第五章 人机信息界面设计
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第5章_人机的信息界面设计(3)_安全人机工程学
第 5章 人机的信息界面设计
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
6
5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
19
5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
29
作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
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5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
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5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
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作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
人体工程学第五章人机界面与交互设计
②识别要求：信号质量高， 易于认读，字符、指针、线条应清 晰，与背景和环境间的对比度应充分，并满足感知速度与精 度的要求；不同功能的显示信号之间，应运用编码技术，使 之易于区别。
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
第5章：人机信息界面(操纵装置设计)
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
第5章-人机信息界面设计(显示装置)概要
踪用仪表、调节用仪表 结构：刻度指针式仪表、数字式仪表
仪表显示装置设计
项目
定义
特点
应用对象
数字式仪表
用数码来显 示有关参数 和工作状态 的装置
显示简单、准 确、显示具体 数值
记数、读取数 值的作业
刻度指针式仪 表
用模拟量来 显示有关参 数和工作状 态的装置
显示的信息形 象化、直观、 模拟量所处范 围明显，给出 偏差量
仪表显示装置设计
⑷.刻度的标数：
➢使用扇形仪表容易造成读数方向倒错，把数字增大的方 向读成减小，可使刻度标记的长度随数字增大而加长
仪表显示装置设计
④指针设计
1. 针尖：宽度=小刻度标记宽度 针体：覆盖在刻度标记上 针体宽度≤刻度间
距 其它，视结构因素而定
针尾：起平衡作用，宽度由平衡要求决定 2.指针与仪表刻度面间有一定间隙，但要尽量小 3. 指针不遮挡刻度标记的仪表，指针距刻度标 记2
35—70刻度盘，认读准确性没有本质差别 〈17.5刻度盘， 无错认读速度大为降低
②仪表的表盘尺寸
仪表显示装置设计
决定认读效率的不是仪表直径，是它 与观察距离的比值，即视角的大小。仪 表的最优视角是2.5°～5°
表盘尺寸随刻度数量和观察距离的增 加而增大。
③刻度与标数 量表的划分 刻度间距： 刻度标记 刻度的标数
⑥仪表面板形式与布置
➢视觉显示装置的观察方式.当观察一个物体时，被 视物在矢状面内与眼睛所成的角度不同时，观察效 果是不同的。
仪表布局与排列
观察角度越大，视角越大，物体在视网膜上视 像越大，分辨目标细节能力越强，观察精度提 高。
仪表布局与排列
.在布置视觉显示装置时，显示信息的表面尽量与观察 者的视线垂直，从而获得最高的观察精度。70—90
仪表显示装置设计
项目
定义
特点
应用对象
数字式仪表
用数码来显 示有关参数 和工作状态 的装置
显示简单、准 确、显示具体 数值
记数、读取数 值的作业
刻度指针式仪 表
用模拟量来 显示有关参 数和工作状 态的装置
显示的信息形 象化、直观、 模拟量所处范 围明显，给出 偏差量
仪表显示装置设计
⑷.刻度的标数：
➢使用扇形仪表容易造成读数方向倒错，把数字增大的方 向读成减小，可使刻度标记的长度随数字增大而加长
仪表显示装置设计
④指针设计
1. 针尖：宽度=小刻度标记宽度 针体：覆盖在刻度标记上 针体宽度≤刻度间
距 其它，视结构因素而定
针尾：起平衡作用，宽度由平衡要求决定 2.指针与仪表刻度面间有一定间隙，但要尽量小 3. 指针不遮挡刻度标记的仪表，指针距刻度标 记2
35—70刻度盘，认读准确性没有本质差别 〈17.5刻度盘， 无错认读速度大为降低
②仪表的表盘尺寸
仪表显示装置设计
决定认读效率的不是仪表直径，是它 与观察距离的比值，即视角的大小。仪 表的最优视角是2.5°～5°
表盘尺寸随刻度数量和观察距离的增 加而增大。
③刻度与标数 量表的划分 刻度间距： 刻度标记 刻度的标数
⑥仪表面板形式与布置
➢视觉显示装置的观察方式.当观察一个物体时，被 视物在矢状面内与眼睛所成的角度不同时，观察效 果是不同的。
仪表布局与排列
观察角度越大，视角越大，物体在视网膜上视 像越大，分辨目标细节能力越强，观察精度提 高。
仪表布局与排列
.在布置视觉显示装置时，显示信息的表面尽量与观察 者的视线垂直，从而获得最高的观察精度。70—90
人机的信息界面设计69页PPT
人机的信息界面设计
46、Байду номын сангаас律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
经典：人机交互技术-第5章----界面设计
• 一对一的用户讨论，让你了解某个用户是如何工 作，使你知道用户的感受、想要什么及其经历等。
40
5.3.2 设计
对用户的观察和分析为设计提供了丰富的 背景素材，应对这些素材进行系统分析 • 常用的素材分析方法是对象模型化，即 将用户分析的结果按照讨论的对象进行 分类整理，并且以各种图示的方法描述 其属性、行为和关系。
