視覺顯示器設計

1、主講：姚遠主講：姚遠 公安部：闖黃燈行為以教育為主公安部：闖黃燈行為以教育為主 暫不處罰暫不處罰 20132013年年0101月月0707日日07:4407:44京華時報京華時報 導讀導讀 自自“史上最嚴交規(guī)史上最嚴交規(guī)”實施以來，社會針實施以來，社會針 對對“闖黃燈扣闖黃燈扣6 6分分”一條的關注度，已遠遠超一條的關注度，已遠遠超 過其他過其他“嚴規(guī)嚴規(guī)”。昨天，公安部表態(tài)稱，要。昨天，公安部表態(tài)稱，要 求各地交管部門對求各地交管部門對“闖黃燈闖黃燈”行為以教育為行為以教育為 主，暫不處罰。主，暫不處罰。 【黃燈微體驗黃燈微體驗】小編下午駕車在北京體驗了小編下午駕車在北京體驗了 下下“黃燈規(guī)

2、則黃燈規(guī)則”，心理戒備充分下，仍闖黃，心理戒備充分下，仍闖黃 三次，原因均為在距停車線三次，原因均為在距停車線5 5米內突然綠變黃。米內突然綠變黃。 這三次，小編車速均在這三次，小編車速均在3535公里上下。此種情公里上下。此種情 況下除非一腳跺死，只能保持原速過路口。況下除非一腳跺死，只能保持原速過路口。 總結：若百分百不闖黃，只能在進入距燈總結：若百分百不闖黃，只能在進入距燈3030 米內時，車速降至米內時，車速降至1010公里內，以保隨時能正公里內，以保隨時能正 常剎住。常剎住。 構成：視覺系統(tǒng)由眼、構成：視覺系統(tǒng)由眼、 視神經、視束、皮層下視神經、視束、皮層下 中樞和視皮層等部分組中樞

3、和視皮層等部分組 成成 功能：實現(xiàn)著視覺信息功能：實現(xiàn)著視覺信息 的產生、傳遞和加工等的產生、傳遞和加工等 三種過程。三種過程。 視網(wǎng)膜，是一層透明薄膜，視網(wǎng)膜，是一層透明薄膜， 因脈絡膜和色素上皮細胞因脈絡膜和色素上皮細胞 的關系，使眼底呈均勻的的關系，使眼底呈均勻的 橘紅色橘紅色。后界位于視乳頭。后界位于視乳頭 周圍，前界位于鋸齒緣，周圍，前界位于鋸齒緣， 其外面緊鄰其外面緊鄰脈絡膜脈絡膜，內面，內面 緊貼緊貼玻璃體玻璃體。 視網(wǎng)膜就像一架照相機里視網(wǎng)膜就像一架照相機里 的的感光底片感光底片，專門負責感，專門負責感 光成像。當我們看東西時，光成像。當我們看東西時， 物體的影像通過物體的影像

4、通過折光系統(tǒng)折光系統(tǒng)， 落在視網(wǎng)膜上。落在視網(wǎng)膜上。 視網(wǎng)膜周邊部位往往是視網(wǎng)膜周邊部位往往是 幾個視感受細胞與幾個視感受細胞與1 1個雙個雙 極細胞聯(lián)系，幾個雙極極細胞聯(lián)系，幾個雙極 細胞又與細胞又與1 1個神經節(jié)細胞個神經節(jié)細胞 相關。因此視敏度較差相關。因此視敏度較差。 在在視網(wǎng)膜中央凹視網(wǎng)膜中央凹只有視只有視 錐細胞，每個視錐細胞錐細胞，每個視錐細胞 只與只與1 1個雙極細胞相聯(lián)系，個雙極細胞相聯(lián)系， 而這個雙極細胞又與而這個雙極細胞又與1 1個個 神經節(jié)細胞相聯(lián)系。因神經節(jié)細胞相聯(lián)系。因 此中央凹視敏度最高。此中央凹視敏度最高。 + + 要要“看到看到”視網(wǎng)膜缺口，遮住你的左眼，將畫

5、好上視網(wǎng)膜缺口，遮住你的左眼，將畫好上 述符號的紙舉到面前，然后用右眼注視著符號述符號的紙舉到面前，然后用右眼注視著符號“+”“+”。 使紙緩慢地遠離你，一直注視著符號使紙緩慢地遠離你，一直注視著符號“+”“+”。符號。符號 “”“”將在某個時刻消失。將在某個時刻消失。 視野視野 視敏度視敏度 視覺的空間累積作用視覺的空間累積作用 視野（視野（visual fieldvisual field）：單眼固定注視正前方一）：單眼固定注視正前方一 點時，此時該眼所能看到的外界范圍。點時，此時該眼所能看到的外界范圍。 視野的大?。ㄓ媒嵌缺硎荆阂曇暗拇笮。ㄓ媒嵌缺硎荆?視力或視敏度視力或視敏度visu

