第6章 人機(jī)的信息界面設(shè)計(jì)

第6章人機(jī)的信息界面設(shè)計(jì)主要講授內(nèi)容6.1人機(jī)信息界面的形成6.2視覺信息顯示設(shè)計(jì)6.3聽覺信息傳示系統(tǒng)6.4操縱裝置設(shè)計(jì)6.5操縱與顯示相合性6.1人機(jī)信息界面的形成人機(jī)信息界面包括環(huán)境信息、機(jī)器信息的顯示和機(jī)器接受信息的控制裝置。圖6-1人機(jī)信息交換系統(tǒng)模型6.1.2人機(jī)信息交換方式概述

顯示裝置是人機(jī)系統(tǒng)中，將機(jī)器的信息以人能接受的方式傳遞給人的部件。人們根據(jù)顯示信息來了解和掌握機(jī)器的運(yùn)行情況，從而控制和操縱機(jī)器。按人接受信息的感覺通道不同，信息顯示裝置分為視覺顯示，聽覺顯示和觸覺顯示，其特征參閱表6-1。

控制器是把人的輸出信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器信息輸入的裝置，在生產(chǎn)過程中，人是通過操縱控制器完成對(duì)機(jī)器的指揮和控制。依據(jù)人的操作部位，操縱裝置主要分為手動(dòng)和腳動(dòng)兩大類控制器。6.2.1儀表顯示設(shè)計(jì)6.2.2信號(hào)顯示設(shè)計(jì)6.2.3熒光屏設(shè)計(jì)6.2.4圖形符號(hào)設(shè)計(jì)6.2視覺信息顯示設(shè)計(jì)6.2.1儀表顯示設(shè)計(jì)視覺顯示方式的選擇：顯示類型和顯示方式，主要取決于顯示器所支持的任務(wù)本身的特性。例如，顯示任務(wù)是導(dǎo)航？控制？決策？學(xué)習(xí)還是其他？除任務(wù)外，就要考慮顯示器所采用的物理實(shí)現(xiàn)手段。如定量顯示還是定性顯示？彩色顯示還是單色顯示？總的要求是使操縱者能夠快速準(zhǔn)確認(rèn)讀、不易失誤、不易疲勞。6.2.1儀表顯示設(shè)計(jì)認(rèn)讀特征數(shù)字式顯示儀表刻度指針式儀表儀表的類型直接用數(shù)碼來顯示有關(guān)的參數(shù)或工作狀態(tài)。用模擬量（刻度和指針）來顯示機(jī)器的有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)。特點(diǎn)：認(rèn)讀過程簡(jiǎn)單、直觀，只要對(duì)單一數(shù)字或符號(hào)辨認(rèn)識(shí)別就可以了。認(rèn)讀速度快，精度高，且不易產(chǎn)生視覺疲勞。應(yīng)用：計(jì)算器、電子表及列車運(yùn)行的時(shí)間顯示屏幕。特點(diǎn)：顯示的信息形象化、直觀，使人對(duì)模擬值在全量程范圍內(nèi)所處的位置一目了然，并能給出偏差量，對(duì)于監(jiān)控作業(yè)效果很好。應(yīng)用：汽車上的油量表、氧氣瓶上的壓力表。數(shù)字式顯示儀表刻度指針式儀表比較項(xiàng)目模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀表指針活動(dòng)式指針固定式數(shù)量信息中：指針活動(dòng)時(shí)讀數(shù)困難中：刻度移動(dòng)時(shí)讀數(shù)困難好：能讀出精確數(shù)值，速度快、差錯(cuò)少質(zhì)量信息好：易判定指針位置，不需讀出數(shù)值和刻度就能迅速發(fā)現(xiàn)指針的變動(dòng)趨勢(shì)差：未讀出數(shù)值和刻度時(shí)，難以確定變化方向和大小差：必須讀出數(shù)字，否則難以得知變化的方向和大小調(diào)節(jié)性能好：指針運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)活動(dòng)有簡(jiǎn)單而直接的關(guān)系，便于調(diào)節(jié)和控制中：調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)方向不明顯，批示的變動(dòng)難控制，快速調(diào)節(jié)時(shí)不易讀數(shù)好：數(shù)字調(diào)節(jié)的監(jiān)測(cè)結(jié)果精確，數(shù)字調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)無直接關(guān)系，快速調(diào)節(jié)時(shí)難以讀數(shù)監(jiān)控性能好：能很快確定指針位置,并進(jìn)行監(jiān)控，指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控制活動(dòng)關(guān)系最簡(jiǎn)單中：指針無變化有利監(jiān)控，但指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控活動(dòng)的關(guān)系不明顯差：不便按變化的趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)控一般性能中：占用面積大，照明可設(shè)在控制臺(tái)上，刻度的長(zhǎng)短有限，尤其在使用多指針顯示時(shí)認(rèn)讀性差中：占用面積小，儀表需局部照明，只在很小一段范圍內(nèi)認(rèn)讀，認(rèn)讀性好好：占用面積小，照明面積也是最小，表盤的長(zhǎng)短只受字符的限制綜合性能可靠性高穩(wěn)定性好易于顯示信號(hào)的變化趨向易于判斷信號(hào)值與額定值之差精度高認(rèn)讀速度快無差補(bǔ)誤差過載能力強(qiáng)易與計(jì)算機(jī)聯(lián)用局限性顯示速度較慢易受沖擊和振動(dòng)的影響環(huán)境因素影響較大過載能力差質(zhì)量控制困難顯示易跳動(dòng)或失效干擾因素多需內(nèi)附或外附電源元件或焊件存在失效問題發(fā)展趨勢(shì)提高精度與速度采用模擬與數(shù)字混合型顯示儀表提高可靠性采用智能化顯示儀表表6—1模擬式與數(shù)字式顯示儀表的特點(diǎn)

