【精品课件】显示器设计的人机工程学

第八章显示器设计的人机工程学显示显示被用来传递不能直接被察觉或容易被推断的信息。它们也被用来吸引人们的注意力.好的显示用一种快速和准确的分析解释传递信息。本章为选择适当的视觉和听觉显示以满足特定的需要提供指导。它也涵盖了关于视觉显示使用的感性问题。.8.1人／机相互作用的信息分析在人／机交互作用中，存在着两类关键的信息流：一类是从机器到人的信息流；另一类则是从人到机器的信息流。这些信息流能以不同方式进行分类。1）按正常与非正常的信息流分类。非正常的信息流不是由任何专用的机器部件传送的，或者只是用于作业辅助手段的信息流。例如磨床的操作者，可能被馈入由机器产生的杂音，就是一种非正常的信息。正常的信息是依靠专门设计来传播信息的通讯工具传递的。例如，设置在汽车上的速度仪向驾驶员提供的精确的速度信息。2）按直接与间接来分类。凡是能由感觉器官在直接感受过程中接受的信息就是直接信息；凡是必须以复制或代码(符号)的形式传播的信息就是被间接察觉的信息。这两种不同的分类形式，即正式与非正式、直接与间接的分类形式，是互为补充的，从而提供了一种综合分析信息流的方法。对于每一项信息都必须确立以下5个重要内容：第一，必须精确地表明哪一项信息应该流动或传播。这里强调“精确”是因为这是最基本的。例如在温度信息的传递过程中，仅仅将物体的温度传递给操作者是不够的，还必须弄清他是否需要精确的温度。如果需要，所要求的精度范围是多少？是，，还是仅在某个规定范围之内，比如。第二，必须明确何者是信息的发送者或接受者。例如，信息是从机器到操作者，还是从机器到维修、装配工。通常，对于人／机或机／人这两种主要信息流是容易明确的，但对于许多次要的信息流，如果没有明显确定其人／机相互作用中的关系，往往就难以确定。第三，必须确定是正常的信息还是非正常的信息。如果涉及的信息接受者是人，那么还应明确它是直接感受的信息还是间接感受的信息。例如，能否仅依靠通过听声音或观察机器的某个部位就能有效获得某种信息，还是必须设置一台仪器，以测量出机器某个动作信息并提供一种显示手段才能将信息传递给操作者等。第四，必须明确什么时候需要信息。信息通常在需要它的时候才产生。但是，当信息是在它产生之后的某个时间内才需要时就必须先将信息储存起来，然后，在某一适当时刻再调用，并表现出来。在某些事例中，对将来状态或变化不定的情况的预示，对于改进操作及早期危险报警等方面具有重大意义。因此，需要信息出现的基点必须适当给予确定。第五，必须明确信息将发挥什么作用。是作为报警、检查、跟踪、识别，还是作为一项指令，这一问题在保证不同项的已知相关信息间的所有恰当关系方面是很重要的。8.2信息显示设计在人机系统中，产品的信息是通过人的感觉器官传递的．人根据接受的信息作出反应。因此，信息的传递必须极其准确，极为迅速。从人机工程学的观点出发，确定显示形式应该包括以下3个步骤：第一，确定用以传递信息的感觉器官；第二，选择最合适的产品装置，以便传播信息；第三，提供设计这种产品装置的人机工程学的依据。为了更好地传递信息，常常要在感觉器官之间进行选择。这种选择经常是在视觉与听觉之间进行的。在某些情况下，由于客观需要或某一感觉器官明显优于另一感觉器官时，这种选择是容易确定的。而在一般情况下则必须进行比较。视觉信号由于能传递的信息范围最大、形式多样而得到最普遍的应用。听觉信号则容易吸引人的注意力，因而特别适用于报警装置，或需要向经常走动、不断变换视觉注意力的人员传递信息的场合。并适合传递相对来说较简单、较短的信号。为便于选择，可将听觉与视觉刺激的各自特点作如下比较。1)听觉刺激具有时间性，其信息是通过时间延续的；视觉刺激则具有空间性，它们具有空间位置。2)听觉刺激可以随着时间延续而连续传递不同的信息；视觉刺激则能连续地或同时并存地表现不同信息。3)听觉刺激是相继呈现的，所以，除非为听者所察觉，否则无法持续保持。