41
5.3.2 设计
对象抽象模型可以逐步转化为不同具体程 度的用户视图。 • 比较抽象的视图有利于进行逻辑分析， 称为低真视图（Low-fidelity Prototype）； • 比较具体的视图更接近于人机界面的最 终表达，称为高真视图（High-fidelity Prototype）。
42
5.3.2 设计
30
5.2.3 用户的区别 1. 用户的分类
偶然型用户：没有计算机应用领域的专业 知识，也缺少计算机系统基本知识的用户。
生疏型用户：他们更常使用计算机系统， 因而对计算机的性能及操作使用，已经有 一定程度的理解和经验。但他们往往对新 使用的计算机系统缺乏了解，不太熟悉， 因此对新系统而言，他们仍旧是生疏用户。
26
5.2.2 用户体验
影响用户体验的因素很多，包括： 现有技术上的限制，设计人员必须优先在
相对固定的UI框架内进行设计 设计的创新，用户的接受程度上有风险 开发进度表 设计人员容易认为他们了解用户需要，其
实不然
27
5.2.2 用户体验
要达到良好的用户体验，理解用户是第一步 要做的：
用户本身不同 用户知识不同 这在系统设计之初进行充分了解
图形用户界面和人机交互过程极大地依赖 于视觉和手动控制的参与，因此具有强烈 的直接操作特点
直接操纵用户界面更多地借助物理的、空 间的或形象的表示，而不是单纯的文字或 数字的表示。有利于解决问题和进行学习
40
5.3.2 设计
对用户的观察和分析为设计提供了丰富的 背景素材，应对这些素材进行系统分析 • 常用的素材分析方法是对象模型化，即 将用户分析的结果按照讨论的对象进行 分类整理，并且以各种图示的方法描述 其属性、行为和关系。
41
5.3.2 设计
对象抽象模型可以逐步转化为不同具体程 度的用户视图。 • 比较抽象的视图有利于进行逻辑分析， 称为低真视图（Low-fidelity Prototype）； • 比较具体的视图更接近于人机界面的最 终表达，称为高真视图（High-fidelity Prototype）。
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5.3.2 设计
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5.2.3 用户的区别 1. 用户的分类
偶然型用户：没有计算机应用领域的专业 知识，也缺少计算机系统基本知识的用户。
生疏型用户：他们更常使用计算机系统， 因而对计算机的性能及操作使用，已经有 一定程度的理解和经验。但他们往往对新 使用的计算机系统缺乏了解，不太熟悉， 因此对新系统而言，他们仍旧是生疏用户。
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5.2.2 用户体验
影响用户体验的因素很多，包括： 现有技术上的限制，设计人员必须优先在
相对固定的UI框架内进行设计 设计的创新，用户的接受程度上有风险 开发进度表 设计人员容易认为他们了解用户需要，其
实不然
27
5.2.2 用户体验
要达到良好的用户体验，理解用户是第一步 要做的：
用户本身不同 用户知识不同 这在系统设计之初进行充分了解
图形用户界面和人机交互过程极大地依赖 于视觉和手动控制的参与，因此具有强烈 的直接操作特点
直接操纵用户界面更多地借助物理的、空 间的或形象的表示，而不是单纯的文字或 数字的表示。有利于解决问题和进行学习
人机交互基础教程第5章界面设计
• 1973 • 1973年4月，Xerox PARC (施 乐公司帕洛阿尔托研究中心) 研发出了第一台使用Alto操 作系统的个人电脑，Alto首 次将所有的元素都集中到现 代图形用户界面中，它相当 小，但却有 着强大的处理图 像信息和分享信息的能力， 拥有“所见即所得”的文档 编辑器，内置了大量的字体 和文字格式。另外，Xerox PARC还开发了一种名为 Smalltalk的程序语言和环境， 它拥有自己的GUI环境（包 括了弹出菜单、视窗、图 标）。
• 2001 • 2001年10月25日，微软也不甘示弱，发布了拥有全新用户界面的 Windows XP，该界面支持更换皮肤，用户可以改变整个界面的外 观和感觉，默认图标为48 x 48，支持数百万种颜色。
• 2007 • 2007年1月30日，经过了漫长的等待，微软终于揭开了Windows Vista的神秘面纱。这款操作系统是微软为了应对其竞争对手而发 布的，包含了很多3D效果和动画。自Windows 98以来，微软一直 试图改善其桌面，在Windows Vista中，微软用了桌面小工具取代 了活动桌面。
5.1 界面设计原则
• 设计开发人员和管理人员更多关注用户应该如何执行任务，而不是用 户以何种偏好执行任务 • 用户的偏好是由用户的经验、能力和使用环境决定的对软件的使用习 惯和倾向。 • 了解用户偏好对界面设计的过程相当重要。
5.1 界面设计原则
根据表现形式，用户界面可以分为： • 命令行界面 • 图形界面 • 多通道用户界面
• 图形界面可看作是第二代人机界面，是基于图形方式的 人机界面。由于引入了图标、按钮和滚动条技术，大大 减少了键盘输入，提高了交互效率。基于鼠标和图形用 户界面的交互技术极大地推动了计算机技术的普及。 • 图形用户界面又称为WIMP界面，由窗口(windows)、图 标(icons)、菜单(menu)、指点设备(pointing device)四位一 体，形成桌面(desktop) 。 • 图形用户界面是当前用户界面的主流，广泛应用于各档 台式微机和图形工作站。 • 图形用户界面的发展历史。
人机信息界面的设计
洁，不易粘满灰尘。无论是几何形体、数字还是拉丁字母，其外廓都必须是立体的 。
h
10
5.4.2 手控操纵装置设计
2. 操纵手把的设计
设计合理的手把，应考虑下述几点： （1） 手把的形状应与手的生理特点相适应