(一)刻度指針式顯示器的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)指針式儀表時(shí)，主要是設(shè)計(jì)和選擇好刻度盤形狀及大小、指針形狀、字符和色彩匹配并使它們之間協(xié)調(diào)以符合人對(duì)于信息的感受、辨別和理解的生理和心理特征，從而使人能迅速而又準(zhǔn)確地接受信息。應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)人體工程學(xué)參數(shù)：使用者與顯示裝置之間的觀察距離；根據(jù)使用者所處的觀察位置，顯示裝置是否布置在最佳視區(qū)范圍；選擇有利于顯示與認(rèn)讀的形式，顏色和照明條件。1.儀表形式常見刻度盤的形狀，主要取決人機(jī)系統(tǒng)的精度要求、功能要求以及人的視覺特性。指針式刻度儀表按結(jié)構(gòu)形式分為指針活動(dòng)儀表、指針固定式儀表。1、儀表形式（1）形式及特點(diǎn)35.527.516.610.90.5（2）幾種常見的讀數(shù)式儀表形式與誤讀率的關(guān)系：垂直長(zhǎng)條形儀表的誤讀率最高，開窗式儀表的誤讀率最低。（3）定性顯示方式

顯示器是為了對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)作出定性顯示時(shí)，選用模擬式儀表更為有利。

圖為一種形式的記錄盤，采用三種不同的編碼方法顯示危險(xiǎn)區(qū)域。實(shí)驗(yàn)證明，三種不同的編碼方法顯示認(rèn)讀時(shí)間最短，且誤認(rèn)率最低。模擬式儀表進(jìn)行定性顯示時(shí)還有一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行形象化顯示設(shè)計(jì)。

形象化顯示可以具體直觀地顯示機(jī)器的狀態(tài)。例如：飛機(jī)水平狀態(tài)顯示表，可以顯示出飛機(jī)飛行的姿態(tài)；潛艇的狀態(tài)顯示儀表。2.表盤尺寸表盤尺寸與刻度標(biāo)記的數(shù)量和觀察距離的增加而加大。但并不是越大越好，因?yàn)榭潭缺P直徑大了，眼睛觀察儀表時(shí)的掃描路線變長(zhǎng)，這樣反而影響讀數(shù)的速度和準(zhǔn)確性，同時(shí)也多占據(jù)了安裝空間，使儀表安裝既不緊湊又不經(jīng)濟(jì)。儀表刻度盤的最佳尺寸應(yīng)根據(jù)觀察者的最佳視角來確定。有關(guān)試驗(yàn)證明，刻度盤的最佳視角為2.5°～5°。（表6-3）

3.刻度設(shè)計(jì)刻度盤上兩最小刻度標(biāo)志之間的距離稱為刻度。

表盤上的刻度線、刻度線間距、文字和數(shù)字尺寸是依據(jù)視距確定的。當(dāng)視距為750mm時(shí)，刻度大約為1～2.5mm。1）量表的劃分量表的劃分指的是儀表刻度所指示的具體數(shù)值的劃分。儀表的最小刻度最好代表1，其次是代表2或5，或者代表以上這三個(gè)數(shù)乘10n的數(shù)，而不易代表其它數(shù)值，尤其不宜代表3、6、7等數(shù)值。同一儀表上各個(gè)刻度所代表的量值應(yīng)當(dāng)一致，多個(gè)儀表并用時(shí)，各儀表之間讀數(shù)應(yīng)當(dāng)盡可能一致。

2）刻度間距刻度的間距指的是二個(gè)最小刻度標(biāo)記（或刻度線）之間的間隔距離。小刻度間距L/600；大刻度間距L/50還受觀察時(shí)間的影響，觀察時(shí)間越短，間距越偏大。在觀察時(shí)間很短時(shí)（如0.5～0.25s）的情況下，最好采用2.3～3.8mm，而不宜過小。3）刻度標(biāo)記（或刻度線）

每一刻度線代表一定的讀數(shù)單位，刻度一般有三級(jí)：長(zhǎng)刻度線、中刻度線和小刻度線?？潭染€長(zhǎng)度在足夠的照明條件下，當(dāng)視距L一定時(shí)，刻度線的長(zhǎng)度可參考表6—6選取刻度線最小長(zhǎng)度。

長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)度=L/90中刻度線長(zhǎng)度=L/125短刻度線長(zhǎng)度=L/200刻度線間距為L(zhǎng)/600～L/50

表6—6刻度線長(zhǎng)度與視距關(guān)系視距（mm）長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)度（mm）中刻度線長(zhǎng)度（mm）短刻度線長(zhǎng)度（mm）500500～900900～18001800～36003600～60005.610.219.839.966.84.17.114.228.447.52.34.38.617.328.7

3）刻度標(biāo)記（或刻度線）

刻度線寬度刻度線寬度一般取為刻度大小的5～15%，普通刻度線寬通常取為0.1±0.021毫米，遠(yuǎn)距離觀察時(shí)，可取為0.6～0.8毫米，帶有精密裝置時(shí)，可取為0.0015～0.11毫米。當(dāng)刻度線的寬度為間距的10％時(shí)，判讀誤差最小。

圖6—7表示當(dāng)視距為710毫米時(shí)，普通刻度標(biāo)記的三種刻度線寬度間的最小尺寸關(guān)系。

圖6-7刻度標(biāo)記距及寬度的最小值有兩級(jí)長(zhǎng)短的刻度線設(shè)計(jì)4）刻讀方向刻讀方向是指刻度盤上刻度值遞增順序和認(rèn)讀方向。其設(shè)計(jì)必須遵循視覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從左到右，從上到下，順時(shí)針方向等。5）刻度的標(biāo)數(shù)

