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　　第七章 顯示器

　　1.在人機(jī)系統(tǒng)中，存在一個(gè)人與機(jī)相互作用的“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個(gè)面上，通常把這個(gè)“面”稱為人機(jī)界面。在人機(jī)界面上，向人表達(dá)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對(duì)人來(lái)說(shuō)，通過(guò)感受器接受機(jī)器的輸出效應(yīng)是輸入。

　　第一節(jié) 信息顯示器的類型及其特點(diǎn)

　　2.由于人對(duì)突然發(fā)生的聲音具有特殊的反應(yīng)能力，所以聽(tīng)覺(jué)顯示器作為緊急情況下的報(bào)警裝置，比視覺(jué)顯示器具有更大的優(yōu)勢(shì)。

　　3.儀表顯示器的種類：

　　⑴按顯示形式分為：

　?、贁?shù)字式顯示器。直接用數(shù)碼來(lái)顯示信息的儀表。特點(diǎn)是，認(rèn)讀過(guò)程簡(jiǎn)單、速度快、讀數(shù)準(zhǔn)確、精度高。

　?、谀M式顯示器。用標(biāo)定在刻度盤(pán)上的指針來(lái)顯示信息的顯示器。特點(diǎn)是，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢(shì)，使人對(duì)模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。

　?、瓢达@示功能分為：

　?、僮x數(shù)用儀表。

　?、跈z查用儀表。

　?、劬溆脙x表。

　?、茏粉櫽脙x表。

　　⑤調(diào)節(jié)用儀表。

　　4.顯示裝置的選擇原則。

　　對(duì)顯示裝置的要求，最重要的是，使操作者能夠迅速而準(zhǔn)確地觀察和監(jiān)控而又不疲勞：

　?、贁?shù)量識(shí)讀儀表的選擇。數(shù)量識(shí)讀的主要目的是獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，數(shù)量識(shí)讀應(yīng)選擇數(shù)字顯示裝置，具有精度高、識(shí)讀性好的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)指針顯示裝置，以開(kāi)窗式為最好，圓形次之，豎直直線形最差。

　　②狀態(tài)識(shí)讀儀表的選擇。狀態(tài)識(shí)讀儀表只需向操作者顯示被測(cè)對(duì)象參數(shù)變化趨勢(shì)的信息，指示該參量在哪一范圍是正常狀態(tài)，哪一范圍是不正常狀態(tài)。由于不需要顯示精確的數(shù)值等，因此通常選用指針儀表。

　　第二節(jié) 視覺(jué)顯示器的分類和設(shè)計(jì)原則

　　5.視覺(jué)顯示器的形式按顯示信息的特點(diǎn)可分為：動(dòng)態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器；定量顯示器和定性顯示器。

　　6.動(dòng)態(tài)顯示器所顯示的信息，可以隨時(shí)發(fā)生變化的顯示裝置。

　　7.定量顯示器：是指以數(shù)量顯示某種變量變化的顯示器；定量顯示器既可顯示動(dòng)態(tài)信息變量，又可顯示靜態(tài)信息變量。

　　定性顯示器：反映某種變量的近似值、變化趨勢(shì)、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。

　　8.論述設(shè)計(jì)和選用視覺(jué)顯示器的原則：

　　視覺(jué)顯示器的顯示必須滿足以下基本要求：①鮮明醒目；②清晰可辨；③明確易懂。

　　視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)遵循的原則：

　　①根據(jù)使用要求，選用最適宜的視覺(jué)刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺(jué)代碼的數(shù)目，限制在人的絕對(duì)判別能力允許的范圍內(nèi)。

　　②使顯示精度與人的視覺(jué)辨認(rèn)特性同系統(tǒng)要求相適應(yīng)。

　?、郾M量采用形象直觀的、與人的認(rèn)知特點(diǎn)相匹配的顯示格式。

　?、軐?duì)同時(shí)呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息，盡可能實(shí)現(xiàn)綜合顯示，以提高顯示的效率。

　?、菽繕?biāo)和背景之間要有適宜的對(duì)比關(guān)系，包括亮度對(duì)比、顏色對(duì)比、運(yùn)動(dòng)對(duì)比和形狀對(duì)比等。

