人體感知與運動系統(tǒng)-課件

1、 產(chǎn)品 食品 人 產(chǎn)品第3章 人體感知與運動特征第2章鏈接 第4章鏈接第3章 人體感知與運動特征第2章鏈接 第4章鏈接3.1 人在系統(tǒng)中的功能3.1.1 人是系統(tǒng)中的重要“環(huán)節(jié)” 把操作者作為人機系統(tǒng)中的一個“環(huán)節(jié)”來研究，人與外界發(fā)生聯(lián)系的主要是三個子系統(tǒng)，即感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)，見圖3-1。感知響應(yīng)系統(tǒng)感知響應(yīng)過程3.1 人在系統(tǒng)中的功能3.1.1 人是系統(tǒng)中的重要“環(huán)節(jié)”3.1.2 人的感知與反應(yīng)機能（感知響應(yīng)）1. 反射弧 反射是神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)肌體活動的一種基本形成。反射活動的全部結(jié)構(gòu)組成反射?。环瓷浠【哂形鍌€基本環(huán)節(jié)，即感受器 傳入神經(jīng)元 中間神經(jīng)元 傳出神經(jīng)元 放應(yīng)器，見圖3

2、-2（a）。3.1.2 人的感知與反應(yīng)機能（感知響應(yīng)）1. 反射弧人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件返回返回 2. 信息鏈 人機系統(tǒng)的信息在人的神經(jīng)系統(tǒng)中的循環(huán)過程形成信息鏈，見圖3-2（b）。3.1.3 感覺通道與信息的協(xié)調(diào) 人機系統(tǒng)中的最常用的感覺通道是視覺通道、聽覺通道和觸覺通道。其適用場合參閱表3-1。 2. 信息鏈普通空調(diào)普通空調(diào)海爾智慧風(fēng)空調(diào) 只需按下“智能”鍵，即能自動判斷空氣質(zhì)量，確定是否啟動雙向換新風(fēng)功能，讓房間智能呼吸。海爾智慧風(fēng)空調(diào)外觀采用一體化彩色鋼化玻璃，配合簡潔流暢的線條設(shè)計，讓空調(diào)和諧融入家居整體設(shè)計。層次豐富的歐式橄欖花紋造型，經(jīng)典與時尚交融并蓄，

3、洋溢貴族氣質(zhì)。 海爾智慧風(fēng)空調(diào) 3.2 視覺機能及其特征3.2.1 視覺刺激 視覺的適宜刺激是光。人的兩眼可以感受到的光波只占整個電磁光譜的一小部分，其波長為380780nm，見圖3-3。3.2.2 視覺系統(tǒng) 視覺是由眼睛、視神經(jīng)和視覺中樞的共同活動完成的，見圖3-4 。 眼睛是視覺的感受器官，人眼是直徑為2125mm的球體，其基本構(gòu)造與照相機類似，見圖3-5 。 視網(wǎng)膜最外層細(xì)胞包括視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，它們是接受信息的主要細(xì)胞。3.2 視覺機能及其特征3.2.1 視覺刺激3.2.3 視覺機能 1.視角與視力 視角：確定被看物尺寸范圍的兩端點光線射入眼球的相交角度。 =2arctg(D/2L)

4、 視角； D被看物體上兩端點的直線距離； L眼睛到被看物體的距離； 視力：眼睛分辨物體細(xì)微結(jié)構(gòu)能力的一個生理尺度，以臨界視角的倒數(shù)來表示。 視力=1/能夠分辨的最小物體的視角3.2.3 視覺機能 1.視角與視力2. 視野與視距 視野：指人的頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時所能看得見的空間范圍，常以角度來表示。分水平視野（單視野/雙視野）和垂直視野，見圖3-6。 視距：指人在操作系統(tǒng)中正常的觀察距離，幾種工作視距推薦值參閱表3-2。3. 中央視覺和周圍視覺 中央視覺視維細(xì)胞（感色能力強、能清晰分辨物體）。 周圍視覺視桿細(xì)胞（觀察空間范圍和正在運動的物體）。2. 視野與視距4. 雙

5、眼視覺和立體視覺，雙眼視物時，具有分辨物體深淺、遠近等相對位置的能力，形成立體視覺。5. 色覺和色視野，見圖3-7。6. 暗適應(yīng)和明適應(yīng)，見圖3-8。4. 雙眼視覺和立體視覺，雙眼視物時，具有分辨物體深淺、遠近在垂直面內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)視線為水平視線，最大固定視野為115，標(biāo)準(zhǔn)視線上方50，下方70，擴大的視野為150，站立時的自然視線低于水平線10，坐著時自然視線代于水平視線15；人在很低松馳的狀態(tài)中，站著和坐著時的自然視線偏離標(biāo)準(zhǔn)視線分別是30和38。因此，人在輕松的時刻觀看展覽時，展示物的位置在低于標(biāo)準(zhǔn)視線30的區(qū)域里。在垂直面內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)視線為水平視線，最大固定視野為115，標(biāo)準(zhǔn)人體感知與運動系統(tǒng)-