儀表的刻度必須標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)字，才能使人更好地認(rèn)讀?？蓞⒖枷铝性瓌t進(jìn)行設(shè)計(jì)：①最小刻度不標(biāo)數(shù)，最大刻度必須標(biāo)數(shù)②指針運(yùn)動(dòng)式儀表，標(biāo)數(shù)應(yīng)呈豎直狀；儀表面運(yùn)動(dòng)式儀表，標(biāo)數(shù)則應(yīng)沿徑向布置。③標(biāo)數(shù)應(yīng)盡可能不被指針擋住。④開窗式儀表窗口大小應(yīng)至少能顯示被指示數(shù)字及其上下兩側(cè)的兩個(gè)數(shù)。⑤圓形儀表，應(yīng)使數(shù)碼按順時(shí)針方向依次增大。數(shù)值有正負(fù)時(shí)，0設(shè)置在12點(diǎn)位置。⑥不做多圈使用的儀表，最好在刻度全程的頭和尾之間斷開，間距相當(dāng)于一個(gè)大刻度值為宜。4.儀表指針設(shè)計(jì)1）形狀——指針形狀要單純、明確，不應(yīng)有裝飾。以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長(zhǎng)三角形的為好。

2）寬度——指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬。3）長(zhǎng)度——指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離開刻度記號(hào)1～2mm左右。4）顏色——指針的顏色與刻度盤的顏色應(yīng)有較鮮明的對(duì)比，與刻度線的顏色和字符的顏色應(yīng)該相同。5）零點(diǎn)位置——指針零點(diǎn)位置大多在相當(dāng)于時(shí)鐘12點(diǎn)的位置上。警戒儀表的警戒區(qū)應(yīng)設(shè)在12時(shí)處，危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)則處于其兩側(cè)。6)指針不應(yīng)接觸刻度盤面，但要盡量貼近盤面。精度要求很高的儀表，其指針和刻度盤面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)。

5.指針式儀表的配色設(shè)計(jì)指針、刻度和表盤的配色關(guān)系要符合人的色覺原理，黑色配色的清晰度較高，但不是最高，下表配色時(shí)要采取紅綠等醒目色，以提高工作環(huán)境的美學(xué)效果。6、儀表文字符號(hào)設(shè)計(jì)

數(shù)字、拉丁字母及一些專用符號(hào)是用得最多的字符，在儀表上的每個(gè)字符都向人們提供機(jī)器在生產(chǎn)過程中的信息，要迅速、準(zhǔn)確地把信息顯示給人，除刻度和指針的設(shè)計(jì)要符合人機(jī)工程學(xué)的要求外，還必須配上按視覺特性設(shè)計(jì)的數(shù)字和符號(hào)，才能最有效地顯示信息。

6、儀表文字符號(hào)設(shè)計(jì)（1）字符的形狀要求對(duì)字符形狀的要求是簡(jiǎn)單顯眼，因此可多用直線和尖角，加強(qiáng)字體本身特有的筆劃，突出“形”的特征，不要草體和裝飾。如圖6—11所示。使用拉丁或英文字母時(shí)，一般情況下應(yīng)用大寫印刷體，因大寫字線清晰，使用漢字時(shí)，最好是仿宋字和黑體字的印刷體，其筆劃規(guī)整，清晰易辨。圖6-11數(shù)碼的形式（2）字符的大小要求

在便于認(rèn)讀和經(jīng)濟(jì)合理的條件下，字符應(yīng)盡量大，一般字符高度為觀察距離的1/200（如表6—8所示），可按下式近似計(jì)算。

（式6—1）式中H——字符高度mmL——視距mmα——眼睛的最小視角（分）

表6—8刻度盤上的字符高度視距（m）字符高度（mm）0.50.5～0.90.9～1.81.8～3.63.6～6.02.34.28.617.328.7

實(shí)驗(yàn)表明，視角α取10′～30′左右，當(dāng)視距一定時(shí)，字符的大小就確定了，字體的寬度，按高/寬=3：2確定，拉丁字母高寬比取5：3.5，字體的筆劃寬與字高比為1：8～1：6。在夜間采用發(fā)光字的情況下，采用1：1的方形字較好。若是熒光屏顯示，數(shù)字字符的高寬比常用2：1或1：1，其筆劃寬與字高之比為1：8或1：10。表3—9不同照明條件和對(duì)比度下數(shù)字、字符的筆劃寬。

表6—9不同照明條件和對(duì)比度下數(shù)字、字符的筆劃寬照明和對(duì)比條件字體筆劃寬/字高低照度下字母與背景的明度對(duì)比較低進(jìn)時(shí)明度對(duì)比值大于1：12（白底黑字）明度對(duì)比值大于1：12（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下粗粗中粗——中中——細(xì)粗中——細(xì)極細(xì)粗——中粗1：51：51：6～1：81：8～1：101：51：8～1：101：12～1：201：5～1：67.儀表位置的布置原則1）按儀表的重要程度排列2）按使用順序排列顯示儀表的排列順序應(yīng)于儀表在操作過程中的使用順序一致，同時(shí)，排列順序還應(yīng)注意儀表之間邏輯上的聯(lián)系。彼此有聯(lián)系的儀表應(yīng)盡量靠近，以提高認(rèn)讀效率和降低誤讀率。3）按功能進(jìn)行組合排列按心理學(xué)要求，儀表的排列應(yīng)符合操作活動(dòng)的邏輯性。因此，儀表和相應(yīng)的操縱器按他們的功能用途分組，即把傳遞同一參數(shù)信息或與完成同一功能作用的一些儀表分組排列。4）按最佳零點(diǎn)方向排列在排列多個(gè)標(biāo)量顯示儀表時(shí)，應(yīng)使其在正常工作狀態(tài)下指針全部指向同一個(gè)方向，這樣便于發(fā)現(xiàn)異常情況和提高認(rèn)讀速度。5）按視覺特性排列儀表的排列順序和方向應(yīng)遵循人的視覺特性——自左向右、自上而下和順時(shí)針方向圓周運(yùn)動(dòng)掃視。同時(shí)，儀表應(yīng)按其重要程度和使用頻率的要求分別布置在觀察效率不同的方位上——左上最優(yōu)，其次是右上、左下、右下。此外，儀表的排列應(yīng)盡量緊湊，以縮小搜索范圍，降低視覺疲勞速度。6）按顯示與操縱相合性排列儀表均應(yīng)排列在對(duì)應(yīng)操縱器的左面或上面。指針不同時(shí)指向同一個(gè)方向(二)數(shù)字顯示設(shè)計(jì)

