人机的信息界面设计

1第4章人机的信息界面设计25.1人机信息界面的形成5.1.1人机信息交换系统模型人机信息界面包括环境信息、机器信息的显示与控制装置。人机信息交换系统的一般模型，见图5-15.1.2人机信息交换方式显示装置是人机系统中，将机器的信息传递给人的一种关键部件，人们根据显示信息来了解和掌握机器的运行情况，从而控制和操纵机器.按人接受信息的感觉通道不同，信息显示装置分为视觉显示，听觉显示和触觉显示，其特征参阅表5-13图5-1人机信息交换系统模型返回5.1人机信息界面的形成4表5-1三种显示方式传递的信息特征返回5.1人机信息界面的形成55.2视觉信息显示设计一、仪表•1.模拟式显示仪表用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。特点：显示的信息形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作业效果很好。应用：钟表、汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。视觉显示的类型和特征62.数字式显示仪表直接用数码来显示机器有关的参数或工作状态。特点：认读过程简单、直观，只要对单一数字或符号辨认识别就可以了。认读速度快，精度高，且不易产生视觉疲劳。应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。3、混合显示仪表二、屏幕式显示屏幕式显示装置是在有限面积的显示屏上显示各种类型信息的装置。特点：显示信息的种类多，显示效果好。应用：显示器、示波器、雷达、彩超、各种产品上的显示屏等。5.2视觉信息显示设计7三、指示灯（信号灯）显示四、图形、符号标志显示5.2视觉信息显示设计视觉显示装置设计要求：正确显示信息、观察认读准确、迅速、不易疲劳。8按仪表结构形式分：指针活动仪表、指针固定式仪表和数字式仪表。1.仪表形式（形状）常用的有圆形、半圆形、直线形（水平直线形、垂直直线形）、扇形、开窗等。开窗式仪表显露的刻度少，认读范围小，视线集中，认读时眼睛移动的距离短，因而认读迅速准确，效果好。圆形和半圆形刻度盘的认读效果优于直线形刻度盘；水平直线形优于竖直直线形。5.2.1仪表显示设计5.2视觉信息显示设计92.表盘尺寸设计表盘认读效果最优的尺寸是其对应的视角在2.5º一5º范围内，只要确定了操作者与显示装置间的观察距离L，就能据此算出刻度盘的最优尺寸。α=2arctg(D/2L)5.2.1仪表显示设计103.刻度与标数（1）刻度：刻度盘上两最小刻度标记（刻度线）间的距离和刻度标记（刻度线）统称为刻度。刻度线的高度：表盘上的刻度线高度、文字和数字尺寸是依据视距确定的。刻度间距：小刻度线之间的最小距离.一般情况,d=1~2.5mmdmin=0.6~1mm；dmax=4~8mm。刻度线间距为L/600～L/505.2.1仪表显示设计11刻度线的宽度：一般以小刻度标记作为基准，其宽度为刻度间距的5%～１5%为宜。（10%为较好）5.2.1仪表显示设计12（2）标数刻度和标数的优劣对比5.2视觉信息显示设计13返回图5-4刻度与标数的优劣对比14图T1刻度标记的形式返回15长刻度线长度=L/90中刻度线长度=L/125文字高度、短刻度线长度=L/200返回5.2.1仪表显示设计16表B1刻度盘的最小直径与标记数量和视距的关系返回刻度标记的数量刻度盘的最小允许直径（mm）观察距离500mm时观察距离900mm时38507010015020030025.425.425.436.454.472.8109.025.432.545.564.398.0129.6196.05.2.1仪表显示设计17比较项目模拟显示仪表数字显示仪表指针活动式指针固定式数量信息中：指针活动时读数困难中：刻度移动时读数困难好：能读出精确数值，速度快、差错少质量信息好：易判定指针位置，不需读出数值和刻度就能迅速发现指针的变动趋势差：未读出数值和刻度时，难以确定变化方向和大小差：必须读出数字，否则难以得知变化的方向和大小调节性能好：指针运动与调节活动有简单而直接的关系