像这类无法在显示中储存的信息特点称为“弱相关性”。4)听觉刺激与视觉刺激相比，所提供的信息编码的维数较少。5)言语作为一种特殊形式的听觉刺激能通过表达方式的改变及感情、语调的细微变化而比视觉刺激表现出更大的灵活性。6)言语具有时间上的优越性。恰当的信息能及时为听者所接受；而在视觉刺激中，操作者必须以一定时间进行搜寻才能找到所需的信息。7)言语传播速度有一定的限制，即必须符合人的正常说话速度；而视觉表现却快得多。8)听觉刺激在必要时能有效吸引听者的注意，它们是“全方位”的；而视觉刺激则要求操作者在一定范围内直接观察。9)与听觉相比，人的视觉更容易感到疲劳。触觉则是另一种能用以传播信息的感觉，最普遍为人所知的是盲文。盲文能由盲人用手触模进行“阅读”。产品与电气信号也能由触觉来表现。研究表明，触觉虽然不能像视觉、听觉那样精确分辨出强度或性质上的微小差别，但能够有效传递有限的不连续的刺激，例如用于发出报警的信号。在视觉和听觉的传播途径被占满或负担过重时．触觉系统可以很好地部分分担它们的工作。产品设计者可以结合具体产品选择合适的显示方式(表8-1)。使用例子显示状态电子灯亮,显示“准备好了”打印机上显示“出纸”信息定时器指示周期完成时的嗡嗡声复印机上的控制标志符号确认功能投币电话机上的图表指示用户手册上的插图为五速度汽车传动的齿轮移动标志符号汽车上的警报灯发出警告割草机上的警报标志符号显示质信息在汽车上的温度计量器(热,冷,正常)压力计量器显示量信息车速表计数器显示的典型应用在一种特定的显示方式被采用以前。必须了解用户将会进行的工作,完成这些任务所需的信息，这些产品将在那些环境下被使用，例如，必须回答以下的问题：用户是否需要精确的数量数据、质量数据或者状态指示是否充分?信息或消息是简单的还是复杂的？它是否需要立刻响应?用户在原地或是在产品附近移动吗？环境的照明和听觉的特性是什么?视觉或听觉显示的恰当与否取决于信息或消息的特征，取决于产品相关用户的相对位置以及环境(表8-2)。例如,如果环境很嘈杂，如果将被显示的信息过于复杂(例如，大量精确的信息或趋势),通常将要求采用视觉的显示。然而，如果信息需要迫切,或者如果用户不断与产品发生关系，听觉的显示通常比较受欢迎。选择恰当表现形式的准则(视觉对听觉)情况比较喜欢的形式视觉听觉信息或消息短的或是简单的X长的或复杂的X日后将被提交X及时处理事件X处理一个空间位置X需要立刻注意X环境是暗的X环境是很吵闹的X用户持续不断地与产品发生接触X8.3视觉显示利用视觉信号传递信息的方法称为视觉显示。视觉显示包括仪表、指示灯、标志符号等。视觉的显示比其他的显示方式更经常被使用。它包括以下内容：数字显示(电脑显示和计算器).质量的分析显示(不同范畴的移动指针).状态指示器(例如，指示灯).标志符号具有指示性质的材料.图8-1列出了各种不同类型视觉显示的例子。显示数量信息，质量信息，状态指示和警告中比较受欢迎的类型都在表8-3中列出。该表也指出了每个显示类型的一些重要特性并且举出应用的例子,其中包括消费者产品和商业的产品。表8-3用于数据信息、品质信息、状态表述以及警示信息的合适显示界面信息类型合适的显示界面注释应用数值1数字式2数据读取准确（即错误率低）数据读取迅速显示面板较小，所需空间很小不宜用在读取时数据值变化很快的情况不宜用于信息变化幅度的显示手表，时钟，计时器，里程表，计数器，录音设备，点钞机，计算器，温度计，称，摄像机，加油机指针指示读取一般不如数字式显示器快速准确通常比数字式显示器体积大适用于读数时数值变化较快的情况操作员可以推测出数据变化的范围手表，高度计，音像设备，流速计，测速仪，温度计，收音机，称重计，压力计品质3指针指示适用于显示明确的信息（如工作正常，温度高，温度低等）可以用不同的颜色来表示各种类别（例如绿色表示安全）适用于显示与期望值的差异（如读数检验）量尺（多种规格），流速计，飞行器信息类型合适的显示界面注释应用