數(shù)字顯示有機(jī)械式、電子式和使用陰極射線管的計(jì)算機(jī)控制式。

（1）機(jī)械式數(shù)字顯示設(shè)計(jì)

機(jī)械式數(shù)字顯示器，是將數(shù)字印制在滾筒上或金屬片上，通過滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)或金屬片的滑動(dòng)，顯示數(shù)字字符的變化。機(jī)械式數(shù)字顯示裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，缺點(diǎn)是有可能在顯示窗口只顯示出一個(gè)數(shù)字中的半個(gè)字形，如只顯示出８字的下半部分或９字的上半部分，從而造成讀數(shù)錯(cuò)誤。另一方面，機(jī)械式數(shù)字顯示器也容易出現(xiàn)卡住的現(xiàn)象。

機(jī)械式數(shù)字顯示(二)數(shù)字顯示設(shè)計(jì)數(shù)字的適宜尺寸與觀察距離、對(duì)比度、照明以及顯示時(shí)間等因素有關(guān)。彼德斯（Peters）和亞當(dāng)（Adam）所提出的數(shù)字與字母適宜尺寸的計(jì)算公式如下：Ｈ＝0.0022D+K1+K2式中Ｈ——字高（in）D——視距（in）K1——照明和閱讀條件較正系數(shù)。對(duì)于高環(huán)境照明，當(dāng)閱讀條件好時(shí)，K1取0.06in;當(dāng)閱讀條件差時(shí)，K1取0.16in。對(duì)于低環(huán)境照明，當(dāng)閱讀條件好時(shí)，K1取0.16in;當(dāng)閱讀條件差時(shí)，K1取0.26in

K2——重要性校正系數(shù)。一般情況下，K2=0;對(duì)于重要項(xiàng)目，如故障信號(hào)，K2可取0.075in。在實(shí)際應(yīng)用中，如果照明條件不良和照顧近視患者，數(shù)字的高度尺寸還可適當(dāng)放大些。

數(shù)字的筆劃寬度一般以其與字高的比值表示。數(shù)字的筆劃寬度與字高的最佳比值，有人以黑底白色字和白底黑色字兩種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3-19所示。由圖可知，數(shù)字筆劃寬度與字高的最佳比值，對(duì)于白底黑字為1:8。此時(shí)，觀察距離達(dá)到33m時(shí)仍可辨別字跡；對(duì)于黑底白字為1:13時(shí)，觀察距離達(dá)到36m時(shí)仍可辨別字跡。由圖還可知，筆劃寬度與字高之比在1:7至1:40之間時(shí)，看清黑底上的白字比看清白底上的黑字，距離要遠(yuǎn)一些。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，是由于白底的光滲效應(yīng)，即白光滲入到黑字區(qū)域，使黑字不易被看清。

（2）電子數(shù)字顯示設(shè)計(jì)

常用的電子數(shù)字顯示裝置有液晶顯示（LCD）和發(fā)光二極管顯示(LED)。電子顯示的優(yōu)點(diǎn)是：第一，顯示出的數(shù)字總是落在觀察者視網(wǎng)膜的同一個(gè)位置，不發(fā)生數(shù)字閃動(dòng)或滾過的現(xiàn)象；第二，發(fā)光二極管本身發(fā)光，不需外加照明，在暗處也可閱讀（但液晶顯示需要有背景）照明；第三，能方便地與計(jì)算機(jī)或各種電氣控制系統(tǒng)聯(lián)接；第四，可運(yùn)用彩色編碼顯示。電子式數(shù)字顯示的缺點(diǎn)是數(shù)字由直線段組成（常分為７段），沒有一般手寫體數(shù)字的彎曲部分，因此，需要快速認(rèn)讀時(shí)，極易誤讀。同時(shí)，不同數(shù)字間的間隙也不同，如圖3-20所示。為了避免數(shù)字之間的混淆，有人提出，對(duì)于組成數(shù)字的的七段直線，可采用不同的線段寬度，上面的和右面的線段寬度可取為其余四段直線寬度的2/3。此外，實(shí)驗(yàn)證明，使用點(diǎn)陣構(gòu)成的數(shù)字，如圖3-21所示，也可使數(shù)字之間混淆的可能性大為減少。常用的有瓦塔貝迪安7×9圓點(diǎn)陣、7×9方點(diǎn)陣和馬多克斯5×7點(diǎn)陣等。6.2.2信號(hào)顯示設(shè)計(jì)1.信號(hào)顯示特征

