視覺及視覺顯示器

視覺及視覺顯示器第一節(jié)視覺概述一、視覺系統(tǒng)的構(gòu)造和功能視覺系統(tǒng)包括：眼睛、傳入神經(jīng)和腦皮層視區(qū)等部分。二、視覺的空間特性：視野、視敏度三、視覺的時間特性四、顏色視覺第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)視覺顯示器的分類和設(shè)計原則一、視覺顯示器及分類1視覺顯示器指依靠光波作用于人的眼睛向人提供外界信息的裝置。二、視覺顯示器的選擇三、視覺顯示器設(shè)計中的人機匹配原則第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1）按顯示狀態(tài)分：靜態(tài)和動態(tài)顯示器2）按信息的量化分：數(shù)量和性質(zhì)顯示器3）按顯示信息的表示方式分：形象顯示器和抽象顯示器4）根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點分：機電式顯示器、電光式顯示器、燈光顯示器等5）按功用分：讀數(shù)顯示器、核查顯示器、告警顯示器、追蹤顯示器和調(diào)節(jié)顯示器等。第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天顯示器的選擇步驟：1確定顯示器的功能要求2明確使用者的作業(yè)特點和身心素質(zhì)要求3理解和比較顯示器的物理特性、技術(shù)水平和可能存在的問題。4根據(jù)以上幾步所考慮的問題和掌握的資料，從人機匹配的角度，選擇功效高、安全可靠、費用合理的顯示器。第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1要根據(jù)使用要求選擇最適宜的視覺刺激緯度作信息代碼，并將代碼數(shù)目限制在人的絕對辨別能力允許的范圍內(nèi)。2要使顯示精度與人的視覺辨別能力相適應(yīng)3要盡量采用形象直觀的顯示方式4要盡量采用與所表示意義有內(nèi)在聯(lián)系的顯示方式，避免使用與人們的習(xí)慣相沖突的顯示方式。5要對同時呈現(xiàn)的有關(guān)信息盡可能實現(xiàn)綜合顯示第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天6要使顯示的目標(biāo)與背景時間在形狀、亮度或顏色方面具有較鮮明的對比7要適應(yīng)照明條件的變化，并避免產(chǎn)生眩光8把最重要和使用頻次最多的顯示器安放在最有利于辨認(rèn)的位置9要使同時使用的顯示器在信息編碼上盡可能互相兼容10顯示器與相應(yīng)的控制器在空間關(guān)系和運動關(guān)系上應(yīng)相互兼容第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)表盤式儀表顯示中的人的因素一、概念二、表盤式儀表的形式三、刻度盤大小的設(shè)計四、刻度及標(biāo)尺設(shè)計五、指針設(shè)計第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天概念：表盤式儀表是指相對于刻度盤的不同位置來顯示信息的視覺顯示器。1按刻度盤的形狀分：開窗式、圓形、半園形、垂直帶式和水平帶式等基本類型。2按指針與刻度盤的運動關(guān)系分：刻度盤固定動指針和指針固定動刻度盤兩類。第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

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第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天三、刻度盤大小的設(shè)計1格雷賽爾研究了圓形刻度盤的直徑（從25毫米至100毫米）與刻度判讀速度和正確率的關(guān)系。結(jié)果是：刻度盤直徑為25－35毫米時判讀效果隨直徑增大而提高，在直徑35－70毫米的范圍內(nèi)判讀成績趨于穩(wěn)定，表盤直徑繼續(xù)增大時，判讀成績下降。韋特的實驗表明直徑為44毫米的儀表認(rèn)讀效果最佳。查帕尼斯指出直徑為75毫米的儀表可讀性最佳。第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2結(jié)論：當(dāng)刻度較小時，隨著直徑的增加，刻度上的基本元素的刻度間距、刻度標(biāo)記、字符等都有相應(yīng)的增大，這有利于改善認(rèn)讀條件；但當(dāng)直徑增至一定的范圍后，人眼已足以清晰地分辨盤面上的基本元素，認(rèn)讀效果保持穩(wěn)定；若直徑繼續(xù)增大，眼睛在認(rèn)讀過程中的掃描路線變長，從而對認(rèn)讀產(chǎn)生不利影響。第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1刻度間距與刻度讀數(shù)單位間距?？潭乳g距指兩個最小刻度標(biāo)記之間的距離。刻度讀數(shù)單位間距是需要讀出的最小單位在刻度盤上的間距。兩者最好一致?？潭乳g距一般以視角表示，視角臨界值約為2分，最理想的間距為10分。2刻度讀數(shù)進級。標(biāo)尺上刻度間的數(shù)值關(guān)系稱為刻度讀數(shù)進級。一般認(rèn)為采用以1或10的整倍數(shù)進行讀數(shù)進級，如1，2，…；10，20，…四、刻度及標(biāo)尺設(shè)計第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3刻度標(biāo)記的尺寸。標(biāo)尺上的刻度標(biāo)記一般分大、中、小三類。各類刻度標(biāo)記尺寸的設(shè)計以最小刻度標(biāo)記為基礎(chǔ)。最小刻度標(biāo)記的寬度以占刻度間距的5－15％為宜，其長度（高度）應(yīng)為刻度間距的25－50％。中刻度標(biāo)記的尺寸約為小刻度標(biāo)記的1－1.5倍。大刻度標(biāo)記的尺寸約為小刻度標(biāo)記的1.5－2倍。第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4刻度讀數(shù)方向?？潭茸x數(shù)方向的確定取決于表盤的形狀。圓形或扇形儀表刻度讀數(shù)方向與順時針方向一致；垂直和水平帶式儀表讀數(shù)方向分別為自上而下和從左到右。5標(biāo)尺數(shù)字定位。應(yīng)遵循以下原則（1）刻度盤固定動指針儀表的數(shù)字應(yīng)該與刻度盤的水平線垂直；指針固定動刻度盤儀表的數(shù)字應(yīng)該與刻度垂直。第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（2）指針位于刻度盤內(nèi)的儀表，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度外側(cè)；指針位于刻度盤外的儀表，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度內(nèi)側(cè)（3）開窗式儀表在窗口垂直和窗口水平時，數(shù)字應(yīng)分別設(shè)在刻度的右側(cè)和下方。第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天五、指針設(shè)計1形狀。指針的形狀盡可能簡單，一般采用尾平、頭尖、中間等寬的形狀。2大小。指針的長度應(yīng)短于刻度盤的半徑，最好使指針的針尖剛好與刻度標(biāo)記接觸，而不與之重疊。3零點位置。隨儀表類型和功用的不同而異，但總的來說，極大多數(shù)都應(yīng)選在相當(dāng)于時鐘的12點和9點鐘位置為憂。第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)