根据手的结构：把手的形状，操纵把手时，着力方向和振动方向不应集中于掌心和指骨间肌。见图5-10 控制器在机器上的位置，应保证对手控制操纵器的操作符合人手的生理解剖学特点，如手指适于向前，手 掌适于向下等。按钮的方向指示对手来说应当很明确．如掌心向下，拇指在右手左边；掌心向上，拇指在右手 右边等。
常用手控操纵器的尺寸参阅图5-13和表5-20
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17
5.4.2 手控操纵装置设计
h
18
5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
控制器受力后，在一个方向上运动。回弹力可使其返回起始位置， 或者用手使其在相反方向上运动
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4
5.4.1 常用的操纵装置
功能参阅 表5-17和B4
图5-9 常用的操纵装置
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5
5.4.1 常用的操纵装置
常用操纵装置
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5.4.1 常用的操纵装置
返回
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7
B4 常用操纵装置的适用范围
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8
B4 常用操纵装置的适用范围
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43
5.4.4 操纵装置编码与选择
1）形状编码：对各种不同用途的操纵器，设计成多种多样的形状以进行 区分。形状编码要尽 可能使各种形状的设计反映操纵器的功能要求，另外还要尽可能考虑到操作者戴手套和在特 殊情况下也能分辨形状和方便操作。见图5-14
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10
5.4.2 手控操纵装置设计
2. 操纵手把的设计
设计合理的手把，应考虑下述几点： （1） 手把的形状应与手的生理特点相适应
根据手的结构：把手的形状，操纵把手时，着力方向和振动方向不应集中于掌心和指骨间肌。见图5-10 控制器在机器上的位置，应保证对手控制操纵器的操作符合人手的生理解剖学特点，如手指适于向前，手 掌适于向下等。按钮的方向指示对手来说应当很明确．如掌心向下，拇指在右手左边；掌心向上，拇指在右手 右边等。
常用手控操纵器的尺寸参阅图5-13和表5-20
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
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5.4.2 手控操纵装置设计
控制器受力后，在一个方向上运动。回弹力可使其返回起始位置， 或者用手使其在相反方向上运动
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5.4.1 常用的操纵装置
功能参阅 表5-17和B4
图5-9 常用的操纵装置
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5.4.1 常用的操纵装置
常用操纵装置
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5.4.1 常用的操纵装置
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B4 常用操纵装置的适用范围
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B4 常用操纵装置的适用范围
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5.4.4 操纵装置编码与选择
1）形状编码：对各种不同用途的操纵器，设计成多种多样的形状以进行 区分。形状编码要尽 可能使各种形状的设计反映操纵器的功能要求，另外还要尽可能考虑到操作者戴手套和在特 殊情况下也能分辨形状和方便操作。见图5-14
第5章 显示器与控制器设计(人机的信息界面设计)
15
补充知识
4. 优良编码系统的特征
1）可察觉性 (detectability)
刺激必须易于人类感觉器官所发现。
2）易辨认性 (discriminability)
与其它编码符号相区别。
3）有意义性 (meaningfulness)
符号本身即具有内在的含义。
交通标志
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
28
常见的十种编码颜色
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
29
2. 荧光屏设计 1）荧光屏的显示特征 在荧光屏上显示视觉信息。 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。 2）目标的亮度、呈现时间 3）目标的运动速度，参阅表5-9 4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-10 5）目标与背景的关系 6）屏面
阴天高溫
阴天超高溫
寒流超低溫
雨天适温
晴天适温
阴天高溫
寒流低溫
雨天超低溫
寒流适温
14
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
补充知识
冗余向度案例 可辨认組合 x>4
晴天
陰天
雨天
寒流
补充知识
4. 优良编码系统的特征