6、al acuityvisual acuity：眼睛分辨物體細：眼睛分辨物體細 微結構的最大能力。通常用被辨別物體最小微結構的最大能力。通常用被辨別物體最小 間距所對應的間距所對應的視角的倒數(shù)視角的倒數(shù)表示。表示。 中央凹處視敏度最大中央凹處視敏度最大 人眼接收光線刺激時，人對光能量的感受性人眼接收光線刺激時，人對光能量的感受性 會隨著光刺激面積的增大而提高。視覺感受會隨著光刺激面積的增大而提高。視覺感受 光的光的絕對閾限絕對閾限取決于光的取決于光的亮度和面積亮度和面積的乘積。的乘積。 Ec = kALEc = kAL ( (李科定律李科定律 RiccosRiccos Law)Law) 暗適應：

7、人從亮處突然進入暗室，最初幾乎暗適應：人從亮處突然進入暗室，最初幾乎 看不清任何物體，經過一定時間后，逐漸恢看不清任何物體，經過一定時間后，逐漸恢 復了的視力復了的視力。 明適應：指人從暗處來到強光下，最初感到明適應：指人從暗處來到強光下，最初感到 強光耀眼，不能視物。稍待片刻，才能恢復強光耀眼，不能視物。稍待片刻，才能恢復 視力。視力。 閃光融合頻率（閃光融合頻率（critical fusion frequency of shonecritical fusion frequency of shone， CFF)CFF)：能引起連續(xù)光感的最低閃光頻率稱為閃光：能引起連續(xù)光感的最低閃光頻率稱為閃

8、光 融合頻率。融合頻率。 CFFCFF是評價人眼對光間斷時間分辨能力的一個指是評價人眼對光間斷時間分辨能力的一個指 標。當閃光強度為中等程度時，標。當閃光強度為中等程度時，CFFCFF與光亮度與光亮度 I I 的關系為：的關系為： CFF = alg I + b ( CFF = alg I + b (費里費里- -波特定律波特定律) ) CFFCFF存在顯著的個體差異，并與個體的疲勞程度存在顯著的個體差異，并與個體的疲勞程度 有關。有關。 可見光波波長與顏色可見光波波長與顏色視覺視覺 顏色光混合顏色光混合 人眼的色光感受性人眼的色光感受性 人眼對人眼對400750 nm400750 nm的電磁

9、波很敏感，因此這的電磁波很敏感，因此這 段波長范圍的電磁波稱為可見光。段波長范圍的電磁波稱為可見光。 顏色視覺具有三種基本屬性：色調、明度和顏色視覺具有三種基本屬性：色調、明度和 飽和度。飽和度。 靠近圖中心的靠近圖中心的C C代表白色的坐標位置，其代表白色的坐標位置，其x x、y y、z z坐標值相等，坐標值相等， 均等于均等于0.3330.333。 任何顏色都可以按其色度坐標值在色度圖上找到一個確定位置，任何顏色都可以按其色度坐標值在色度圖上找到一個確定位置， 并確定其主波長和純度（飽和度）并確定其主波長和純度（飽和度） 例如，有例如，有Q Q、S S兩個顏色，其色度坐標兩個顏色，其色度坐

10、標Q Q色為色為x=0.15x=0.15，y=0.55y=0.55；S S 色為色為x=0.48x=0.48，y=0.40y=0.40。它們分別定位于圖中的。它們分別定位于圖中的Q Q點和點和S S點?？蓮狞c?？蓮腃 C 通過通過S S作一直線交光譜軌跡于作一直線交光譜軌跡于O O點，則點，則O O點相應的光譜波長（點相應的光譜波長（590590 納米）就是納米）就是S S色的主波長，可知色的主波長，可知S S色的色調為不飽和的橙色，其色的色調為不飽和的橙色，其 純度可用純度可用S S在在COCO連線上的位置表示。連線上的位置表示。S S越靠近越靠近C C點表明純度越低，點表明純度越低， 越靠

11、近越靠近O O點表明純度越高。圖中點表明純度越高。圖中S S點位于從點位于從C C到到O O連線的連線的66%66%的地的地 方，因此純度為方，因此純度為66%66%。同樣可按此法求出。同樣可按此法求出Q Q色的主波長及飽和色的主波長及飽和 度，還可推算出兩種色光相混合所得到的中間色（例如度，還可推算出兩種色光相混合所得到的中間色（例如T T）。）。 補色律：兩種色光混合后產生白或灰色感覺補色律：兩種色光混合后產生白或灰色感覺 時，此兩種色光互為補色光。時，此兩種色光互為補色光。 中間色律：任何兩種非補色光混合即產生兩中間色律：任何兩種非補色光混合即產生兩 色的中間色。色的中間色。 色替代率：

12、任何外貌上相同的顏色，無論其色替代率：任何外貌上相同的顏色，無論其 光譜成分是否相同，都可以互相替代，并且光譜成分是否相同，都可以互相替代，并且 不影響色光混合。不影響色光混合。 對等能光譜輻射感受性的測定結果顯示，人對等能光譜輻射感受性的測定結果顯示，人 眼對光譜的感受性是中間高，兩端低。眼對光譜的感受性是中間高，兩端低。 也就是說對黃綠色感受性較高，對紅紫光感也就是說對黃綠色感受性較高，對紅紫光感 受性較低。受性較低。 色盲并不意味著完全看不到顏色，完全看不到顏色色盲并不意味著完全看不到顏色，完全看不到顏色 的極少。大約的極少。大約8%8%的男性和稍低于的男性和稍低于0.5%0.5%的女性