6、課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件 視覺特征：1.疲勞程度：水平優(yōu)于垂直。2.視線變化習(xí)慣：左右，上下，順時針。3. 準(zhǔn)確性：水平尺寸和比例的估計更準(zhǔn)確。4.觀察情況的優(yōu)先性：左上右上左下右下。視區(qū) 內(nèi)的儀表布置必須考慮這一點。5.設(shè)計依據(jù)：以雙眼視野為設(shè)計依據(jù)。6 .接受程度：直線輪廓優(yōu)于曲線輪廓。7.顏色的易辨認(rèn)順序：紅、綠、黃、白； 顏色相配時的易辨認(rèn)順序：黃底黑字、黑底白字、藍底 白字、白底黑字。8、物體的顏色在有色光源的照射下會產(chǎn)生變化，顯現(xiàn)的顏色與物體本色，照射光線的顏色之間的關(guān)系有一定規(guī)律性。9、眼睛在直視方向的最

7、小分辨角和分辨顏色的情況。10、視覺損傷 11、視覺疲勞 視覺特征：1.疲勞程度：水平優(yōu)于垂直。 黑白電視 黑白電視SONY液晶電視SONY液晶電視右上限左上限左下限右下限右上限左上限左下限右下限普通滾筒式洗衣機普通滾筒式洗衣機 松下洗衣機人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件 傳統(tǒng)的白色家電傳統(tǒng)的白色家電彩色家電彩色家電人體感知與運動系統(tǒng)-課件人體感知與運動系統(tǒng)-課件3.3 聽覺機能及其特征3.3.1 聽覺刺激 聽覺的適宜刺激是聲音，聲音的聲源是振動的物體，人的聽感范圍：2020000HZ。3.3.2 聽覺系統(tǒng) 起主要作用的部位：內(nèi)耳耳蝸 起輔助作用的部位：外耳、中耳、內(nèi)耳的其它部

8、分，見圖3-9。3.3.3 聽覺的物理特性 1 .頻率響應(yīng)（感受性） 人耳能聽聞的頻率比為fmin/fmax=1：1000； 頻率感受的上限隨著年齡的增長而逐年連續(xù)下降，見圖3-10； 聽覺的頻率響應(yīng)特性對聽覺傳示裝置的設(shè)計是很重要的。3.3 聽覺機能及其特征3.3.1 聽覺刺激SONY降噪耳機SONY降噪耳機人體感知與運動系統(tǒng)-課件垂直入耳結(jié)構(gòu)混合材料耳塞垂直入耳結(jié)構(gòu) 鐵三角鈦金屬耳機鐵三角鈦金屬耳機活動式掛耳設(shè)計舒適佩戴活動式掛耳設(shè)計舒適佩戴 IE8專業(yè)耳機 IE 8耳機盒內(nèi)有干的鹽墊（可更換）。這些鹽墊確保了耳塞存放于干燥的環(huán)境中，這對于入耳式耳塞非常有用因為耳塞可能在使用中沾上了汗水。

9、 IE82. 動態(tài)范圍（聲音的強度） 聽覺聲強的動態(tài)范圍=正好可忍受的聲強 / 正好能聽見的聲強。 （1）聽閾：在最佳的聽聞頻率范圍內(nèi)，一個聽力正常的人剛剛能聽到給定各頻率的正弦式純音的最低聲強Imin。 （2）痛閾：對于感受給定各頻率的正弦式純音，開始產(chǎn)生疼痛感的極限聲強Imax。 （1）與（2）都與頻率有關(guān)系，是在某一頻率下的聽閾值或痛閾值。 （3）聽覺范圍：由聽閾和痛閾兩曲線所包圍的聽覺區(qū),見圖3-11。2. 動態(tài)范圍（聲音的強度）3.方向敏感度（雙耳效應(yīng)） （1）時差：t=聲源到兩耳的時間差。人耳可覺察到的聲 信號入射的最小偏角為3。 （2）人耳對不同頻率、不同方向的聲音的感受能力不同