1）可察觉性 (detectability)
刺激必须易于人类感觉器官所发现。
2）易辨认性 (discriminability)
与其它编码符号相区别。
3）有意义性 (meaningfulness)
符号本身即具有内在的含义。
交通标志
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
28
常见的十种编码颜色
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
29
2. 荧光屏设计 1）荧光屏的显示特征 在荧光屏上显示视觉信息。 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。 2）目标的亮度、呈现时间 3）目标的运动速度，参阅表5-9 4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-10 5）目标与背景的关系 6）屏面
阴天高溫
阴天超高溫
寒流超低溫
雨天适温
晴天适温
阴天高溫
寒流低溫
雨天超低溫
寒流适温
14
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
补充知识
冗余向度案例 可辨认組合 x>4
晴天
陰天
雨天
寒流
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计3
度盘上最小刻度线间的距离称为刻度，刻度大小可根据人 眼的最小分辨能力（≮0.6~1mm,一般1~2.5mm）和刻度盘 的材料性质(钢、铝等≮1.0mm，铜0.5mm）及视距而定。 ②刻度类型
❖ 常见有单刻度线 、双刻度线和递增式刻度线。
③刻度线宽度
❖ 即刻度线的粗细；刻度线宽度取决于刻度大小。研究表明， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数地误差最小。一般 取刻度大小的10~15%；普通刻度线的宽度常取为 0.2±0.02mm；远距离观察可取0.6~0.8mm，带有精密装置 取0.0015～0.1mm
2）传递的信息数量不宜过多，过多会加重心里负担。 3）应考虑人接受信息能力的特性，多感觉通道比单通道更能
引起注意。
4）同种类的信息尽量用同样方式传递。 5）显示的信息变化时，其方向和幅度，要与信息变化所带来
的作用和趋向相一致。
6）在多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重 要程度和使用频数来布置，重要的放在醒目的位置。
按真实的工作条件或模拟真实的工作条件进行实验。实 验的参量需根据具体工作要求而定，一般是以误认百分 率、误解百分率、认读所需时间这三个参量为主。
1）显示方式选择
视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。
（1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示和动态显示等三种。
❖ 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，而且认读需占 用的时间也较短。
为避免混淆，可使用点阵构成的数字。
4）信号灯设计
信号灯是用光的形式传递信息的视觉显示器。广泛应用于航空、航海、铁路和公路交 通以及仪器仪表板上，用于指示状态、表达要求或传递信息。其特点是面积小、视距 远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限。 设计原则： ❖ 清晰、醒目和必要的视距；合乎使用目的； 不同情况下使用的信号灯应采用不同颜色、不同形状以及标记上加以区别。如“ ” 指向，！危险，×禁止等。为引起注意，可用强光或闪光信号，闪光频率为0.67~1.67 HZ，亮与灭的时间比在1：1至1：4之间，明度对比较差时，闪烁频率可稍高。 ❖ 按信号性质设计；（重要的可采用多重显示） ❖ 信号灯的位置与颜色设计； 重要的必须放置在最佳视区；其颜色编码可有10种，单个时以蓝绿色最为清晰。 ❖ 信号灯与操纵杆和其它显示器的配合
❖ 常见有单刻度线 、双刻度线和递增式刻度线。
③刻度线宽度
❖ 即刻度线的粗细；刻度线宽度取决于刻度大小。研究表明， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数地误差最小。一般 取刻度大小的10~15%；普通刻度线的宽度常取为 0.2±0.02mm；远距离观察可取0.6~0.8mm，带有精密装置 取0.0015～0.1mm
2）传递的信息数量不宜过多，过多会加重心里负担。 3）应考虑人接受信息能力的特性，多感觉通道比单通道更能
引起注意。
4）同种类的信息尽量用同样方式传递。 5）显示的信息变化时，其方向和幅度，要与信息变化所带来
的作用和趋向相一致。
6）在多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重 要程度和使用频数来布置，重要的放在醒目的位置。
按真实的工作条件或模拟真实的工作条件进行实验。实 验的参量需根据具体工作要求而定，一般是以误认百分 率、误解百分率、认读所需时间这三个参量为主。
1）显示方式选择
视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。
（1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示和动态显示等三种。
❖ 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，而且认读需占 用的时间也较短。
为避免混淆，可使用点阵构成的数字。
4）信号灯设计
