2第二章 人机交互_人体形态特征和测量
人机工程学(第5版)第2章人体测量与数据应用
• 由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量 纲和均值相一致，则取其均方根差值，即标准差来说明测量值对均值 的波动情况。
• 所以，方差的平方根SＤ称为标准差。对于均值为x的n个样本测量值 ：x１，x２，…，xn，其标准差SＤ的一般计算式为：
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２.２ 人体测量中的主要统计函数
• 用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据作两次计算，即首先 用数据算出x，再用数据去算出S２。推荐一个在数学上与上式等价， 计算起来又比较有效的公式，即：
• 如果测量值xi全部靠近均值x，则优先选用这个等价的计算式来计算 方差。
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２.２ 人体测量中的主要统计函数
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２.１ 人体测量的基本知识
• ２.１.４人体测量的常用仪器
• 在人体尺寸参数的测量中，所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、 人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐 高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。我国对人体尺寸测 量专用仪器已制定了标准，而通用的人体测量仪器可采用一般的人体 测量的有关仪器。《人体测量仪器》（ＧＢ／Ｔ５７０４—２００８ ）是人体测量仪器的技术标准。
面。
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２.１ 人体测量的基本知识
• ３.测量方向 • ①在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。 • ②在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离
正中矢状面的方向称为外侧。 • ③在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位
的称为远位。 • ④对于上肢，将桡骨侧称为桡侧，将尺骨侧称为尺侧。 • ⑤对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
基于人机交互的人体姿态检测和识别技术研究
基于人机交互的人体姿态检测和识别技术研究随着人工智能技术的发展，人机交互技术也在不断发展壮大。
其中，基于人体姿态检测和识别技术则是人机交互技术中的一个重要方向。
它不仅可以被应用于游戏、体育、医学等领域，还可以被应用于日常生活中的健康管理、个性化服务等方面。
一、人体姿态检测技术简介人体姿态检测是指通过计算机技术来识别和跟踪人体各种姿态的能力。
它基于图像或视频等数字信号，通过分析人体的动作和姿势轨迹，从而识别并理解人体的行为。
目前，人体姿态检测技术主要包括三种方法：基于视频图像，基于深度传感器，基于惯性计。
其中，基于视频图像的方法最为常见，也最容易被广泛应用，因为它可以使用任何普通的摄像头来捕捉人体的图像。
二、人体姿态识别技术简介人体姿态识别是指人工智能系统能够识别和理解人体各种姿态的能力。
它是在人体姿态检测技术的基础上发展而来的，它能够对人体的姿态和行为进行更加深入的分析和研究。
人体姿态识别技术主要分为两类：基于静态图像的识别和基于动态视频的识别。
基于静态图像的识别主要是通过对一张图片进行处理，提取出人体的特征点，并利用神经网络等技术来识别人体的姿态信息。
而基于动态视频的识别，则是通过对多个视频帧的处理，来识别人体的动态姿态。
三、基于人体姿态检测和识别技术的应用1. 游戏领域在游戏开发中，人体姿态检测和识别技术可以使玩家能够更好的体验游戏，让游戏更加流畅自然，更具互动性。