状态指示灯所有的指示灯必须标明其显示的内容可以用色彩作为标记可以结合控制器来显示控制情况录音设备，录像机，复印机，开关板，光驱，调制解调器信号灯采用多种颜色来表示不同的状态打印机，电脑报警器可以用多种颜色来表示不同的情况汽车，飞机图标要进行测试确保其能传达期望的信息汽车，摄像机信息类型合适的显示界面注释应用警告4警示灯闪烁的灯光效果最佳汽车，摄像机图标必须进行测试确保其能传达期望的信息动力机械主体设计必须能引起人的注意（大尺寸，粗狂的外表，独特的边界设计等）扫雪机，草坪割草机从人机工程学的角度出发，在设计时应从以下4个方面进行考虑。1)必须首先确定要传递的信息是什么。它的用途或功能怎样，以及谁或什么是发送者和接受者。2)应确定采用何种显示方式。所选定的显示形式应能最恰当地显示并传递所涉及的信息。例如，在某种需要显示温度精确值的地方采用普通数字式显示器可能很恰当。但在另一种场合，当温度变化频繁、变化幅度较大时，采用这类显示器就未必合适。这时，最后的一位或两位数字在经常变化，所以实际上是无法辨读的。图8-2混合式显示器采用图8-2所示的混合式显示器就能很好兼顾。在这种显示器中，上部以数字式显示器提供温度的高位值(是相对稳定的数值)，而其低位值，即经常变动的部分则由下部圆形刻度上的旋转指针来直观表示。3)要考虑信息传递的视觉环境的性质。这里，显示器所在环境的照明强度、朝向、照明光源的强度与方向以及工作场所中各种表面(包括天花板、墙、地板、控制台的桌面)对光的反射状况都是重要的影响因素。例如，在距显示器最近的环境中，光线很暗时就应该在显示器上附加照明。这可以采用在显示器外增设照明装置的方法，也可以采取在显示器内部设置照明的形式。显然，前者较经济，且易于安装与维修。但要注意当照明设置在外部时应避免在显示器表面产生镜面反射而造成眩光，影响认读。与此相反，如果显示器附近光线过于强烈，也会影响辨读显示器的内容，这时就有必要适当遮盖显示器，以便有效减弱环境中直射其表面的光照强度，使其达到能为人所接受的光照强度，以免影响辨读显示器的内容。显然，前者较经济，且易于安装与维修。但要注意当照明设置在外部时应避免在显示器表面产生镜面反射而造成眩光，影响认读。与此相反，如果显示器附近光线过于强烈，也会影响辨读显示器的内容，这时就有必要适当遮盖显示器，以便有效减弱环境中直射其表面的光照强度，使其达到能为人所接受的光照强度，以免影响辨读显示器的内容。4)要考虑所选择的显示器类型的细节设计。下面提供了一些值得重视的人机工程学资料，以供参考。当信息的接受者要求数字化的信息时，应采用定量显示器。这种显示器有两种形式：直接数字显示和指针模拟显示。图8-3表示了各种指针式显示器的形式。指向刻度的指针位置即模拟了某个特定值。图8-3用于表示定量信息的显示器8.3.1数字显示与模拟显示数字显示和模拟显示都是广泛应用的视觉显示形式。适当的选择取决于很多因素，例如，阅读速度和精确性的要求以及传送二次信息的必要性，例如，变化率或特定值的变化。在表8-4中为数量信息给出了选择最合适的显示方式的建议。数字显示对表现不必经常连续或迅速变动的单个数值十分有效。如电子秤就是用数字显示的方式直接显示被称物体的稳定重量值的。这时用指针显示就不方便了。当确定的数值必须被迅速而且精确地读出时，通常数字显示比较受欢迎，其中包括汽车里程表，柜台，一些数字钟，以及收款机。电子数字显示有众多的种类包括计算器，手表和钟，定时器，声音和影象合成的科学仪器，以及照相机。指针式模拟显示器则适合于需要不断检测读数和表现其变化速度与方向的场合。模拟的显示通常由比例尺和指示器组成(图8-3)。可分为刻度固定、指针移动式和指针固定、刻度移动式两种类型。在这两种类型中，刻度固定、指针移动的形式又比指针固定、刻度移动的形式更可取，因为，这时移动的指针相对于固定刻度的位置可以增添一种感情上的暗示，从而加快了认读速度。在数值频繁而迅速改变的场