視覺信號(hào)是指由信號(hào)燈產(chǎn)生的視覺信息，其特點(diǎn)是：面積小、視距遠(yuǎn)，引人注目，簡(jiǎn)單明了，但負(fù)荷有限，當(dāng)信號(hào)太多時(shí)，會(huì)形成雜亂現(xiàn)象和產(chǎn)生干擾。信號(hào)燈主要有兩個(gè)作用：其一是指示性的，即引起操作者的注意，指示操作，具有傳遞信息的作用；其二是顯示工作狀態(tài)，即反映某個(gè)指令、某種操作或某種運(yùn)行過程的執(zhí)行情況。例如，飛機(jī)著陸時(shí)，飛行員判斷飛機(jī)的高度有困難，必須借助信號(hào)燈的顯示。2.信號(hào)燈的視距和亮度在一定視距下，能引起人注意的信號(hào)燈，其亮度至少兩倍于背景的亮度，同時(shí)背景以灰暗無光為好，但信號(hào)燈的亮度太大會(huì)造成眩目而影響觀察。一般選用空氣散射小，射程較遠(yuǎn)的長(zhǎng)波紅光的信號(hào)燈，或選用功率消耗較少的藍(lán)綠光。3.信號(hào)燈的顏色作為警戒、禁止、停頓或指示不安全情況的信號(hào)燈，最好使用紅色；提請(qǐng)注意的信號(hào)燈用黃色；表示正常運(yùn)行的信號(hào)燈用綠色。4.閃光信號(hào)閃光信號(hào)較之固定光信號(hào)更能引起人注意，閃光信號(hào)的作用是：

①引起觀察者的進(jìn)一步注意；②指示操作者立即采取行動(dòng)；③反映不符指令要求的信息；④用閃光的快慢指示機(jī)器或部件運(yùn)動(dòng)速度的快慢；⑤用以指示警覺或危險(xiǎn)信號(hào)。

4.閃光信號(hào)閃光信號(hào)的強(qiáng)弱應(yīng)視具體情況而定，例如表示重要信息或危險(xiǎn)信號(hào)的閃光，其強(qiáng)度應(yīng)比其它信號(hào)強(qiáng)，因強(qiáng)光信號(hào)比弱光信號(hào)更易于引起注意，但光強(qiáng)度不能大到刺眼和眩目。閃光信號(hào)的閃爍頻率一般為0.6～1.67Hz,亮度對(duì)比較差時(shí)，閃光頻率可稍高。較優(yōu)先和較緊急的信息可使用較高的閃爍頻率（10～20Hz）5.信號(hào)燈形象和復(fù)合顯示為了使信號(hào)燈的顯示與其代表的含意有邏輯上的聯(lián)系，用一些形象化的辦法效果最好。如用“→”代表方向，用“×”或“O”表示禁止；用“！”表示警覺、危險(xiǎn)；這就是信號(hào)燈的形象顯示。

當(dāng)所要顯示的信息內(nèi)容較復(fù)雜時(shí)，往往單個(gè)信號(hào)燈難以勝任，在此情況下，可采用多個(gè)信號(hào)燈的復(fù)合顯示來實(shí)現(xiàn)(如菲涅爾系統(tǒng))

現(xiàn)代汽車尾燈的設(shè)計(jì)就采用了顏色編碼。汽車的尾燈是給后方汽車駕駛員指示前方車輛行駛情況的，其復(fù)合燈光指示：有車、剎車、轉(zhuǎn)彎等。白燈用于夜間行駛時(shí)倒車用。菲涅爾著艦輔助光學(xué)系統(tǒng)菲涅爾著艦輔助光學(xué)系統(tǒng)

在框架的兩邊各裝有6盞綠色燈，作為水平基準(zhǔn)；左右各裝有5盞紅色禁降燈；在框架中間，縱向排列有5個(gè)“菲涅爾”透鏡。當(dāng)不允許艦載機(jī)著落時(shí)，左右兩側(cè)紅色燈發(fā)出閃光，綠色水平基準(zhǔn)燈不亮；當(dāng)允許艦載機(jī)著落時(shí)，紅色燈則不亮，綠色基準(zhǔn)燈發(fā)出固定光，“菲涅爾”透鏡也同時(shí)發(fā)光。它發(fā)出的光要比綠色基準(zhǔn)燈強(qiáng)，而且上下不同位置的透鏡發(fā)出的定向光束各代表一種下滑角。黃色光是高的下滑坡面，紅色光是一個(gè)低的下滑坡面，橙色光是正確的下滑坡面。艦載機(jī)飛行員下滑時(shí)，如果看到的是橙色光，就可以準(zhǔn)確地著艦了；如果看到的是黃色光束，說明艦載機(jī)下滑角太大；如果看到了紅色光束，則說明艦載機(jī)下滑角太小。5.信號(hào)燈形象和復(fù)合顯示信號(hào)燈的顏色編碼還應(yīng)考慮到人的記憶能力，編號(hào)太復(fù)雜則由于不易記憶而導(dǎo)致辨認(rèn)效率下降。因而顏色信號(hào)的編碼以八個(gè)左右為最優(yōu)。

6.信號(hào)燈的布置

重要的信號(hào)燈與重要的儀表一樣，必須布置在視野中心3。范圍內(nèi)，次要信號(hào)燈布置在視野中心60?！?0。范圍內(nèi)。但仍需在不必轉(zhuǎn)頭即能看到的范圍內(nèi)。信號(hào)燈顯示與操縱相關(guān)時(shí)，應(yīng)與有關(guān)器件靠近，成組排列。信號(hào)燈的指示方向與操縱方向保持一致，例如開關(guān)向上時(shí)，上方的信號(hào)燈亮。7.重要信號(hào)燈的設(shè)計(jì)采用信號(hào)燈顯示特別重要的信號(hào)或危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，可考慮同時(shí)采用聽覺、觸覺等多重顯示方式，以引起特別的注意。