例如，玩家可以通过手势控制游戏中的角色移动、攻击、躲避等动作。
2. 体育领域人体姿态检测和识别技术可以被应用于训练、比赛、体育场馆管理等方面。
例如，运动员的动作和姿态可以通过技术手段进行分析和评估，找出运动员的不足，并提供相应的改进建议。
3. 医学领域医学界对人体姿态检测和识别技术的需求也越来越多。
例如，实时监测患者的姿势状态，可以有效预防并减少床位压疮的发生。
另外，在康复治疗中，通过技术手段对患者的姿态信息进行分析和记录，可以更好地跟踪治疗进程，提高治疗效果。
人机工程学 第二章 人体测量及数据应用ppt课件
P5（第5百分位数）表示“小”身材，是指有5%的人群身 材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；
P50（第50百分位数）表示“中”身材，是指大于和小于此 值的人群身材尺寸各为50％；
P95（第95百分位数）表示“大”身材，是指有95％的人 群身材尺寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。
波动情况
1
SD
n11in1
xi2
22 nx
SD(小) 反映正态分布曲线陡，数据集中 SD(大) 反映正态分布曲线缓，数据分散
4.百分位数
人体测量的数据常以百分位数Pk来表示人体尺 寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三 种百分位数来表示。
百分位数Pk是一种位置指标、一个界值。一个 百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分， 有K%的测量值等于和小于它，有（100-K）%大于 它。
Y
p5
p 95
X
5.百分率的计算
在一般的统计方法中，并不一一罗列出所有百分位 数的数据，而往往以均值和标准差来表示。虽然人体 尺寸并不完全是正态分布，但通常仍可使用正态分布曲 线来计算。因此，在人机工程学中可以根据均值 和标 准差来计算:
求某百分位数值 求数据所属的百结构尺寸
GB10000－1988是1989年7月开始实施的《中国 成年人人体尺寸》国家标准，适用于工业产品的设计、 建筑设计、军事工业及工业的技术改造，设备更新及 安全保护。该标准共提供7类47项人体尺寸基础人体 数据，（男性18～60岁，女性18～55岁），并按男、 女性别分开列表。
2.人体测量学：是指测量人体各部分尺寸或比例来研究人 体的形态特征的方法。
3. 人体测量数据
1）人体构造尺寸，即静态尺寸，人在静止的状态 下，即站立不动、坐着不动或静卧等情况下测量的 尺寸(静态人体测量) 2）人体功能尺寸，即动态尺寸，它包括在工作姿态 下或在某种操作活动下测量的尺寸(动态人体测量)
人机工程人体测量及数据应用
人机工程人体测量及数据应用人机工程是一门研究人体与机器之间关系的学科，旨在通过合理的设计和优化，提高人机交互系统的效率、安全性和舒适度。
而人体测量及数据应用则是人机工程领域中一项重要的技术手段，用于获取人体各项参数数据，并将其应用于产品、设备的设计与改进中。
一、人体测量技术人体测量技术是人机工程中用于获取人体各项参数数据的一种手段，这些参数数据包括但不限于身高、体重、手指长度、手臂长度等。
常用的人体测量方式包括三维扫描测量、生物电阻抗测量、运动传感器测量等。
（一）三维扫描测量三维扫描测量通过激光或光学传感器等设备对人体进行扫描，得到具有空间信息的人体模型。
这种方式可以高精度地获取人体各个部位的尺寸数据，为产品设计和人机交互提供重要数据支持。
（二）生物电阻抗测量生物电阻抗测量通过电流通过人体时的电阻变化来间接测量人体各项参数。
这种技术常用于体脂率、心率、肌肉状况等方面的测量，可以对人体健康状况进行科学评估。
（三）运动传感器测量运动传感器可以通过感知人体的运动轨迹和姿势来实现人体测量。
例如，加速度传感器可以测量人体的运动速度和加速度，陀螺仪可以测量人体的角度和旋转等参数。
这些数据对于人机交互、运动监测等方面具有重要意义。
二、数据应用与案例分析人体测量数据的应用旨在提供个性化和智能化的人机交互服务，具体包括产品设计、健康管理、虚拟现实等领域。
（一）产品设计人体测量数据可以为产品设计提供参考和依据，确保产品尺寸、结构和布局的合理性。