電子顯示器設(shè)計中的人的因素一、圖例二、顯示亮度三、分辨率四、掃描速度五、顏色第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、顯示亮度1總的顯示亮度。一般認(rèn)為再一般照明條件下能使CRT保持100坎德拉每平方米左右的亮度水平就能取得較好的視覺效果。2目標(biāo)與背景亮度對比。適中的對比度有利于提高視覺作業(yè)效果，而對比度過高或過低均會對顯示質(zhì)量和視覺作業(yè)績效產(chǎn)生不利影響。

第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1分辨率：指的是視覺顯示圖像單位面積內(nèi)包含的最小可辨或可測的細(xì)節(jié)數(shù)量。2CRT顯示器的分辨率一般以屏幕上每厘米或每毫米高度包含的掃描線數(shù)表示，包含的線數(shù)多表示分辨率高，包含的掃描線數(shù)少表示分辨率低。3CRT用于圖像顯示時，其分辨率不應(yīng)低于每毫米5線。三、分辨率第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天四、掃描速度1掃描速度：指圖像像素在CRT屏幕上產(chǎn)生的速度，一般用每幀圖像刷新的時間表示，或用每秒鐘內(nèi)刷新圖像的次數(shù)即幀頻表示。2幀頻達到60赫，一般就能消除閃爍效應(yīng)。3視覺臨界融合頻率存在個體差異，并隨圖像顯示亮度和顏色的不同而變化。第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天五、顏色1彩色CRT顯示的視覺效果主要取決于顏色間的配合。因此對顏色顯示的優(yōu)劣只能作相對比較而不易作絕對評價。2在CRT顯示設(shè)計中，顏色常用來進行信息編碼。一般認(rèn)為用色調(diào)作單維編碼的系統(tǒng)最多可容納10種色調(diào)，若超過10種就容易發(fā)生混淆。第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)信號燈設(shè)計中的人的因素一、信號燈的亮度要求二、信號燈的顏色要求三、閃光信號燈閃動速度：3－10次/秒閃頻代碼數(shù)目：不可超過4種，兩種最好。防止環(huán)境燈光干擾第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天信號燈的亮度要求1必須有足夠的亮度，在高強度背景光下使用的信號燈需要有較高的亮度。2信號燈標(biāo)志的正確辨認(rèn)率有隨信號燈亮度增強而提高的趨勢。亮度達到1000坎德拉每平方米時，三種顏色信號燈均可達完全正確辨認(rèn)的程度。3在變化不定的環(huán)境照明下使用的信號燈，其亮度應(yīng)隨著環(huán)境照明亮度的不同而變化。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天信號燈的顏色要求1要使所選用的顏色在一切使用信號燈的場合都不易發(fā)生混淆2在一個復(fù)雜的人機系統(tǒng)中有多處使用顏色信號燈或同一使用者需要在多處使用顏色信號燈時，相同顏色在意義上應(yīng)盡量保持一致3信號燈顏色的含義應(yīng)盡可能與人們在日常生活中對顏色形成的習(xí)慣聯(lián)系或已有概念相一致。第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)字符標(biāo)志設(shè)計中的人的因素一、字母數(shù)字設(shè)計二、標(biāo)志設(shè)計形象性可理解性醒目性整體性兼容性統(tǒng)一性第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天字母數(shù)字設(shè)計1字體2字型：用以構(gòu)成字母數(shù)字的格式稱做字型。5*7是構(gòu)成字母數(shù)字的最小點陣。3字高寬比：5:3－3:24筆畫寬度：大的字母數(shù)字取1:8,小的取1:65字母數(shù)字大小與視距

H＝0.0022D+K1+K2第33頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1）應(yīng)盡可能突出每一個字母或數(shù)字特有的成分，同時使字母數(shù)字中可能與其它字母數(shù)字相混淆的成分相對減弱。2）在照明暗、能見度低等條件下使