qiáng)與響度 聲壓的強(qiáng)度即聲強(qiáng)。 響度也稱音量，是人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱和大小的主觀感受尺度 ，是客觀存在在主觀上的反應(yīng)。 響度還受頻率的影響。 頻率與音調(diào) 人耳對(duì)聲音高低的感覺稱為音調(diào)。音調(diào)主要與聲音的基音 頻率有關(guān)，但不成正比，而與響度一樣，也成對(duì)數(shù)關(guān)系。 頻譜與音色 音色是聽覺上區(qū)別具有同樣響度和音調(diào)的兩個(gè)聲音的主觀 感覺，也稱為音品。 音色主要由聲頻譜結(jié)構(gòu)決定，即由聲音的基頻和諧波的數(shù) 目以及它們之間的相互關(guān)系來(lái)決定。 聽覺特性與現(xiàn)象 方位感 時(shí)間差效應(yīng) 聲強(qiáng)差效應(yīng) 響度感 對(duì)數(shù)式特性 可

6、聽聲低音頻段20160Hz(3倍頻)；中音頻段160 2500Hz(4倍頻)；高音頻段250020000Hz(3倍頻) 低頻遲鈍現(xiàn)象 音調(diào)感 指數(shù)式特性 音色感 記憶力、分辨力、音色感 聚焦效應(yīng) 人耳的聽覺可以從眾多的聲音中聚焦到某一點(diǎn)上。 掩蔽效應(yīng) 人的耳朵只對(duì)最明顯的聲音反應(yīng)敏感。 嗅覺 嗅覺是由化學(xué)氣體刺激嗅覺感受器而引起的感覺。嗅覺的 刺激物必須是氣體物質(zhì)。 人類的基本嗅覺有4種：香、酸、糖味和腐臭 人的嗅覺具有以下特性 在幾種不同的氣味混合同時(shí)作用于嗅覺感受器時(shí)，可 以產(chǎn)生不同情況。一種是產(chǎn)生新氣味，一種是代替或 掩蔽另一種氣味，也可能產(chǎn)生氣味中和，混合氣味就 完全不引起嗅覺。 當(dāng)嗅

7、覺器官長(zhǎng)時(shí)間受某種氣味的刺激后，對(duì)此氣味的 感覺就會(huì)逐漸減弱直至完全適應(yīng)而無(wú)所感受，這種現(xiàn) 象稱為嗅覺適應(yīng)。 嗅覺時(shí)常會(huì)伴有其他感覺的混合。 味覺 由溶解性化學(xué)物質(zhì)刺激味覺感受器而引起的感覺。 基本味覺有4種即酸、甜、苦、咸。 最適宜的味覺產(chǎn)生的溫度是1040度，30度最敏感。 味覺的相互作用，包括 味的對(duì)比現(xiàn)象指兩種或兩種以上的呈味物質(zhì)，適 當(dāng)調(diào)配，可使某種呈味物質(zhì)的味覺更加突出的現(xiàn)象。 味的相乘作用指兩種具有相同味感的物質(zhì)進(jìn)入口 腔時(shí)，其味覺強(qiáng)度超過(guò)兩者單獨(dú)使用的味覺強(qiáng)度之和 ，又稱為味的協(xié)同效應(yīng)。 味的消殺作用指一種呈味物質(zhì)能夠減弱另外一種 呈味物質(zhì)味覺強(qiáng)度的現(xiàn)象，又稱為味的拮抗作用。

8、味的變調(diào)作用指兩種呈味物質(zhì)相互影響而導(dǎo)致其 味感發(fā)生改變的現(xiàn)象。 膚覺 觸覺 觸壓覺 觸摸覺觸覺運(yùn)動(dòng)覺主動(dòng)觸覺 接觸覺 壓覺 被動(dòng)觸覺 溫度覺 由冷覺與熱覺兩種感受不同溫度范圍的感受器感受外界環(huán)境中的溫 度變化所引起的感覺。 熱覺 冷覺 痛覺 與其他膚覺如觸、壓、冷、熱等相結(jié)合。其他膚覺可因刺激的增強(qiáng) 而發(fā)生性質(zhì)變化，轉(zhuǎn)化為痛覺。 皮膚痛 深部痛 內(nèi)臟痛 內(nèi)部感覺 機(jī)體覺 是有機(jī)體內(nèi)部環(huán)境變化作用于內(nèi)臟感覺器官而產(chǎn)生的內(nèi)臟 器官活動(dòng)狀態(tài)的感覺，也叫內(nèi)臟感覺。 餓、飽、渴、痛、惡心、便意感覺 平衡覺 是有機(jī)體在作直線加減速運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，能保持身體 平衡并知道其方位的一種感覺。 暈船、暈車 運(yùn)

9、動(dòng)覺 是反映身體運(yùn)動(dòng)和位置狀態(tài)的感覺，也叫本體感覺。 感覺的基本規(guī)律 感受性(sensitivity)和感覺閾限(sensorythreshold) 絕對(duì)感受性和絕對(duì)感覺閾限 差別感受性和差別感受閾限 差別感覺閾限（I）與原刺激量即最初的標(biāo)準(zhǔn)刺激強(qiáng)度 (I)的比值是一個(gè)常數(shù)K I/I=K K值越小表示該種感覺對(duì)差別越敏感 感覺的基本規(guī)律 感覺的適應(yīng)(sensory adaptation) 就是在刺激強(qiáng)度不變的情況下，感覺器官持續(xù)一段刺激后 ，感覺會(huì)漸漸減小甚至消失的現(xiàn)象。 感覺的相互作用(sensory interaction) 1)不同感覺器官感覺之間的相互作用 2)同一感覺器官感覺的相互作

