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内容大纲感觉与知觉的特征视觉机能及其特征听觉机能及其特征其他感觉机能及其特征记忆、注意、思维和想象人的个性心理特征3.1感觉与知觉的特征1感觉感觉是有机体对客观事物的个别属性的反映，是感觉器官受到外界的光波、声波、气味、温度、硬度等物理与化学刺激作用而得到的主观经验。2知觉知觉是人对事物的各个属性、各个部分及相互关系的综合的整体的反映。3感觉与知觉的区别与联系感觉所反映的只是事物的个别属性。如形状、大小、颜色等。通过感觉还不知道事物的意义，知觉反映的是包括各种属性在内的事物的整体，通过知觉，可以知道所反映的事物的意义。感觉反映个别，知觉反映整体，感觉是知觉的基础，知觉是感觉的深入。3.1.1感觉与知觉的概念3.1.2感觉的基本特征1适宜刺激2感受性和感受阈限3适应4余觉5相互作用6对比1适宜刺激2感受性和感受阈限感受性：有机体对适宜刺激的感觉能力，它以感觉阈限来度量。感觉阈限：刚好能引起某种感觉的刺激值。感受性与感觉阈限成反比，感觉阈限越低，感觉越敏锐。感觉阈限绝对感觉阈限差别感觉阈限：刚刚能引起差别感觉的两个同类刺激间的最小差异量。下限：刚刚能引起某种感觉的最小刺激值上限：仍能产生某种感觉的最大刺激值（不能超出的最大值）3适应感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。例：“久居兰室而不闻其香”、“青蛙实验”4余觉刺激消失后，感觉可以存在一极短时间，这种现象叫余觉(短时信号存储机制)。应用：动画片余觉延续时间听觉：2-4s视觉：0.5s5相互作用在一定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象称为感觉的相互作用。1）不同感觉的相互影响例：微光刺激能提高听觉感受性，强光刺激则降低听觉感受性。2）不同感觉的补偿作用：某种感觉消失后，可由其他感觉来弥补。例：聋哑人“以目代耳”，盲人“以耳代目”，触摸阅读3）联觉：一种感觉兼有或引起另一种感觉的现象。例：冷暖色调、色彩搭配学6对比同一感受器官接收两种完全不同但属于同一类的刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。1）同时对比：几种刺激物同时作用于同一感受器官时产生的对比。2）继时对比：几个刺激物先后作用于同一感受器官时，将产生继时对比现象3.1.3知觉的基本特征1整体性2选择性3理解性4恒常性5错觉1整体性当人们感知一个熟悉的对象时，只要感觉了它的个别属性和特征，就能使之形成一个完整结构的整体形象。影响知觉整体性的因素1）接近2）相似3）封闭4）连续5）美的形态2选择性人的周围环境复杂多样，大脑不可能同时对各种事物进行感知，而总是有选择的将某一事物作为知觉的对象。1）对象和背景的差别2）对象的运动3）主观因素3理解性用以前获得的知识和自己的实践经验来理解所知觉的对象。（例：仁者见仁，智者见智）注意：语言的指导能唤起人们已有的知识和过去的经验，使人对知觉对象的理解更迅速、完整。但不确切的语言指导，会导致歪曲的知觉。4恒常性由于知识和经验的参与，知觉表现出相对的稳定性。1）大小恒常性2）形状恒常性3）明度恒常性4）颜色恒常性Miiller-Lyer错觉及其变式横竖错觉Poggendorf错觉8.视错觉是指观察注意对象所得到的印象与实际注意对象之间出现差异的现象。视错觉由人的生理心理特征决定。如，长短错觉，横竖错觉、方位错觉、对比错觉。法国国旗37：33：35视觉刺激视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380~780nm。3.2视觉机能及其特征3.2.1眼睛的构造眼球壁外层：角膜、巩膜中层（色素膜）：虹膜、睫状体、脉络膜内层：视网膜视锥细胞中央凹处需要光线激活能分辨颜色视杆细胞边缘靠近眼球前方不能分辨颜色眼内腔前房后房玻璃体腔眼内容物房水晶体玻璃体角膜屈光介质眼睛视物的过程：瞳孔光线晶状体视网膜圆形小孔，大小通过虹膜的肌肉动作发生变化黑暗中较大，d=8mm；明亮环境中变小，d=2mm拥有正常视力或矫正视力的人，晶状体将光线聚焦到视网膜上的感光区域。物体距离较近时，肌肉收缩，导致晶状体鼓起，物体较远时，晶状体变得平坦。视锥细胞视杆细胞3.2.2视觉系统视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的球体，其基本构造与照相机类似。3.2.3视觉机能1.视角与视力视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。α=2arctg(D/2L)α—视角；D—被看物体上两端点的直线距离；L—眼睛到被看物体的距离；视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。视力=1/能够分辨的最小物体的视角检查人眼视力的标准规定，当临界视角为1’时，视力等于1.0,此时视力为正常。当视力下降时，临界视角必然要大于1’，于是视力用相应的小于1.0的数值表示。视力的大小还随年龄、观察对象的亮度、背景的亮度以及两者之间亮度对比度等条件的变化而变化。2.视野与视距视野：人眼能观察到的范围，一般用角度表示。按眼球的工作状态划分静视野：在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围。注视野：在头部固定，而转动眼球注视某一中心时所见的范围。动视野：头部固定而自由转动眼球时的可见范围。水平面内视野，图3-8（a），p50垂直面内视野，图3-8（b），p50图3-8视距：指人在控制系统中正常的观察距离。观察各种显示仪表时，若视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体的大小和形状在380-760mm之间选择最佳视距。表3-2是推荐采用的几种工作任务的视距。3.中央视觉和周围视觉中央视觉：在视网膜上分布着视锥细胞多的中央部位，其感色力强，同时能清晰地分辨物体，用这个部位视物的称为中央视觉。周围视觉：视网膜上视杆细胞多的边缘部位感受多彩的能力较差或不能感受，故分辨物体的能力差。但由于这部分的视野范围广，能用于观察空间范围和正在运动的物体，称为周围视觉。例：阅兵式队列、驾驶汽车应用：一般情况下，既要求操作者的中央视觉良好，也要求其周围视觉正常。对视野各方面都缩小到10度以内者称为工业盲，不宜从事飞机、车、船、工程机械等要求较大视野范围的工作。