，便于调节和控制中：调节运动方向不明显，指针的变动难控制，快速调节时不易读数好：数字调节的监测结果精确，数字调节与调节运动无直接关系，快速调节时难以读数监控性能好：能很快确定指针位置,并进行监控，指针与调节监控制活动关系最简单中：指针无变化有利监控，但指针与调节监控活动的关系不明显差：不便按变化的趋势进行监控一般性能中：占用面积大，照明可设在控制台上，刻度的长短有限，尤其在使用多指针显示时认读性差中：占用面积小，仪表需局部照明，只在很小一段范围内认读，认读性好好：占用面积小，照明面积也是最小，表盘的大小只受字符的限制综合性能可靠性高稳定性好易于显示信号的变化趋向易于判断信号值与额定值之差精度高认读速度快无差补误差过载能力强易与计算机联用局限性显示速度较慢易受冲击和振动的影响环境因素影响较大过载能力差质量控制困难显示易跳动或失效干扰因素多需内附或外附电源元件或焊件存在失效问题发展趋势提高精度与速度采用模拟与数字混合型显示仪表提高可靠性采用智能化显示仪表表5—1显示仪表的功能特点185.2.1仪表显示设计195.2.1仪表显示设计20返回图5-2仪表形式与误读率的关系5.2.1仪表显示设计214.指针设计•指针的形状：简洁、明快、有明显的指示性形状。见图T2•指针的长度：对于指针不应遮挡刻度线的仪表，针尖应离开刻度线1—2mm左右；对于覆盖刻度标记的窄条形指针，其长度不应超过大刻度标记。•指针的宽度：最重要的是针尖的宽度，针尖的宽度应与最小刻度线的宽度相同；指针和刻度盘面应装配在相互靠近的平行平面内。•指针的零位：指针零点位置的选择与它的使用情况有关，一般部选择在时9点和12点的位置。如表B25.2.1仪表显示设计225.仪表的色彩仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率。颜色设计主要是刻度盘面，刻度线和数码、字符以及指针的颜色匹配问题，它对仪表的造型设计、仪表的认读有很大影响。指针、刻度标记、数码的颜色应与刻度盘的颜色有明显的区别和对比，但指针与刻度标记，数码的颜色应尽可能协调。颜色搭配应遵循一定的规律，如表B3。5.2.1仪表显示设计23图T2指针的基本形状5.2.1仪表显示设计返回24表B2指针的零点位置返回5.2.1仪表显示设计25表B3颜色匹配及清晰程度返回5.2.1仪表显示设计顺序12345678910底色黑黄黑紫紫蓝绿白黑黄被衬色黄黑白黄白白白黑绿蓝顺序12345678910底色黄白红红黑紫灰红绿黑被衬色白黄绿蓝紫黑绿紫红蓝清晰的配色模糊的配色266.仪表面板形式及其布置最佳观察角度70～90度，视距50～71cm。•仪表板上的仪表位置设计原则如下：•(1)按仪表的重要程度排列•(2)按使用顺序排列•(3)按功能进行组合排列•(4)按最佳零点方向排列，见图5-6•(5)按视觉特性排列•(6)按显示和操纵相合性（协调性）排列，见图5-75.2.1仪表显示设计27图5-5控制台面的形式及其布置（a）多块组合式P95返回ABI5.2.1仪表显示设计28（b）三块折式返回5.2.1仪表显示设计29返回5.2.1仪表显示设计30图5-6零点标志的最优方向p96返回5.2.1仪表显示设计31图5-7仪表不同排列方式的比较P97返回5.2.1仪表显示设计325.2.2信号显示设计1.信号灯设计（1）信号灯的特点、用途特点：面积小，视距远，引人注目，简单明了；信息负荷有限作用：指示操作；显示工作状态。（2）信号灯的视距和亮度设计A、亮度:两倍于背景的亮度。B、视距:能见距离（空气透明度、对象的大小、亮度、颜色、背景）33（4）信号灯的颜色设计建议采用的10种以内编码颜色，按其不同颜色之间相互不易混淆的程度，依次排列为：黄、绿、橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、黄粉。单个信号灯，蓝绿色最清晰。信号灯颜色的含义信号灯设计（3）信号灯形状、标记设计信号灯应用不同的颜色、形状、标记进行编码区分，形状、标记应与其表示的意义有逻辑联系。