　?、蘧哂辛己玫恼彰餍再|(zhì)和適宜的照明水平，以保證對(duì)目標(biāo)的顏色辨認(rèn)和細(xì)節(jié)辨認(rèn)。

　　⑦根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)和使用條件，確定視覺(jué)顯示器的尺寸和定放位置。

　?、嘁c系統(tǒng)中的其它顯示器和控制器，在空間關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系上兼容。

　　9.視覺(jué)編碼：用顏色、數(shù)字、字母、圖形等視覺(jué)刺激對(duì)信息進(jìn)行編碼，稱為視覺(jué)編碼。

　　視覺(jué)代碼：用作視覺(jué)編碼的刺激稱為視覺(jué)代碼。

　　10.用刺激物的單一視覺(jué)屬性對(duì)信息進(jìn)行的編碼，稱為單維視覺(jué)編碼。

　　11.多維視覺(jué)編碼：是指將兩種或多種視覺(jué)屬性結(jié)合起來(lái)作為代碼的信息編碼方式。

　　第三節(jié) 熒光屏顯示器設(shè)計(jì)中的人的因素

　　12.熒光屏顯示器（CRT）：是利用陰極射線管顯示視覺(jué)信息的裝置。具有顯示空間小、顯示格式靈活可變，并能綜合顯示多種信息等優(yōu)點(diǎn)。

　　13.影響熒光屏顯示效率的主要因素（CRT設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些人的因素）：

　?、倌繕?biāo)亮度。在一定的亮度范圍內(nèi)，視覺(jué)作業(yè)的績(jī)效隨目標(biāo)亮度的增加而提高，但其提高率隨目標(biāo)亮度增加而下降。場(chǎng)合，目標(biāo)背景亮度的設(shè)定，應(yīng)特別考慮顯示器的分辨率、刷新頻率、目標(biāo)背景亮度比和目標(biāo)在屏上的位置等因素的影響。

　?、谀繕?biāo)與背景的亮度比。目標(biāo)與背景的亮度比取決于目標(biāo)亮度、屏面亮度和周?chē)h(huán)境照明三因素。決定CRT目標(biāo)與背景對(duì)比度的主要參數(shù)有：柵偏壓、余輝、屏面噪聲和聚焦?fàn)顩r。

　?、鄯直媛省RT的分辨率是指可視圖像中最小可辨或可測(cè)的細(xì)節(jié)。其指標(biāo)常以電視限定法測(cè)得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測(cè)定的屏幕每厘米的掃描線數(shù)表示。要使顯示效果更加清晰、真切，應(yīng)選擇高分辨率的顯示器。

　?、茴伾?。CRT彩色顯示器的合理設(shè)計(jì)，應(yīng)以顏色編碼和顯示工效的心理學(xué)研究為依據(jù)。在單色顯示屏上，白色、綠色、黃色對(duì)深灰色或黑色形成的顏色對(duì)比，最適于圖形和字符的識(shí)別。通常將白色、綠色等明快顏色用作目標(biāo)色，而將深色或黑色作為背景色。

　?、菽繕?biāo)位置指示物。目標(biāo)位置指示物是雷達(dá)屏的常用輔助部分。它包括坐標(biāo)格線、光電筆、電子十字絲等多種形式

　?、奁聊淮笮〖拔恢?。CRT屏幕大小與視距是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素。對(duì)最佳屏面尺寸的確定，還應(yīng)綜合考慮顯示目標(biāo)的大小、觀察精度、顯示器的分辨率等因素的影響。

　　屏面最好處于正對(duì)視線的位置。如果要為站立的觀察者使用時(shí)，屏面處于屏面中心與眼的連線以下、偏離水平視線5度為宜；如果要為坐姿觀察者使用，則以下偏15－20度為宜。

　　視距的范圍應(yīng)為50-70厘米。

　　第四節(jié) 信號(hào)燈設(shè)計(jì)中的人的因素

　　14.信號(hào)燈是以燈光形式傳遞信息的顯示器。用來(lái)顯示危險(xiǎn)或緊急狀態(tài)的信號(hào)燈稱為警告燈。

　　信號(hào)燈的設(shè)置目的：主要是為了使人能及時(shí)注意到某種狀態(tài)的發(fā)生，以作出正確的應(yīng)答。

　　15.信號(hào)燈的亮度因素：主要由于燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時(shí)間三方面因素決定。燈光信號(hào)的亮度覺(jué)察閾限，在一定范圍內(nèi)，若信號(hào)燈的面積不變、亮度閾限隨暴露時(shí)間段的增加而下降；若暴露時(shí)間一定，亮度閾限隨投光面積的增大而下降。