10、，見圖3-12。由于頭部的掩蔽效應(yīng)，造成聲音頻譜的改變。4.掩蔽效應(yīng) 掩蔽：一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現(xiàn)象。 掩蔽效應(yīng)：一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應(yīng)。3.方向敏感度（雙耳效應(yīng)）3.4 其他感覺機能及其特征3.4.1 膚覺 膚覺是僅僅次于聽覺的一種感覺，可感受多種外界刺激，形成多種感覺。 1. 觸覺，見圖3-13和圖3-14。 2. 溫度覺 3. 痛覺3.4.2 本體感覺 本體感覺系統(tǒng)包括耳前庭系統(tǒng)和運動覺系統(tǒng)，可感受身體和四肢所在位置的信息。3.4 其他感覺機能及其特征3.4.1 膚覺3.5 神經(jīng)系統(tǒng)機能及其特征3.5.1 神經(jīng)系統(tǒng) 1. 中樞神經(jīng)系統(tǒng)，包括腦和脊髓。 2

11、. 周圍神經(jīng)系統(tǒng)，中樞神經(jīng)以外全部神經(jīng)的總稱，見圖3-15。3.5.2 大腦皮質(zhì)功能定位 1. 軀體感覺區(qū)，見圖3-16（a） 2. 軀體運動區(qū)，見圖3-16（b） 3. 其他功能區(qū)3.5 神經(jīng)系統(tǒng)機能及其特征3.5.1 神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)周圍神經(jīng)腦：延髓；腦髓；中腦；間腦；小腦；大腦脊髓按解剖分腦神經(jīng)；脊神經(jīng)按功能分感覺（傳入）神經(jīng)運動神經(jīng)（傳出）軀體運動神經(jīng)（支配骨骼?。┲参镄陨窠?jīng)（支配內(nèi)臟器官）神經(jīng)系統(tǒng)的組成神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)周圍神經(jīng)腦：延髓；腦髓；中腦；間腦；小腦；大3.6 人的信息處理系統(tǒng)3.6.1 人的信號處理系統(tǒng)模型 人在人機系統(tǒng)中特定操作活動中的作用，可類比為一種信息傳遞和

12、處理過程，見圖3-17。 感覺 信號處理 反應(yīng) 輸入 系統(tǒng) 輸出 3.6 人的信息處理系統(tǒng)3.6.1 人的信號處理系統(tǒng)模型3.6.3感覺的信息處理 人的反應(yīng)時間與感覺刺激物的刺激量有關(guān)。 1.信息傳輸速度 C=H/T 其中：C信息傳輸速率； H傳輸?shù)男畔⒘?；T傳輸?shù)臅r間 人的感覺通道的信息傳輸速率見圖3-18。 2.采樣 采樣間隔取決于刺激的頻率。 若刺激的變化頻率為F，則T=1/2F，由此可見，采樣頻率降低，則采樣周期延長。 3.6.3感覺的信息處理 人的反應(yīng)時間與感覺刺激物的3.編碼 辨認(rèn)工作數(shù)碼、字母、斜線 搜索定位顏色、數(shù)碼、形狀 計數(shù)工作數(shù)碼、顏色、形狀 比較或驗證各方法幾乎沒有區(qū)別

13、 編碼方式的優(yōu)劣參閱表3-3。3.編碼 辨認(rèn)工作數(shù)碼、字母、斜線影響信息傳輸速率的主要因素 A、刺激的維數(shù) B、刺激的速率與負(fù)荷 C、背景噪音 D、分時輸入與處理 E、剩余感覺通道的利用 F、刺激與響應(yīng)之間的協(xié)調(diào)性 G、感覺通道的選擇 H、人的生理和心理狀態(tài) I、人的技術(shù)熟練程度影響信息傳輸速率的主要因素 A、刺激的維數(shù) 3.6.4中樞信息處理 記憶是各種信息處理活動的基礎(chǔ)，一般分為三種形式： 1. 感覺信息儲存 2. 短時記憶 3. 長時記憶，記憶曲線見圖3-19。3.6.4中樞信息處理 記憶是各種信息處3.7 運動系統(tǒng)的機能及其特征 骨運動的杠桿 關(guān)節(jié)運動的樞紐 肌肉運動的動力3.7 運動

14、系統(tǒng)的機能及其特征 骨運動的杠桿3.7.1 骨的功能和骨杠桿 1.骨的功能 （1）支撐人體 （2）保護內(nèi)臟 （3）運動的杠桿 （4）造血 （5）儲備礦物鹽：主要是磷 和鈣等。 2.骨杠桿，見圖3-20 根據(jù)支點，力點（動力點）、重點（阻力點）三者不同的位置分布，分為： 1）平衡杠桿 2）省力杠桿 3）速度杠桿：用力大，但運動速度快 由等功原理，得之于力則失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量與最大的運動范圍兩者是相矛盾的。3.7.1 骨的功能和骨杠桿 1.骨的功能3.7.2 主要關(guān)節(jié)的活動范圍 關(guān)節(jié)的活動范圍有一定的限度，人體處于舒適時，關(guān)節(jié)必然處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，參閱表3-4。 肌體的