例如，在设计座椅时，可以根据人体测量数据调整座椅的高度、宽度和曲度，使其符合不同人群的体型特征，提供更为舒适的使用体验。
（二）健康管理人体测量数据可以应用于健康管理领域，为个体提供数据驱动的健康评估和指导。
通过定期收集人体测量数据并与标准参考值对比，可以发现健康问题并及时采取相应的干预措施。
例如，通过监测身体数据的变化，可以提醒个体是否需要适当调整饮食、运动或休息等方面的习惯。
人体工学1
第一阶段：人体工程学思想的萌芽 第二阶段：人体工程学的形成 第三阶段：人体工程学的发展
第一阶段：朴素的认知-人体工程学思想的萌芽
从旧石器时代到新石器时代，人类造物活动的发展就已经融入了对自身人体的认知。
新石器造物中卷唇边、曲线形造型等细节的处理无不体现着原始人朴素的人-器（机）认知思想
建筑形式的出现和发展更是与人自身的需求和发展密切联系在一起的
人体工程学作为一门独立的学科历史很短，以人为中心 进行设计的这种思想的成熟，并使这种思想成为一个体系 却是二战前后的事了。
二战时期一些国家在大力 研制高效能、大威力武器 的时候，疏于对操作人员 生理特征与心理特征的了 解，也忽视了对操作人员 相应素质的提高和能力的 训练，降低了武器的使用 效能还经常造成失误。
Frederick Winslow Taylor (born March 20, 1856, Philadelphia, Pa., U.S. — died March 21, 1915, Philadelphia) U.S. inventor and engineer. He worked at Midvale Steel Co. (1878 – 90), where he introduced time-and-motion study in order to systematize shop management and reduce manufacturing costs. Though his system provoked resentment and opposition from labour when carried to extremes, it had an immense impact on the development of mass production techniques and has influenced the development of virtually every modern industrial country. Taylor is regarded as the father of scientific management. See also production management; Taylorism.
人机交互中的人体检测及识别技术研究
人机交互中的人体检测及识别技术研究一、人机交互的背景与意义随着计算机技术与智能硬件的快速发展，人机交互方式越来越多样化，包括键盘、鼠标、触摸屏等传统方式，以及语音识别、手势识别、面部识别等新型方式。
其中，人体检测及识别技术是近年来快速发展的领域之一，被广泛应用于智能家居、虚拟现实、智能医疗等领域。
人体检测及识别技术是指通过计算机视觉技术和图像处理算法来识别出人体的各种姿势、动作、特征等信息，从而实现对人体的跟踪、识别、分析等功能。
这种技术不仅可以提高用户的使用体验，还可以实现更加智能化的应用场景。
二、人体检测技术的研究现状1. 传感器技术传感器技术是人体检测技术中最常用的一种，它可以通过感知人体物理量来实现人体姿势的判断。
常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、摄像头等。
其中，摄像头相对于红外线传感器和超声波传感器具有更高的精度和灵敏度，因此被广泛应用于人体检测领域。
2. 深度学习技术深度学习技术是近年来飞速发展的一种人工智能技术，它可以通过构建深度神经网络来实现图像识别、物体检测等任务。
在人体检测领域中，深度学习技术已经实现了非常出色的表现，例如YOLOv4 模型、SSD 模型等都可以实现准确的人体检测。
此外，通过深度学习技术还可以实现对人体姿势、动作等信息的提取和分析。