　　16.信號(hào)燈的顏色：信號(hào)燈和警告燈顏色的選擇。有人對(duì)紅、綠、黃、白四種顏色燈光信號(hào)進(jìn)行過(guò)研究，認(rèn)為在信號(hào)燈與背景保持良好的亮度比時(shí)，不同色光的辨認(rèn)速度基本一致，當(dāng)信號(hào)燈與背景的對(duì)比度較低時(shí)，四色燈信號(hào)的優(yōu)劣順序?yàn)榧t、綠、黃、白。

　　日常生活中，人們把“綠色”與正常、安全、通行等概念聯(lián)系在一起。把“紅色”與故障、危險(xiǎn)、停止等概念聯(lián)系在一起。

　　17.閃光和穩(wěn)定光：由于閃光比穩(wěn)定光更能吸引人的注意，因此，警告信號(hào)燈宜用閃光。使用單個(gè)閃光信號(hào)時(shí)，以3－10次/秒的閃光速度為宜。

　　18.信號(hào)燈位置：信號(hào)燈和警告燈處于視野中不同的位置時(shí)具有不同的觀察效果。最重要的信號(hào)燈和警告燈應(yīng)安置在視野中央3度的范圍內(nèi)；所有警告燈不宜超出視野30度的范圍。

　　19.聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)中人的因素。聽(tīng)覺(jué)顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中利用聽(tīng)覺(jué)通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點(diǎn)，可分為言語(yǔ)聽(tīng)覺(jué)顯示器和聲音聽(tīng)覺(jué)顯示器。

　　第八章 控制器

　　1.控制器：是操作者用以將控制信息傳遞給機(jī)器的裝置。人的效應(yīng)器官與控制器構(gòu)成人機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)界面。操作者通過(guò)控制器對(duì)機(jī)器實(shí)行操縱，調(diào)整機(jī)器的工作狀態(tài)，使它按預(yù)定的目標(biāo)工作。

　　2.控制器的種類：

　?、倏梢园凑湛刂破鱾鬟f的信息是離散的還是連續(xù)的分為：

　　離散控制器：只能用來(lái)調(diào)節(jié)有限的幾種確定狀態(tài)，它們可完成啟動(dòng)、離散位調(diào)或數(shù)據(jù)輸入的功能。

　　連續(xù)控制器：能用來(lái)調(diào)節(jié)一個(gè)連續(xù)體中的任何值，可完成數(shù)量調(diào)節(jié)和連續(xù)控制的功能。

　?、谝部砂床僮魉玫纳眢w器官或控制行為分為：

　　手控制器、足控制器、言語(yǔ)控制器。

　　③按控制器運(yùn)動(dòng)類別的不同，控制器可分為：

　　旋轉(zhuǎn)控制器、擺動(dòng)控制器、按壓控制器、滑動(dòng)控制器和牽拉控制器。

　　3.控制器編碼：是指，以適當(dāng)?shù)拇碳ぷ鞔a來(lái)標(biāo)志控制器的功能特點(diǎn)。

　　控制器的編碼方式主要有：

　　①形狀編碼：編碼選用的各種形狀不宜過(guò)于復(fù)雜。為了便于譯碼，應(yīng)盡可能使用與控制器的功能相聯(lián)系或相似的形狀。

　?、诒砑y編碼

　?、鄞笮【幋a：操作者可通過(guò)視覺(jué)或觸覺(jué)辨認(rèn)控制器的大小，但一般認(rèn)為，單獨(dú)用控制器大小作編碼不如形狀編碼那么有效，并且需占用較大的控制板空間。

　　④位置編碼

　?、莶僮鞣椒ň幋a：

　?、揞伾幋a：用作代碼的顏色應(yīng)是操作者能絕對(duì)辨認(rèn)的，應(yīng)盡可能使用具有標(biāo)準(zhǔn)意義的顏色。

　　⑦標(biāo)記編碼

　　4.控制器主要有四種阻力：

　　靜摩擦：是對(duì)初始運(yùn)動(dòng)的阻力，它在控制器開(kāi)始移動(dòng)時(shí)突然減少

　　庫(kù)倫摩擦：繼續(xù)作為對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的阻力，它與位移距離、速度和加速度都無(wú)關(guān)。