15、出力范圍 肌體所能發(fā)揮的力量大小取決于： 1）人體肌肉的生理特征 2）施力的姿勢、部位、方式和方向，分別見圖3-21，圖3-22和圖3-23，相應(yīng)的出力數(shù)值參閱表3-5，表3-6。3.7.2 主要關(guān)節(jié)的活動范圍 關(guān)節(jié)的3.7.4 肢體的動作速度與頻率 動作速度取決于肢體肌肉收縮的速度，而操作動作速度還取決于動作方向和動作軌跡等特征。 動作頻率取決于動作部位和動作方法，參閱表3-7。3.7.4 肢體的動作速度與頻率 動作速度取決3.8 人的運動輸出3.8.1 反應(yīng)時間 反應(yīng)時間（ RT）又稱為反應(yīng)潛伏期，它是指刺激和反應(yīng)的時間間距。它由反應(yīng)知覺時間（tz）和動作時間（td）組成。 即RT=tz+

16、td。 影響反應(yīng)時間的主要因素如下： 1.不同的感覺器官反應(yīng)時間不同，以觸覺與聽覺最優(yōu)，視覺次之，參閱表3-8。 2.反應(yīng)時間與刺激信號的強度有關(guān)，參閱表3-9。 3.刺激的環(huán)境影響反應(yīng)時間。信號與背景的亮度、顏色、信噪比及頻率的對比程度越強越好。此外，刺激信號的數(shù)目、顯示器及操縱器的設(shè)計也影響反應(yīng)時間，參閱表3-10，表3-11。 4.人的主體因素也影響反應(yīng)時間，如習(xí)俗、個體差異、疲勞等個人生理、心理狀況。3.8 人的運動輸出3.8.1 反應(yīng)時間3.8.2 運動速度（用完成動作的時間來表示） 1.動作特點 2.目標(biāo)距離 3.運動方向，見圖3-24，圖3-25 4.動作軌跡特征 3.8.2 運

17、動速度（用完成動作的時間來表示） 1其他功能23456 人體軀干和肢體在水平面的運動比在垂直面的運動速度快。 垂直方向的操縱動作，從上往下的運動速度比從下往上的運動速度快。 水平方向的操縱動作，前后運動速度比左右運動速度快，旋轉(zhuǎn)運動比直線運動更靈活。順時針方向的操作動作比逆時針方向的操作動作，速度更快，更加習(xí)慣。一般人的手操縱動作，右手比左手快，而右手的動作，向右運動比向左運動快。向身體方向的運動比離開身體方向的運動，速度更快，但后者的準(zhǔn)確性高。 1其他功能23456 人體軀干和肢體在水平面的運動比在垂直面3.8.3 運動準(zhǔn)確性 1. 運動速度與準(zhǔn)確性：速度越慢，準(zhǔn)確性越高， 見圖3-26 2

18、. 盲目定位的準(zhǔn)確性：正前方盲目定位準(zhǔn)確性最高， 見圖3-27 3. 運動方向與準(zhǔn)確性，見圖3-28 4. 操作方式與準(zhǔn)確性，見圖3-293.8.3 運動準(zhǔn)確性 1. 運動速度與準(zhǔn)1234運動時間、運動類型、運動方向、操作方式速度越慢，準(zhǔn)確性越高 見圖3-26正前方盲目定位準(zhǔn)確性最高；右方優(yōu)于左方；同一方位，下中方優(yōu)于上方。水平方向，左右運動；垂直方向，上下運動；見圖3-29運動速度與準(zhǔn)確性見圖3-27盲目定位的準(zhǔn)確性見圖3-28運動方向與準(zhǔn)確性操作方式與準(zhǔn)確性1234運動時間、運動類型、運動方向、操作方式速度越慢，準(zhǔn)確第 3 章 結(jié) 束回 總 目 錄第 4 章第 3 章 結(jié) 束附錄本章所附插圖附錄本章所附插圖圖3-1返回圖3-1返回圖3-2返回圖3-2返回圖3-3返回圖3-3返回圖3-4返回圖3-4返回圖3-5返回圖3-5返回圖3-6返回圖3-6返回圖3-7返回圖3-7返回圖3-8返回圖3-8返回圖3-