13、有顏色的女性有顏色 感知障礙，難以區(qū)分某些顏色對（感知障礙，難以區(qū)分某些顏色對（Wolfmaier, 1999Wolfmaier, 1999）。）。 最常見的色盲是紅綠色盲。最常見的色盲是紅綠色盲。 圖中使用所有人在任何顯示器都能看清 楚的不同顏色 生理效應：顏色刺激能對人的某些生理過程生理效應：顏色刺激能對人的某些生理過程 產生一定影響。產生一定影響。 心理效應：心理效應： 把同樣的咖啡倒在黃、紅、綠色杯子中請被把同樣的咖啡倒在黃、紅、綠色杯子中請被 試品嘗，大部分人會報告試品嘗，大部分人會報告 視覺顯示器的類型視覺顯示器的類型 基本要求：鮮明醒目、清晰可辨、明確易懂基本要求：鮮明醒目、清晰

14、可辨、明確易懂 視覺編碼定義視覺編碼定義 視覺編碼分類：視覺編碼分類： 定義定義 類別類別 定義定義 類別類別 顏色顏色數(shù)字、字母數(shù)字、字母形狀形狀大小大小亮度亮度位置位置閃速閃速線長線長斜角斜角 顏色 數(shù)字、字母 形狀 大小 亮度 位置 閃速 線長 斜角 （采自（采自McCormick & Sanders, 1982） ） Hitt (1961) Hitt (1961) 對數(shù)字、字母、幾何形狀、構型圖對數(shù)字、字母、幾何形狀、構型圖 和顏色五套編碼方案在識別、定位、計數(shù)、和顏色五套編碼方案在識別、定位、計數(shù)、 比較和校核五種作業(yè)中的效率作了比較。比較和校核五種作業(yè)中的效率作了比較。 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)在

15、大多數(shù)任務中，數(shù)字和顏色編碼的效在大多數(shù)任務中，數(shù)字和顏色編碼的效 果最好。（地鐵果最好。（地鐵N N號線）號線） 表盤表盤- -指針式儀表可按表盤與指針的運動關系指針式儀表可按表盤與指針的運動關系 分為兩類：分為兩類： 任任務務表表盤盤固定，指固定，指針針運運動動表表盤盤運運動動，指，指針針固定固定 認讀數(shù)值+ 核對+- 質量判別與追蹤+ 調節(jié)+ 表盤形狀表盤形狀 表盤尺寸表盤尺寸（以視距（以視距75cm75cm，圓形表盤為例），圓形表盤為例） 刻度間距刻度間距 刻度尺寸刻度尺寸 刻度標數(shù)進級刻度標數(shù)進級 表盤數(shù)字定位表盤數(shù)字定位 指針形狀指針形狀 指針尺寸指針尺寸 指針顏色指針顏色 顯示亮

16、度顯示亮度 分辨率分辨率 掃描速度（幀頻）掃描速度（幀頻） 對比度和灰度對比度和灰度 色度色度 信號燈亮度信號燈亮度 注：室外使用的信號燈，亮度應隨環(huán)境照明注：室外使用的信號燈，亮度應隨環(huán)境照明 變化進行自動調節(jié)；若無法實現(xiàn)自動調節(jié)，變化進行自動調節(jié)；若無法實現(xiàn)自動調節(jié)， 應服從高強環(huán)境光的要求。應服從高強環(huán)境光的要求。 （a）飛行軌跡過高）飛行軌跡過高（c）飛行軌跡合適）飛行軌跡合適（b）飛行軌跡過低）飛行軌跡過低 當黑底白字當黑底白字時時， ，發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)白色字似乎有向白色字似乎有向 黑色背景滲透黑色背景滲透擴擴展展 的的現(xiàn)現(xiàn)象，稱象，稱為為光滲光滲 作用作用 當黑底白字當黑底白字時時， ，

17、發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)白色字似乎有向白色字似乎有向 黑色背景滲透黑色背景滲透擴擴展展 的的現(xiàn)現(xiàn)象，稱象，稱為為光滲光滲 作用作用 當黑底白字當黑底白字時時， ，發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)白色字似乎有向白色字似乎有向 黑色背景滲透黑色背景滲透擴擴展展 的的現(xiàn)現(xiàn)象，稱象，稱為為光滲光滲 作用作用 當黑底白字當黑底白字時時， ，發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)白色字似乎有向白色字似乎有向 黑色背景滲透黑色背景滲透擴擴展展 的的現(xiàn)現(xiàn)象，稱象，稱為為光滲光滲 作用作用 IRRADIATIONIrradiation Heglin (193)Heglin (193)所歸納的一些通則所歸納的一些通則( (假定是在良好的對假定是在良好的對 比比下下) )作為設計的參考：作為設計的參考： 3. 3.字體型式：字體型式： 4. 4.發(fā)光體文數(shù)字發(fā)光體文數(shù)字(illuminated alphanumeric characters)(illuminated alphanumeric charact