　　彈性阻力的大小與控制器位移距離成正比。

　　粘滯阻尼以及慣性分別與控制運(yùn)動(dòng)的速度和加速度成正比。

　　第二節(jié) 控制器的位置和排列

　　5.由于人體尺寸和生物力學(xué)的特點(diǎn)，任何控制器都有一個(gè)最佳操作位置和不能超越的位置容限。

　　6.控制器的排列原則：

　　①重要性原則：按照每個(gè)控制器對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的重要程度決定其位置安排的優(yōu)先權(quán)。控制器越重要被安排的位置越好。

　　②使用頻次原則：按照每個(gè)控制器在系統(tǒng)操作中的使用頻次多少?zèng)Q定位置安排的優(yōu)先權(quán)?？刂破鞯氖褂妙l次越多，被安排的位置約好。

　?、酃δ茉瓌t：按照功能關(guān)系安排控制器的位置，將功能相近或相關(guān)的控制器組裝在一起，把同類設(shè)備功能上相似的控制器安排在相對(duì)一致的位置上。

　　④使用順序原則：對(duì)系統(tǒng)操作中使用順序固定的控制器，按照它們的使用順序安排其位置。

　　頻次與重要性分?jǐn)?shù)＝重要性分?jǐn)?shù)X權(quán)數(shù)1＋使用頻次X權(quán)數(shù)2

　　7.由于手有適合于操作的特點(diǎn)，目前使用的控制器絕大多數(shù)都是用手操作的。常用的手控制器有按鈕、肘節(jié)開(kāi)關(guān)、搖式開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)、拇指輪、旋鈕、手輪、曲柄和手柄。

　　8.踏板可分為旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式和直動(dòng)式三種。

　　9.聲音控制器，也稱聲控開(kāi)關(guān)。它是通過(guò)聲音傳感器將聲能轉(zhuǎn)化為電能，然后驅(qū)動(dòng)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，達(dá)到控制的目的。

　　10.言語(yǔ)控制器，實(shí)際上是一個(gè)以電子計(jì)算機(jī)為核心的言語(yǔ)識(shí)別裝置。它先對(duì)輸入的言語(yǔ)進(jìn)行識(shí)別，然后按照預(yù)先編制的程序，去執(zhí)行不同的控制功能。

　　11.控制-顯示比（簡(jiǎn)稱C/D比）：指控制與顯示器的動(dòng)程比。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)的控制器與顯示器，動(dòng)程按移動(dòng)距離計(jì)算；對(duì)于需作較大旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制器與顯示器，動(dòng)程按旋轉(zhuǎn)角或根據(jù)旋轉(zhuǎn)角計(jì)算移動(dòng)距離；對(duì)于旋鈕，動(dòng)程一般按旋轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算。

　　C/D比決定了控制器的靈敏度。C/D比高，表示控制器靈敏度低，

　　連續(xù)控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇合適的C/D，因?yàn)樗绊懙竭B續(xù)控制或數(shù)量調(diào)節(jié)操作的績(jī)效。在連續(xù)調(diào)節(jié)的定位活動(dòng)中往往存在粗調(diào)與細(xì)調(diào)兩種操作，粗調(diào)指大幅度移動(dòng)控制器，將它快速移至所要求位置附近；細(xì)調(diào)指仔細(xì)調(diào)節(jié)控制器，將它精確地調(diào)到所要求的位置。

　　12.空間兼容性：是指顯示器與控制器的空間關(guān)系，與人們對(duì)這種關(guān)系預(yù)測(cè)的一致性。控制器與顯示器的使用往往是一一對(duì)應(yīng)的，它們的位置關(guān)系是否合適，將影響到控制器或顯示器的使用效果。

　　13.運(yùn)動(dòng)兼容性：指控制器與顯示器的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以及控制器或顯示器的運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)輸出的關(guān)系，與人們對(duì)這些關(guān)系的預(yù)測(cè)的一致性。

　　14.概念兼容性：指控制器或顯示器的功能或用途的編碼，與人們已有概念的一致性。