8、熒光屏設(shè)計(jì)1）熒光屏的顯示特征

特點(diǎn)：既能顯示圖形、符號(hào)、信號(hào)，又能顯示文字；能顯示多媒體的圖文動(dòng)態(tài)畫面。

應(yīng)用：圖文電視屏幕、計(jì)算機(jī)高分辨率顯示器、示波器、彩超及雷達(dá)。2）目標(biāo)的亮度、呈現(xiàn)時(shí)間目標(biāo)亮度不宜超過34.3cd/m2（坎德拉/平方米）。目標(biāo)呈現(xiàn)時(shí)間為0.5s大體上可以滿足視覺辨別的基本要求；呈現(xiàn)時(shí)間為2～3s，是視覺辨別的最有利的時(shí)間，但占用時(shí)間太長(zhǎng)，影響工作效率。3）目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度

人的視敏度與運(yùn)動(dòng)速度成反比。當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度大于80°/s時(shí)，視覺工作效率劇烈下降。4）目標(biāo)的形狀、大小和顏色

形狀辨認(rèn)效率的優(yōu)劣次序：三角形、圓形、梯形、方形、長(zhǎng)方形、橢圓和十字形。當(dāng)干擾光點(diǎn)的強(qiáng)度較大時(shí)，方形目標(biāo)優(yōu)于圓形目標(biāo)。字符的高寬比取2：1或1：1，其筆畫寬與字高之比取1：8或1：10。

目標(biāo)采用紅色或綠色時(shí)，視覺辨別效率與白色目標(biāo)相似，但紅色目標(biāo)容易引起疲勞，計(jì)算機(jī)的熒光屏大多數(shù)采用綠色作為目標(biāo)。采用藍(lán)色則視覺辨別效率稍差。5）目標(biāo)與背景的關(guān)系

目標(biāo)的視見度受制于目標(biāo)與背景的亮度比值：亮度對(duì)比度＝(目標(biāo)亮度－背景亮度)／背景亮度就亮度對(duì)比感受性而言，68cd/m2作為背景（屏幕）亮度的最佳值。屏面的亮度與環(huán)境亮度相一致時(shí)，目標(biāo)察覺、識(shí)別和追蹤效率都達(dá)到最優(yōu)。6）屏面

屏面的大小與視距和要顯示目標(biāo)的大小有關(guān)。屏幕的分辨率越高，顯示的信息清晰度越好。9、信號(hào)顯示中圖形符號(hào)設(shè)計(jì)圖形和符號(hào)具有形、意、色等多種因素，傳遞的信息最大，抗干擾能力強(qiáng)，易于接受。形：圖形和符號(hào)與標(biāo)志客體間有著相似的特征，讓人便于識(shí)別和辨認(rèn)。意：圖形和符號(hào)，是對(duì)顯示內(nèi)容的高度概括和抽象處理而形成的，應(yīng)與顯示內(nèi)容的特征數(shù)量有關(guān)，并不是符號(hào)愈簡(jiǎn)單愈易辨認(rèn)。色：圖形和符號(hào)作為一種視覺顯示標(biāo)志出現(xiàn)時(shí)，總是以某種與被標(biāo)識(shí)的客體有含義聯(lián)系的顏色表示。圖形和符號(hào)在產(chǎn)品上的應(yīng)用，有利于操作者迅速觀察和辨認(rèn)，提高操作者操作的準(zhǔn)確性和工作效率，同時(shí)提高信息的傳遞的速度。汽車上使用的圖形符號(hào)。交通上表示禁止的符號(hào)標(biāo)志電子產(chǎn)品上使用的部分圖形符號(hào)。顏色是一種形象語言，為便于識(shí)別，其顏色有特定意義。紅：停止；禁止；高度危險(xiǎn)；防火橙：危險(xiǎn)；航空、船舶的保安措施黃：警告信號(hào)綠：安全；衛(wèi)生；設(shè)備安全運(yùn)行藍(lán)：警惕色紫紅：放射性危險(xiǎn)白：通道、整潔、準(zhǔn)備運(yùn)行的標(biāo)志色；標(biāo)志文字、符號(hào)、箭頭；紅、綠、藍(lán)的輔助色黑：標(biāo)志文字、符號(hào)、箭頭；白、橙的輔助色

應(yīng)該注意的是：在實(shí)際應(yīng)用各類圖形符號(hào)時(shí)，不得采用人們不能接受的或過分抽象的圖形和符號(hào)，只能使用有利于人的知覺的圖形、符號(hào)，以便減少知覺時(shí)間，加強(qiáng)對(duì)符號(hào)的記憶和提高操作者的反應(yīng)速度。圖形、符號(hào)設(shè)置的位置應(yīng)與所指示的操縱機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。這樣操作者就能按圖形、符號(hào)所指示的內(nèi)容，準(zhǔn)確而迅速地操縱機(jī)器。6.3聽覺信息傳示系統(tǒng)

特點(diǎn)：聽覺具有反應(yīng)快，能感知方向；感知信息的范圍廣、不受照明條件和物體障礙的限制；能夠強(qiáng)迫人注意；用語言通話時(shí)應(yīng)答性良好。

應(yīng)用：信號(hào)簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)短時(shí)；要求迅速傳遞信號(hào)時(shí)；傳示后無必要查對(duì)信號(hào)時(shí)；信號(hào)只涉及過程或時(shí)間性事件時(shí)；視覺負(fù)擔(dān)過重或照明、振動(dòng)等作業(yè)環(huán)節(jié)又不利于采用視覺信息傳遞時(shí)；操作人員處于巡視狀態(tài)，并需要從干擾中辨別信息時(shí)。1.聽覺信息傳示裝置利用示警信號(hào)（聲音）來傳達(dá)信息。