信号灯是用光的形式传递信息的视觉显示器。广泛应用于航空、航海、铁路和公路交 通以及仪器仪表板上，用于指示状态、表达要求或传递信息。其特点是面积小、视距 远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限。 设计原则： ❖ 清晰、醒目和必要的视距；合乎使用目的； 不同情况下使用的信号灯应采用不同颜色、不同形状以及标记上加以区别。如“ ” 指向，！危险，×禁止等。为引起注意，可用强光或闪光信号，闪光频率为0.67~1.67 HZ，亮与灭的时间比在1：1至1：4之间，明度对比较差时，闪烁频率可稍高。 ❖ 按信号性质设计；（重要的可采用多重显示） ❖ 信号灯的位置与颜色设计； 重要的必须放置在最佳视区；其颜色编码可有10种，单个时以蓝绿色最为清晰。 ❖ 信号灯与操纵杆和其它显示器的配合
人机交互界面设计第五章 CSS3详解_OK
07 css3中的动画
07-01 2d变形
07-03 3d变形
07-02 css3过渡
07-04 animation动画
2
01 css3概述
CSS(Cascading Style Sheets)，即层叠样式表。他用来设置网页中各种标签的样式，如设 置文字大小，颜色，行高，背景等等。“层叠”是指当在 HTML文件中引用多个样 式文件时，浏览器将依据层叠顺序及就近原则进行处理，以避免发生冲突。
Css部分： p a{
color:#ff0000; font-size:14px; }
11
03 css的声明及选择器
通配符选择器
它由星号*来表示选择器的名称，可以定义所有的网页元素显示 格式。通配符一般用于统一浏览器设置
例如： *{ margin:0; padding:0; } 意思是，将该页面的所有标签样式 中的外边距、内边距重置为0，来统 一浏览器样式
16
05 css3基本属性
----背景属性 背景图片
图片路径的设置与之前插入图片一样，分为相对路径和绝对路径。 语法为background-image:url(图片路径)
背景位置
在网页中需要将背景图片放在我们希望的位置，所以可以通过backgroundposition属性来改变默认的位置。 background-position：top center background-position:10px 10px background-position:50% 50% background-position:left 20px top 10px
20
05 css3基本属性
----背景属性 案例
请完善html及css。将素材提供的bg.jpg放到页面中间，并且可以根据页面大小自 动缩放，不重复，背景图片以外填充#dff2f4天蓝色。文字大小为20像素。
【建筑工程设计】工业设计人机工程学复习习题
【建筑工程设计】工业设计人机工程学复习习题【建筑工程设计】工业设计人机工程学复习习题第一章人机工程学概论(习题)1、简述人机工程学的定义国际人机工程学会（International Ergonomics Association，IEA）：研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的学科。
（2000.8）人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和系统，使之满足人们的需要、能力和限度。
一般定义：人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。
人机工程学：按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。
2、举出我们日常生活中与人机工程学相关的例子人机信息界面设计、工作台椅设计、各种工具的设计3、说出人机工程学科常见的名称美国：Human Engineering; Human Factors Engineering人类工程学或人类因素工程学欧洲：Ergonomics 人类工程学或工效学。
已被国际标准化组织正式采纳，本义：劳动的规律。
工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）我国：人机工程学、人类工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。
4、简要地说明现代人机工程学研究的内容和方法？研究内容：1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。
人机交互课件第5章.界面设计
图形具有一定的文化和语言独立性，可以提高搜索目标的 效率。 图形用户界面中的图例可以代表对象、动作、属性或其他 概念。
隐喻的表现方法:
静态图标 动画 视频
隐喻的分类：
直接隐喻：隐喻本身就带有操纵的对象
如Word绘图工具中的图标，每种图标分别代表 不同的图形绘制操作。
工具隐喻：代表所使用的工具
很多交互任务需要从一个状态转化为另一个状态这就要考虑用户完成任务所需的信息和功能并将不同交互视图之间的联系和状态转换关系整理清楚系统首页退出确认帮助页面注册登录查询航班航班信息列表失败页面出票确认支付页面订购页面机票信息填写554视图的关联设计确定各个视图的具体内容和大致布局并在每个视图上明确体现与其他视图的关系保证系统的整体性和和谐性
网状结构菜单
网状结构菜单允许用户在父辈菜单与子菜单之间切换， 而不必重新回到父辈菜单然后再转到子菜单。
5.1.2 设计图形用户界面的原则
设计菜单界面时应注意的一般性原则：
按照系统的功能组织菜单，合理分类，并力求简短，前后一致 合理组织菜单界面的结构与层次。 按一定的规则对菜单项进行排序。 菜单选项的标题要力求文字简短、含义明确，并且最好以关键
2 图形用户界面
同时输出不同种类的信息，用户也可以在几个工作 环境中切换而不丢失几个工作之间的联系，通过菜
单可以执行控制型和对话型任务。
由于引入了图标、按钮和滚动条技术，大大减少键
盘输入，提高了交互效率。
基于鼠标和图形用户界面的交互技术极大地推动了
计算机技术的普及。