10、用 人的感受性在實(shí)踐中不斷發(fā)展 運(yùn)動(dòng)員等 知覺與知覺特性 物體知覺 空間知覺 時(shí)間知覺 運(yùn)動(dòng)知覺 錯(cuò)覺 視錯(cuò)覺 形重錯(cuò)覺 時(shí)間錯(cuò)覺 方位錯(cuò)覺 知覺的基本規(guī)律 選擇性 整體性 理解性 恒常性 知覺 是人腦對(duì)直接作用與感覺器官的客觀事物和主觀狀況整體的反映。 感覺與知覺的區(qū)別在于，感覺反應(yīng)客觀事物的個(gè)別屬性，知覺反應(yīng) 客觀事物的整體。 知覺感覺 看到顏色 聽到聲音 聞到氣味 看到一個(gè)蘋果 聽到一首樂(lè)曲 聞到一種花香 物體知覺 空間知覺 是物體的空間特性在人腦中的反映，它是由視覺、觸摸覺 、動(dòng)覺等多種感覺系統(tǒng)協(xié)同活動(dòng)的結(jié)果。 (l)形狀知覺指對(duì)物體形狀特征的反映，靠視覺、觸摸覺 和動(dòng)覺來(lái)判斷物體的形

11、狀。 (2)大小知覺判斷物體的大小，主要靠視覺，并得到觸摸 覺和動(dòng)覺的支持。 (3)深度知覺包括判斷觀察者到物體的絕對(duì)距離，即距離 知覺；又包括判斷一個(gè)物體不同部分之間的相對(duì)距離，即 立體知覺。深度知覺也依賴于視覺、觸摸覺和動(dòng)覺來(lái)加以 判斷。 (4)方位知覺指對(duì)空間方向、位置等屬性的反映。依靠視 、聽、觸、動(dòng)、平衡覺等協(xié)同活動(dòng)，來(lái)判別物體所處的方 位。 物體知覺 時(shí)間知覺 是對(duì)客觀現(xiàn)象的延續(xù)性和順序性的反映。 運(yùn)動(dòng)知覺 這是人腦對(duì)物體空間移動(dòng)和移動(dòng)速度的知覺，運(yùn)動(dòng)知覺跟 空間知覺及時(shí)間知覺有不可分割的關(guān)系。 錯(cuò)覺 錯(cuò)覺是在客觀事物刺激作用下產(chǎn)生 的對(duì)刺激的主觀歪曲的知覺。 視錯(cuò)覺 形重錯(cuò)覺 時(shí)

12、間錯(cuò)覺 方位錯(cuò)覺 局部 放大 馮特錯(cuò)覺 黑林錯(cuò)覺 波根多夫錯(cuò)覺 艾賓浩斯錯(cuò)覺 大小恒常錯(cuò) 兩可圖形與五子十童圖 不可能圖形與標(biāo)志設(shè)計(jì) 大小錯(cuò)覺與器皿設(shè)計(jì) 知覺的基本規(guī)律 知覺的選擇性(selectivity of perception) 人能迅速地從背景中選擇出知覺對(duì) 象。 影響視知覺的選擇性的因素 (1)對(duì)象和背景的差別越大，對(duì)象就 越容易從背景中區(qū)分出來(lái)。 (2)在固定不變的背景上，運(yùn)動(dòng)的物 體容易被知覺為對(duì)象。 (3)知覺的選擇性也明顯受到知覺者 的需要、興趣、愛好、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的 影響。 知覺的基本規(guī)律 知覺的整體性(wholeness of perception) 當(dāng)客觀事物的個(gè)別屬性作

13、用于人的感官時(shí)，人能夠根 據(jù)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)把它知覺為一個(gè)整體，這就是知覺的整體 性。 影響視知覺的整體性的因素 接近性(proximity)：凡距離相近的物體容易被知 覺組織在一起；（a） 相似性(simlilarity)：凡形狀或顏色相近的物體 容易被組織在一起；(b) 連續(xù)性(continuity)：凡能夠組成一個(gè)連續(xù)體的 刺激容易被看成一個(gè)整體；(c) 封閉性(closure)：人傾向于將缺損的輪廓加以補(bǔ) 充，使知覺成為一個(gè)完整的封閉圖形；(d) 良好圖形(goodness)：具有簡(jiǎn)明性、對(duì)稱性的客 體更容易被知覺。(e) 知覺的基本規(guī)律 知覺的理解性(understanding of perception) 指的是人在知覺某一客觀對(duì)象時(shí)，總是利用已有的知 識(shí)經(jīng)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)它。 人往往一時(shí)很難理解這個(gè)圖形的內(nèi)容，但如 果得知這是英文FLY，知覺它的內(nèi)容就容易了 知覺的基本規(guī)律 知覺的恒常性(constancy of perception) 當(dāng)知覺的條件在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，知覺的映象仍然相對(duì) 地保持不變(無(wú)論是形狀、大小、顏色還是亮度)，這就是 知覺的恒常性。 信息處理機(jī)能 用信息的觀點(diǎn)解釋人的認(rèn)知過(guò)程，人則可以