34表5-8指示信号灯的颜色及含义P99作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯用红色；提醒注意的信号灯用黄色；表示正常运行的信号灯用绿色。信号灯设计35（1）显示屏的显示特征在显示屏上显示视觉信息特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显示，又能显示多媒体、流媒体的图文动态画面。应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超及雷达。5.2.2信号显示设计5.2.2信号显示设计2.显示屏设计(信息显示屏设计)36显示屏设计37（2）目标的亮度、呈现时间亮度：目标亮度愈高，愈易觉察，但是当目标亮度超过34cd／m2时，视敏度不再继续有较大的改善.坎德拉呈现时间：T=o.5s大体上已可满足视觉辨别的基本要求；T=2—3s，是最有利的数值。显示屏设计38运动着的目标比静止目标易于察觉，但难于看清。表5-9视敏度与目标运动状态的关系（3）目标的运动速度显示屏设计39形状：目标形状辨认效率优劣次序：三角形、圆形、梯形、方形、长方形、椭圆形、十字形。颜色：在单色显示屏上，白色、绿色、黄色、琥珀色对深灰色或黑色形成的颜色对比最适合于图形和字符的识别。通常：白色、绿色等明快的颜色用作目标色，而深灰色或黑色作为背景色。（4）目标的形状、大小和颜色显示屏设计大小：与视距有关，字高宽比例：2:1或1:1。参阅表5-1040（5）目标与背景的关系最小值：3:1;一般情况：6:1或15:1;较高值：30:1。过高的对比度不利于眼睛精确聚焦。显示屏设计41表5-10屏幕字符大小与视距的关系显示屏设计42▲如果使用者是非专业用户或是不常使用显示器的用户，显示器上的颜色限制在1-4种，最多不超过7种；▲尽量选用不同的色调，避免采用深浅程度有所差别的同一种颜色；▲避免同时显示高饱和度的极端颜色；▲推荐使用色彩组合：（1）绿、黄、橙、红、白；（2）蓝、青、绿、黄、白；（3）青、绿、黄、橙、白；彩色显示色彩设计准则：显示屏设计43▲避免使用色彩组合：（1）红和蓝；（2）红和青；（3）洋红和蓝。▲在大显示器边缘区域的小符号和小形状不应采用红和绿色；▲背景和大的形状最好采用兰色，但蓝色不要用于文字、细线或小形状；▲字母符号的颜色必须与背景颜色形成对比；▲在使用颜色时，可以利用形状或亮度作为一种辅助提示。（如所有的黄色符号用三角形，绿色符号用圆形，红色符号用正方形等。）这样显示器更容易为那些缺乏颜色感的用户接受。显示屏设计44飞利浦47英寸RGBLED背光高清液晶电视爱普生采用有机EL显示屏的样机LCD/PDP/EL三派竞争与去年不同，LCD和PDP两强分割江山的局面被打破，有机EL显示技术成为第三股强劲势力投入平板显示竞争中。厚度为0.52mm的有机EL显示屏显示屏设计EL显示器能用低电力得到高亮度，在视认性，应答速度，寿命，消耗功率上都很出色，而且能象液晶显示器一样做薄45有机发光显示器（OrganicLight-EmittingDiodeDisplay，OLED），根据使用基板的材质不同，OLED器件可以分为硬屏和软屏。与用玻璃作为基板的普通OLED显示器相比，柔软OLED（FlexibleOLED，FOLED）显示器有许多优势：可卷曲和折叠、更轻更薄、防撞击等。OLED:平板显示的明日之光显示屏设计爱普生8英寸有机EL显示屏46三星14英寸AMOLED显示屏厚度为0.37mm的AMOLED显示屏显示屏设计0.29mm47LG.飞利浦19.8mm厚的42英寸FullHD高清液晶电视48(1)图形符号的显示特征:形象、直观(2)根据人的视觉特性和视觉运动规律，图形符号的设计应当遵循以下原则:(a)图形符号要反映出客体的特征；图形符号的辨认速度和准确性，与图形符号的特征数量有关，参阅表5-11(b)图形标志应明显突出于背景之中，使图形标志与背景形成较大的反差。（c）图形边界应明确、稳定。（d）应尽量采用封闭轮廓的图形，以加强其视觉效果。（e）应和其他显示部分结合成为统一的整体。（f）标志是一种形象语言，为便于识别，其颜色有特定意义。3.图形符号设计图形符号设计生产、交通标志色彩含义；管道颜色标记参阅