5.1.1 图形用户界面的主要思想
第5章 界面设计
界面设计原则 理解用户 设计流程 任务分析 以用户为中心的界面设计
5.1 界面设计原则
隐喻的表现方法:
静态图标 动画 视频
隐喻的分类：
直接隐喻：隐喻本身就带有操纵的对象
如Word绘图工具中的图标，每种图标分别代表 不同的图形绘制操作。
工具隐喻：代表所使用的工具
很多交互任务需要从一个状态转化为另一个状态这就要考虑用户完成任务所需的信息和功能并将不同交互视图之间的联系和状态转换关系整理清楚系统首页退出确认帮助页面注册登录查询航班航班信息列表失败页面出票确认支付页面订购页面机票信息填写554视图的关联设计确定各个视图的具体内容和大致布局并在每个视图上明确体现与其他视图的关系保证系统的整体性和和谐性
网状结构菜单
网状结构菜单允许用户在父辈菜单与子菜单之间切换， 而不必重新回到父辈菜单然后再转到子菜单。
5.1.2 设计图形用户界面的原则
设计菜单界面时应注意的一般性原则：
按照系统的功能组织菜单，合理分类，并力求简短，前后一致 合理组织菜单界面的结构与层次。 按一定的规则对菜单项进行排序。 菜单选项的标题要力求文字简短、含义明确，并且最好以关键
2 图形用户界面
同时输出不同种类的信息，用户也可以在几个工作 环境中切换而不丢失几个工作之间的联系，通过菜
单可以执行控制型和对话型任务。
由于引入了图标、按钮和滚动条技术，大大减少键
盘输入，提高了交互效率。
基于鼠标和图形用户界面的交互技术极大地推动了
计算机技术的普及。
5.1.1 图形用户界面的主要思想
第5章 界面设计
界面设计原则 理解用户 设计流程 任务分析 以用户为中心的界面设计
5.1 界面设计原则
人体工程学中的人机界面设计
人体工程学中的人机界面设计人体工程学是一门研究人与机器、设备之间相互作用关系的学科，其中人机界面设计是其中的重点内容之一。
人机界面设计旨在通过优化设计，使人类与机器间的交互更加高效、直观、便捷，提供更好的使用体验。
本文将介绍人体工程学中的人机界面设计的重要性、原则和方法。
一、人机界面设计的重要性人机界面设计是人类与机器之间信息传递与交流的桥梁，合理的设计可以确保用户与机器的有效互动，提高工作效率和用户满意度。
良好的人机界面设计不仅可以减少误操作，增加用户工作的舒适性，还可以降低用户的认知负担，提高学习效率，减少培训成本。
二、人机界面设计的原则1. 易学性：人机界面设计应该尽可能简化用户的学习成本。
通过一致性的设计、直观的交互方式、明确的指示和良好的反馈机制，帮助用户快速掌握和理解系统的使用方法。
2. 易用性：人机界面设计应该尽可能满足用户的使用习惯和期望，并且提供直观、简洁、一致的界面布局和操作方式，降低用户的认知负担。
3. 可见性：人机界面设计应该提供足够的信息展示和反馈，确保用户能够清晰地了解当前系统的状态和执行的操作，并且能够准确地判断自己的操作是否正确。
4. 可控性：人机界面设计应该尽量提供用户控制系统的权力，允许用户根据自身需求进行个性化设置和调整，提高用户对系统的满意度和可接受度。
5. 容错性：人机界面设计应该具备一定的容错机制，能够预防和纠正用户的误操作，并且提供友好、清晰的错误提示和修复方式。
三、人机界面设计的方法1. 用户需求分析：通过调研和分析用户的需求和特点，确定设计的目标用户群体和使用场景，为后续的设计提供指导和依据。
2. 信息架构设计：根据用户需求和系统功能，进行信息结构的设计和组织，确定界面元素的布局和关系，保证用户能够清晰地了解和使用系统。
3. 交互设计：包括界面布局、导航设计、操作方式等，通过制定交互规则和界面导航，提供直观、简洁的界面和操作方式，降低用户认知负荷。
第5章 人机的信息界面__
对机器
指挥和控制
人预定的 目标工作
在人机信息交换中，人对机器的控制主要是通过肢体活动来实现的，通过 依据人体的操作部位，主要可分为：手动、脚动两大类控制器。
第二节 视觉信息显示设计
一、 仪表显示设计 仪表是一种广泛应用的视觉显示装置，其种类很多。
按仪表 功能分类
读数用仪表 检查用仪表 指针运动 式用仪表 指针固定 式用仪表
物体达到某一距离 时，人眼不能再分 辨它的临界距离
人眼看清楚一个天 空背景上黑色客体 的能见距离，叫“ 气象能见距离”，
在气象上 见表5-5。
其他非绝对黑体的能见距离一般要比 气象能见距离近些。
作为标准测 量条件的能 见距离
表5-5 能见距离与空气透明度的关系 大气状态 空气绝对纯净 透明度非常好 很透明 透明度良好 透明度中等 空气稍许混浊 空气混浊 空气很混浊 薄雾 中雾 浓雾 极浓雾 透明系数 0.99 0.97 0.96 0.92 0.81 0.66 0.36 0.12 0.15 2×10-4 ～8×10-10 10-19～10-34 ﹤10- -34 能见距离/km 200 150 100 50 20 10 4 2 1 0.5～0.2 0.1～0.05 几十～几米
眼睛水平运动 认读的横向排列 仪表，零点方位 处于时针9时的 位置为最佳； 眼睛垂直运动 认读的纵向排列 仪表，零点方位 处于时针12时的 位置为最佳； 横向排列成双 排时，零点方位 可采用相对的方 向。
图5-6
零点标志的最优方位
图5-7
仪表不同排列方式的比较
二、信号显示设计
视觉信号是指由信号灯产生的视觉信息，目前已经广泛用于飞机、 车辆、航海、铁路运输及仪器仪表板上。
文字（数字） 高度/cm
指挥和控制
人预定的 目标工作
在人机信息交换中，人对机器的控制主要是通过肢体活动来实现的，通过 依据人体的操作部位，主要可分为：手动、脚动两大类控制器。
第二节 视觉信息显示设计
一、 仪表显示设计 仪表是一种广泛应用的视觉显示装置，其种类很多。
按仪表 功能分类
读数用仪表 检查用仪表 指针运动 式用仪表 指针固定 式用仪表
物体达到某一距离 时，人眼不能再分 辨它的临界距离
人眼看清楚一个天 空背景上黑色客体 的能见距离，叫“ 气象能见距离”，
在气象上 见表5-5。
其他非绝对黑体的能见距离一般要比 气象能见距离近些。