4.双眼视觉和立体视觉双眼视觉：双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。形成原因：同一物体在两视网膜上所形成的像并不完全相同，经过中枢神经系统的综合，从而得到一个整体的立体视觉。补充：立体视觉效果不完全靠双眼视觉，物体表面光线反射和阴影等都会加强立体视觉效果。5.色觉和色视野产生色觉的原因：视网膜上3种视锥细胞分别对不同波长范围的光线敏感，这3个区域的中心所对应的主色为红、绿、蓝。注意：由于视锥细胞必须被光线激活才能分辨颜色，因此在黑暗中色觉降低甚至消失。色觉缺陷（色盲）：某一种视锥细胞不足和缺陷，通常是红色或绿色。色盲比例：男性8%，女性少于2.5%。应用：红绿灯人形标志单色易辨认顺序：色视野：图3-10，p53双色易辨认顺序：暗适应：人从明亮环境突然变化到黑暗环境时，视觉逐步适应于黑暗环境的过程。暗适应一般经历4～6min可基本适应，完全适应大约需经过30～50min。暗适应过程中，瞳孔直径2mm→8mm，光通量增加16倍。锥状细胞转换为杆状细胞起作用。如猫的眼睛。明适应:当人从暗环境进入明环境时，人眼出现暂时看不清视物的现象，称为明适应。明适应中人眼出现暂时看不清是人眼的感受性下降引起的，大约30s可基本适应，经过60s可达到完全适应。明适应比暗适应能力强的多。6.暗适应和明适应应用：眼睛频繁适应各种不同亮度时，容易产生疲劳。应使工作面的光亮度均匀而且不产生阴影；对于频繁改变亮度的场所，采用缓和照明或佩戴有色眼镜。暗适应和明适应曲线见图3-11。3.2.4视觉特征1.疲劳程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。4.观察情况的优先性：左上—右上—左下—右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。3.3听觉机能及其特征3.3.1听觉刺激听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体。1声波的频率例：音叉发声：拨动音叉，它在其固有频率上产生振动，引起空气分子的前进或后退，这种交替运动产生气压的相对增大或减小（正弦波）。频率f=1/周期T人的听感范围：20~20000HZ，在人对声音的感觉中，频率对应的是音调的高低。例：音乐乐理中，中C调的频率为256Hz，高八度为512Hz。2声波的强度——音量声强：单位面积上的声功率，单位是W/m2。一般使用声强的对数进行音量的计量，单位为分贝(dB)。例：正常呼吸：10dB；交谈者相距1米，噪声为50dB时，可用正常音量交谈；噪声为90dB时，必须大声喊叫；音量突然增大到150dB时，会造成鼓膜破裂出血，暴振性耳聋。3.3.2听觉系统起主要作用的部位：内耳耳蜗起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分，见图3-12。3.3.3听觉的物理特性1.频率响应（感受性）人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000；频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图3-13；听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。2.动态范围（声音的强度）听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强/正好能听见的声强。（1）听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。（2）痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。（1）与（2）都与频率有关系，是在某一频率下的听阈值或痛阈值。（3）听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区,见图3-14。3.方向敏感度（双耳效应）（1）时差：∆t=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声信号入射的最小偏角为3°。（2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同。由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。4.掩蔽效应掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。3.4其他感觉机能及其特征3.4.1肤觉肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。1.触觉，见图3-15和图3-16。2.温度觉3.痛觉3.4.2本体感觉本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感受身体和四肢所在位置的信息。图3-15男性身体各部位的触觉敏感度图3-16男性身体各部位刺激点定位的能力3.5记忆、思维3.5.1记忆瞬时记忆（感觉记忆、感觉存储）工作记忆（短时记忆、操作记忆）长时记忆人类的记忆非常庞大，但并不完美：1）我们在长时记忆中处理大量庞杂的信息，但往往当我们需要提取某一信息时，还是会遇到麻烦；2）尽管我们的信息存储能力很强大，但我们还是经常会忘记一个人名或数字，仅仅是在听到或看到后的几秒钟。1瞬时记忆——在刺激消失后，还能将刺激的表现形式保存很短的时间。特征：1）瞬时记忆中的信息不会被解码，仅仅以其最原始的表现形式存储起来；2）瞬时记忆中不需要有意识的参与，瞬时记忆相对自动，基本不能人为增加存储的长度；3）要使信息保存的更长，必须将其解码并传输到工作记忆中。2工作记忆——将瞬时记忆中的信息进行解码和传输并保存在工作记忆中，需要注意力资源。工作记忆的容量：在工作记忆中，保存信息的唯一方式就是复述，信息的保存很脆弱，容易受到毁坏。即使在复述的过程中，工作记忆中的信息也在逐渐衰减，而且工作记忆中的项目越多，衰减越快。例：打字员打字时要逐句或逐组记住阅读的字词；正在检修机器的工人，需要即时记住检修了哪几个部件，检修时机器的变化状态。在现代化的自动控制系统中，人所观察到的系统的状态指标等都存在人的短期记忆内。在人机系统中，若过分要求短期记忆就会加重人的心理负荷，造成人为差错。因此，设计人机