特點(diǎn)：可快速有效的傳遞簡(jiǎn)單和短促的信息，反應(yīng)快、方向不受限制。蜂鳴器：聲音柔和，不會(huì)使人緊張或驚恐，較寧?kù)o的環(huán)境下提請(qǐng)操作者注意。鈴：寧?kù)o的環(huán)境下讓人注意。角笛：高噪音環(huán)境下的報(bào)警裝置。汽笛：緊急事態(tài)的音響報(bào)警裝置。警報(bào)器：聲音強(qiáng)度大，可傳播很遠(yuǎn)，可以抵抗其他噪聲的干擾，特別能引起人注意，并強(qiáng)制性地使人們接受，危險(xiǎn)事態(tài)的報(bào)警。2.言語傳示裝置用語言在人與機(jī)器之間傳遞信息，使其具有一定的表達(dá)能力。（如電話、麥克風(fēng)）特點(diǎn)：可使傳遞和顯示的信息含義準(zhǔn)確、接受迅速、信息量較大；可以更為細(xì)致、明確地指導(dǎo)操作者的各種操作行為。應(yīng)用：無線電廣播、電視、電話、報(bào)話機(jī)和對(duì)話器及其它錄音、放音和電聲裝置。1)言語清晰度言語的清晰度：人耳對(duì)通過它的音語（音節(jié)、詞或語句）中正確聽到和理解的百分?jǐn)?shù)。

提示：言語的清晰度必須在75％以上。2)語言的強(qiáng)度提示：言語傳示裝置的強(qiáng)度最好在60～80dB。3)噪聲對(duì)言語傳示的影響當(dāng)言語傳示裝置在噪聲環(huán)境中工作時(shí)，噪聲將影響言語傳示的清晰度。4)噪聲環(huán)境中的言語通信距聲源（講話人）的距離每增加1倍，言語聲級(jí)將下降6dB，這相當(dāng)于聲音在室外或室內(nèi)傳至5m遠(yuǎn)左右。房間中聲級(jí)的下降還受講話人與收聽人附近的吸收物體的影響，在有混響的房間內(nèi)，當(dāng)混響時(shí)間超過1.5s時(shí)，言語清晰度將會(huì)降低。3.聽覺傳示裝置的選擇（1）音響傳示裝置的選擇原理1）在有背景噪聲的場(chǎng)合，音響傳示裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)。2）使用斷續(xù)的或音調(diào)有高低變化的聲音信號(hào)，更能引起人的注意。最好組成視、聽雙重報(bào)警信號(hào)。3）音響信號(hào)傳播距離遠(yuǎn)和穿越障礙物時(shí)，應(yīng)加大聲波強(qiáng)度，使用較低的頻率。4）注意音響裝置的多少，避免各信號(hào)間的相互干擾。（2）言語傳示裝置的選擇原理

1）顯示內(nèi)容較多時(shí)，采用一個(gè)言語傳示裝置即可。2）更適于指導(dǎo)檢修和故障處理工作，引導(dǎo)操作者操作。3）適用于追蹤操作中。例如，飛機(jī)著陸導(dǎo)航的語言信號(hào)、船舶駕駛的言語信號(hào)等。4）在非職業(yè)性的領(lǐng)域中，言語傳示裝置更符合人們習(xí)慣。例如，娛樂、廣播、電視等。操縱裝置的類型（按操作部位分）手動(dòng)操縱裝置旋轉(zhuǎn)式操縱器：手輪、旋鈕、搖柄、十字把等移動(dòng)式操縱器：按鈕、操縱桿、手柄、刀閘開關(guān)等按壓式操縱器：按鈕、按鍵、鋼絲脫扣器等腳動(dòng)操縱裝置6.4操縱裝置設(shè)計(jì)6.4.1操縱裝置的類型及特征分析手控操作方式與對(duì)象配對(duì)操縱裝置的類型（按運(yùn)動(dòng)形式分）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)平移運(yùn)動(dòng)牽拉運(yùn)動(dòng)(a)曲柄；(b)手輪；(c)旋塞；(d)旋扭；(e)鑰匙；(f)開關(guān)桿；(g)調(diào)節(jié)桿；(h)杠桿鍵；(i)撥動(dòng)式開關(guān)；(j)擺動(dòng)式開關(guān)；(k)腳踏板；(l)鋼絲脫扣；(m)按鈕；(n)按鍵；(o)鍵盤；(p)手閘；(q)指撥滑塊（形狀決定）；(r)指撥滑塊（摩擦決定）；(s)拉環(huán)；(t)拉手；(u)拉圈；(v)拉鈕操縱裝置的類型（按功能分）開關(guān)控制：實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止，如按鈕、踏板、手柄等；轉(zhuǎn)換控制：從一種工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種工作狀態(tài)，如選擇開關(guān)、選擇按鈕等；調(diào)整控制：使系統(tǒng)的工作參數(shù)穩(wěn)定地增加或減少，如按鈕、操縱盤等；制動(dòng)控制：緊急狀態(tài)下的啟動(dòng)或停止，如制動(dòng)閘、操縱桿、手柄、按鈕等。操縱裝置的用力特征操縱器的操縱力不應(yīng)超過人的用力限度，并使操縱力控制在人施力適宜、方便的范圍內(nèi)，以保證操作質(zhì)量和效率。人的操縱力隨人的施力部位、著力的空間、施力的時(shí)間不同而變化，一般來說隨持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。操縱器的適宜用力：以最大肌力的一半和最大收縮速度的1／4，能量利用率最高；與操縱器的性質(zhì)和操縱方式有關(guān)，精度要求高的操縱器應(yīng)有一定的阻力，精度要求低但要求快的操縱力愈小愈好應(yīng)盡量避免靜態(tài)肌肉狀態(tài)操作，如必須則操縱力最好保持在人體最大肌力的15％－20％。操縱裝置的特征編碼與識(shí)別形狀編碼大小編碼顏色編碼標(biāo)志編碼形狀編碼利用操縱器的外觀形狀來進(jìn)行區(qū)分，以適合不同的用途，這是一種容易被人的感覺和觸覺辨認(rèn)的良好方法。注意：操縱器的形狀和它的功能最好有邏輯上的聯(lián)系，這樣便于形象記憶；操縱器的形狀應(yīng)能在不用目視或戴著手套的情況下，單靠觸覺也能分辨清楚。大小編碼操縱器采用大小編碼時(shí)，大操縱器的尺寸比小操縱器的大20％以上，才有準(zhǔn)確操縱的把握。顏色編碼用于操縱器編碼的顏色一般只有紅、橙、黃、藍(lán)、綠等五種，色多了容易混淆。操縱器的顏色編碼一般只能同形狀和大小編碼合并使用。由于只能靠視覺辨認(rèn)，還容易受照度的影響，因此使用范圍有限。標(biāo)志編碼當(dāng)操縱器數(shù)量很多，而形狀又難區(qū)分時(shí)，可采用標(biāo)志編碼，即在操縱器上可以適當(dāng)?shù)姆?hào)以示區(qū)別。符號(hào)的設(shè)計(jì)應(yīng)只靠觸覺就能清楚地識(shí)別，因此，符號(hào)應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)明易懂，有很強(qiáng)的外形特征。在操縱器上可以適當(dāng)?shù)姆?hào)以示區(qū)別旋轉(zhuǎn)式操縱裝置的類型旋扭：?jiǎn)问植倏v，多圈轉(zhuǎn)動(dòng)、小于360度轉(zhuǎn)動(dòng)和定位轉(zhuǎn)動(dòng)，圓形、多邊形和指針形，使用靈活、方便、工作可靠；手輪：?jiǎn)问只螂p手操縱，尺寸大小差異較大，有機(jī)床上用的100～200mm手輪，也有汽車上用的400～500mm駕駛盤，操縱力差別也較大；搖把：一般單手操縱，操縱力要求較大時(shí)需雙手操縱；十字把：尺寸較大，雙手操縱，如舵輪、絞車十字把等。6.4.2旋轉(zhuǎn)式操縱器設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)式控制器的形體設(shè)計(jì)旋扭的形體設(shè)計(jì)360度以上旋轉(zhuǎn)操作360度以內(nèi)旋轉(zhuǎn)操作360度以內(nèi)定位操作旋扭的操縱力和適宜尺寸（mm）指示型旋扭的尺寸和式樣旋扭的幾種觸覺肌理