作为标准测 量条件的能 见距离
表5-5 能见距离与空气透明度的关系 大气状态 空气绝对纯净 透明度非常好 很透明 透明度良好 透明度中等 空气稍许混浊 空气混浊 空气很混浊 薄雾 中雾 浓雾 极浓雾 透明系数 0.99 0.97 0.96 0.92 0.81 0.66 0.36 0.12 0.15 2×10-4 ～8×10-10 10-19～10-34 ﹤10- -34 能见距离/km 200 150 100 50 20 10 4 2 1 0.5～0.2 0.1～0.05 几十～几米
眼睛水平运动 认读的横向排列 仪表，零点方位 处于时针9时的 位置为最佳； 眼睛垂直运动 认读的纵向排列 仪表，零点方位 处于时针12时的 位置为最佳； 横向排列成双 排时，零点方位 可采用相对的方 向。
图5-6
零点标志的最优方位
图5-7
仪表不同排列方式的比较
二、信号显示设计
视觉信号是指由信号灯产生的视觉信息，目前已经广泛用于飞机、 车辆、航海、铁路运输及仪器仪表板上。
文字（数字） 高度/cm
人机的信息界面设计共69页文档
人机的信息界面设计
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
第五章_人机的信息界面设计
应用实例：现代汽车信号灯系统 尾灯系统、前照灯、前位灯和后位灯、示廓灯、 倒车灯、危险报警闪光灯、雾灯
43
信号灯设计
44
信号灯设计
表5-8 指示信号灯的颜色及含义
返回
45
信号灯设计
表5-5 能见距离与空气透明度的关系
返回
46
信号灯设计 表5-6 全黑夜中灯光的能见距离
（单位：km）
返回
47
5.2.2 信号显示设计
大小：与视距有关，字高宽比例：2:1或1:1。参阅表5-10
52
显示屏设计
（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。
背景最优亮度：68cd/m2
53
显示屏设计 表5-10 屏幕字符大小与视距的关系
2
5.1 人机信息界面的形成
图5-1 人机信息交换系统模型
返回
3
5.1 人机信息界面的形成
表5-1 三种显示方式传递的信息特征
返回
4
5.2 视觉信息显示设计
视觉显示的类型和特征 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。
信号灯设计
飞机着陆信号灯系统 （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， 参阅表5-8
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练 习
1
根据图给出的 各子系统之间 的两点连接形 式，按连接分 析的优化原则 画出连接示意 图。 A
9 9 6 3 3
9 9 9 9 6
A B 2 3
B C 1 2
2
6 6 3
6
A B C 1
1 2 A D
6 6
3
9 9 6 6 3
C D 1
B
6 6 9
C
6 9 9 9
2 3 A
3
§5－1 人机系统
3
报务员 W
4
无线电台 R
3
4
C
2
4 4
HH
3
4
3
3
舵手
罗盘仪
4
S
4
舵轮
图13-10 船长与领航员、舵手及报务员之间关系
§5－1 人机系统
一）连接分析法（链式分析法）
优化原则
③ 按感觉特性配置系统的连接。
A
9 6 2
C
6 3 9 3
E
2
B
3 9
1
3
2
6
3
6
9
D
改进后的连接配置
④ 作业空间的大小，应符合安全空间的要求，危险作业区和危险作业点 应加隔离。
见图13-2
3）按人机结合方式分类 人机串联 人机并联 人与机串、并联混合
见图13-3
§5－1 人机系统
3. 人机系统的目标，见图
二、人机系统设计
1. 人机系统设计程序 人机系统设计的程序，图13-4 1）人机系统的目标 2）人与机的功能分析 人机功能分析：包括系统功能的描述、确定和分解。 人机特性比较 人优于机器的功能 机器优于人的功能 人与机器的特性比较参阅表13-1。
灯亮 灯亮 看见灯 看见灯
按电钮
按电钮
a）以作业者为对象来描述
b）以系统为对象来描述
§5－1 人机系统
二）操作顺序图分析法 2、操作顺序描述 ► 存在误操作的作业顺序描述
点灯
看见灯
没点灯
看见灯
看不见灯
没看见灯
按电钮
不按电钮
按电钮
不按 电钮
a）有信息显示
b）无信息显示
§5－1 人机系统
二）操作顺序图分析法 2、操作顺序描述 ► 操作顺序图法应用 将操作顺序图加时间轴，进行反应时间分析 。
“不重要”和“频率低”者为1分。
例如
§5－1 人机系统
一）连接分析法（链式分析法） 2、连接分析法的应用程序 ► 计算综合评价值（连接值）
在连接分析图中，以
综合评价值表示两个
要素之间的关系。 综合评价值 = 重要程度×频率
►
优化
调整各要素位置，使人机及空间得到合理配置。
§5－1 人机系统
一）连接分析法（链式分析法）
三种显示器传递的信息特征
显示 方式 传递的信息特征 显示 方式 传递的信息特征 1.较短或无需延迟的信息 2.简单且要求快速传递的信息 3.视觉通道负荷过重的场合 4.所处环境不适合视觉通道传递的信息
1.比较复杂、抽象的信息或含有科学技术术 语的信息、文字、图表、公式等 2.传递的信息很长或需要延迟者 3.需用方位、距离等空间状态说明的信息 视觉 4.以后有被引用的可能的信息 显示 5.所处环境不适合听觉传递的信息 6.适合听觉传递，但听觉负荷已很重的场合 7.不需要急迫传递的信息 8.传递的信息常需同时显示、监控
高度（标数）：参阅表14-2； 宽度：一般取间距大小的5％-15％，10％最佳。
间距：小刻度线的最小间距为 L/600；大刻度线的最小间距为 L/50。
观察距 离L (m) <0.5 刻度标记高度(mm) 长刻度线 中刻度线 短刻度线 字符高度 (mm)
5.6
4.1
2.3
2.3
0.5～0.9
0.9～1.8
§5－1 人机系统