旋轉(zhuǎn)式控制器的形體設(shè)計(jì)手輪和搖把設(shè)計(jì)手輪和搖把均可自由作連續(xù)旋轉(zhuǎn)，適合多圈操作的場(chǎng)合。根據(jù)用途的不同，手輪和搖把的大小差別很大。手輪、搖把的尺寸大小和操縱效率與其在空間的安裝位置有很大的關(guān)系。搖把的形狀和尺寸手輪和搖把的轉(zhuǎn)軸方向手輪和搖把的轉(zhuǎn)軸方向和高度位置（mm）手輪和搖把的適宜位置（mm）現(xiàn)代搖把的造型和尺寸（mm）移動(dòng)式操縱器的類型手柄、操縱桿、推鈕、滑移式操縱器、刀閘移動(dòng)式操縱器的操縱力手柄操縱力的大小與手柄距地面的高度、操縱方向、使用的左右手不同等因素有關(guān)；操縱桿的適宜用力因操縱方式和性質(zhì)不同而有很大差異；小型變換把式電閘所用之力不應(yīng)超過2.27～4.54N；推鈕的用力一般在4.5～13.6N范圍；扳鈕的用力則應(yīng)處于2.3～4.5N范圍為宜。6.4.3移動(dòng)式操縱器設(shè)計(jì)操縱手把設(shè)計(jì)(難點(diǎn))設(shè)計(jì)合理的操縱手把，應(yīng)考慮下述幾點(diǎn)：1）手把的形狀應(yīng)與手的生理特點(diǎn)相適應(yīng):人手掌的結(jié)構(gòu)是：掌心部位肌肉少，指球肌、大魚際肌、小魚際肌部位肌肉豐滿，指骨間肌和手指部分是神經(jīng)末梢滿布的部分。設(shè)計(jì)手把形狀時(shí)應(yīng)避免①著力方向和振動(dòng)方向集中于掌心和指骨間肌；②手把不能緊貼掌心。正確方法：用指球肌、大魚際肌、小魚際肌部位緊握手把。手把的形狀與手的生理特點(diǎn)相適應(yīng)操縱手把設(shè)計(jì)(難點(diǎn))

2）手把的形狀便于觸覺對(duì)其進(jìn)行識(shí)別3）尺寸應(yīng)符合人手尺度的需要：①手把的長(zhǎng)度必須超過手幅的長(zhǎng)度；②手把的徑向尺寸必須與正常的手握尺度相符或小于手握尺度；③手把的結(jié)構(gòu)必須能夠保持手的自然握持狀態(tài)；④手把的外表面應(yīng)保證操作者觸覺舒適性。4）適當(dāng)長(zhǎng)度的操縱桿可省力5）復(fù)合多功能操縱桿多功能復(fù)合操縱桿手柄形式和著力部位6.4.4按壓式操縱器設(shè)計(jì)分類按鈕：圓形、矩形，有的還帶有信號(hào)燈，常用于系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)停按鍵工作狀態(tài)接通斷開按鈕：圓形、矩形，有的還帶有信號(hào)燈；常用于系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)停；工作狀態(tài)：?jiǎn)喂の唬喊聪鹿ぷ鳎砰_停止、復(fù)位；雙工位：按下