3）功能分配
人机功能分配：把分解的系统功能逐一合理分配给人和机，使人机彼此协调， 相互补充。 人机功能分配的原则 比较分配原则 剩余分配原则 经济分配原则 宜人分配原则 弹性分配原则 人和机器的相互配合，一方面需要人监控机器，另一方面需要机器监督人。
§5－1 人机系统
系统评价
对该系统是否具备完成既定目标的功能进行评价，并进行安全性、舒适 性及社会性因素的分析、评价。
§5－1 人机系统
三、人机系统评价指标的建立
1、评价指标体系的建立
1）技术评价指标 2）经济评价指标 3）社会评价指标
总 目 标 宜人性 舒适 本质安全 可靠性 可控性 稳定性 记忆性 整体性 技术性 经济性 美观 大方 形象化 醒目 色调 省力 易辩识 易操作
安全性
环 境
图13-6
光照、温度、湿度、粉尘、通风 振动、噪声、放射线 有毒有害物质等 人机系统设计评价指标（要素）体系
§5－1 人机系统
三、人机系统评价指标的建立
2、评价指标体系的处理
1）指标体系的简化
2）权系数的确定 求评价指标权系数的方法数很多，如：专家评议法、层次分析法、 模糊数学法等，也可由经验或用判别表法求出。
4）设计与评价
人机界面设计 人机界面设计的两个主要问题： ① 人控制机器 ② 人接受信息 控制器要适合于人的操作； 显示器的配置如何与控制器相匹配。
人机界面设计主要是指显示器、控制器，以及它们之间的关系的设计。
人因工程学设计
主要包括：显示器和控制器的选择与设计、作业空间设计、作业辅助 设计，制定人员选择和培训计划。
50 100 150 200 250
二）仪表设计
4. 仪表指针
§5－3 显示器设计
指针的形状、长度和宽度 形状：简洁、明快，以头部尖，尾部平，中间等宽或狭长三角形为好；图 长度：指针与刻度间距最好为1－2mm，不要重叠、相连。 宽度：指针针尖宽度 = 最小刻度线宽度 。 指针的零位 仪表指针零位一般都在时钟9点或12点位置。 5. 仪表的色彩 颜色设计主要指表盘、刻度线、标记字符以及指针的颜色匹配问题。
二）操作顺序图分析法（Operational Sequence Diagraming, OSD法）
操作顺序图分析法：是将由“信息—意志决定—动作”组成的作业顺序
用图式表示，以分析操作者的反应时间和人机系统可靠性的方法。 1、操作顺序图法的符号
§5－1 人机系统
二）操作顺序图分析法
2、操作顺序描述 ► 简单作业顺序描述
一）连接分析法（链式分析法） 连接分析法是一种对人、机器、过程和系统进行评价的简便方法，它用 “连接”来表示人、机之间的关系。
1、连接及其表示方法 连接：指人机系统中，人与机、机与机、人与人之间的相互作用关系。
连接形式 ：人—机连接，机—机连接，人一人连接。 按连接特征，人机系统的连接方式: 视觉连接、听觉连接、操作连接、 行走连接、语言链接等 按连接性质，人机系统的连接方式: 对应连接、逐次连接
设计时，刻度线、标记字符以及指针的颜色应相同或尽可能协调，而与表盘不同。
级次 清晰 底色 程度 被衬色 模糊 底色 程度 被衬色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
§5－3 显示器设计
二）仪表设计
6. 仪表面板形式及其布置
组合面板形式见图。 仪表板上的仪表位置设计原则如下： 按仪表的重要程度排列 按使用顺序排列 按功能进行组合排列 按最佳零点方向排列，见图 3° 20－40° 40－60°
被比者 比较者 A B C D A B C D
ki
2 6 10 6 24
g i ki / ki
i 1
n
1 3 4 3 3 2
0 1
1 2 3
0.087 0.250 0.417 0.250 1.0
1
重要程度排序 B＞A，C>>A, D＞A,C＞B，B=D, C＞D
§5－1 人机系统
四、人机系统分析评价方法
图14-1 人的三要素：感受器、中枢神经系统和运动器。 机的三要素：显示器、机体和控制器。
2. 人机信息交换方式
1）人从显示器上接受信息 2）通过控制器对机器进行控制
3. 人机界面设计主要是指显示器、控制器以及它们之间关系的设计。
§5－3 显示器设计
一、显示器概述
显示器是人机系统中专门用来向人的感官传递信息的装置。 按人接受信息的感觉通道不同，显示器分为： 视觉显示器： 包括各种仪表、信号灯、显示屏等。 听觉显示器： 常用的有铃、 蜂鸣器、喇叭、汽笛和哨子等。 触觉显示器： 如：钱币上的盲点。
时间轴 灯亮 看见灯 按电钮 灯亮
看见灯
按电钮 a）对灯亮立刻做出反应 b）对灯亮相当长时间没有做出反应
§5－1 人机系统
二）操作顺序图分析法 2、操作顺序描述
加进概率值后的操作顺序图，进行系统可靠性分析。
灯亮 90% 看见灯亮 99% 按电钮 1% 不按钮 10% 不能看见
图13-15
加进概率值的操作顺序图
和趋势。
1 2
优
3 4 5 2 4 40
中
6 60 8 80 10 100 3 4 1.25 15 6 8 2.5 30
差
9 12 5 45 12 16 7.5 60
刻度与标数的优劣对比见图。 3.表盘尺寸 5 10
15 20 25 20
根据刻度标记的数量以及视距进行设计。 10 20 30 40 50 200 400 600 800 1000 圆形仪表直径选取见图14-4。
应用：计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕等。
§5－3 显示器设计
一）仪表
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工作状态。 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：汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。 类型：指针运动式仪表 指针固定式仪表 按功能分：读数用仪表、检查用仪表、追踪用仪表、调节用仪表等。