3. 线性判别分析技术线性判别分析技术是一种常见的统计学习方法，该方法可以将高维数据转化为低维数据进行分类。
在人体检测领域中，线性判别分析技术可以实现对人体特征的提取和分类，例如面部识别、指纹识别等。
三、人体识别技术的研究现状1. 面部识别技术面部识别技术是指通过对人脸的特征、形状、肤色等进行分析和比较，来实现对人脸的识别。
在实际应用中，面部识别技术已经被广泛应用于门禁管理、身份识别等领域。
目前，面部识别技术的识别率已经达到了非常高的水平。
2. 手势识别技术手势识别技术是指通过对人体手部姿态的分析和比较，来实现对手势的识别。
人体工程学2024年的人机交互技术
感谢观看
THANKS
人体工程学的未 来挑战
人体工程学在技术发 展中面临着诸多挑战 和困难。未来人体工 程学的研究重点将更 加注重于解决人机交 互方面的问题，包括 智能系统的设计和人 体生理特征的匹配。 2024年，人体工程 学将通过更加智能化 的技术路径来解决当 前面临的挑战。
面临的问题
技术挑战
应用于不同人群
发展路径
人机交互技术影响
01、
生活方式
智能家居改变生活方式
智能健康管理助力健康生活
02、
工作环境
智能办公提升工作效率
远程协作改善工作体验
03、
社会互动
虚拟社交增强社会互动
数字化娱乐丰富人际交往源自04、教育培训个性化学习提高教育效果 虚拟实验推动科学研究
感谢致辞
在人体工程学领域取得的成就离不开各位学者和 机构的支持和贡献，特别感谢广大科研人员和社 会各界对人机交互技术发展的关注和支持。展望 未来，我们将继续合作，共同推动人体工程学研 究的发展，为人类创造更美好的未来。
虚拟现实技术
01、 02、
概念和发展历程
虚拟现实技术通过模拟环境让用户产生身 临其境的感觉 从最初的头戴式显示器到全息投影，虚拟
现实技术得到了不断的创新和完善
人体工程学应用
人体工程学在虚拟现实技术中注重用户体 验，设计符合人体工程学原理的交互界面 通过人体工程学的研究，虚拟现实设备更
符合人体工程学要求，用户体验更佳
人体工程学2024年的发展趋势
随着科技的不断进步，人体工程学在2024年将 迎来更多的发展机遇。人机交互技术的不断创新 将推动人体工程学领域的发展，为用户提供更加 便捷、智能的交互体验。
● 02
人体姿态识别及人机交互技术研究
人体姿态识别及人机交互技术研究第一章：引言人体姿态识别及人机交互技术是近年来计算机科学与人工智能领域中备受关注的研究方向。
随着计算机技术和传感器技术的不断进步，人体姿态识别和人机交互技术的应用领域也日益拓宽，包括虚拟现实、增强现实、游戏开发等。
本文将探讨人体姿态识别的定义、发展历程以及人机交互技术在不同领域的应用。
第二章：人体姿态识别的定义与发展历程2.1 人体姿态识别的定义人体姿态识别是指通过计算机视觉技术对人体各个部位的位置、角度和动作状态进行准确的感知和识别的过程。
它通过利用数字图像处理的技术和人体解剖学的知识，将人体在二维或三维图像中的特征信息提取出来并进行分析，以实现对人体姿态的识别和跟踪。
2.2 人体姿态识别的发展历程人体姿态识别技术的发展可以追溯到上世纪90年代。
当时的研究主要集中在二维图像上，采用图像处理和模式识别等技术对人体姿态进行识别。
随着三维传感器的发展和计算机视觉技术的提升，人体姿态识别进入了三维时代。
通过使用深度相机和三维传感器，可以更加精确地获取人体各个关节的位置信息，实现更高精度的人体姿态识别。
第三章：人体姿态识别技术的关键技术及应用3.1 关键技术3.1.1 图像处理技术图像处理技术是人体姿态识别中不可或缺的一项关键技术。
它包括图像的获取、去噪、增强、分割和特征提取等一系列处理步骤。
通过对图像进行处理和优化，可以获得更清晰、更准确的人体姿态信息。
3.1.2 模式识别技术模式识别技术是人体姿态识别的另一个关键技术。
它通过对提取到的人体姿态特征进行分析和分类，实现对人体姿态的识别。
常用的模式识别方法包括支持向量机、神经网络和隐马尔可夫模型等。
3.2 应用领域3.2.1 虚拟现实人体姿态识别技术在虚拟现实领域有着广泛的应用。
通过获取用户的身体姿态信息，可以实现用户在虚拟环境中的自由移动和交互。
例如，在虚拟游戏中，用户可以通过自己的身体动作与虚拟角色进行互动，增加游戏的沉浸感和真实感。
人体姿态识别技术在人机交互界面设计中的应用方法与实测效果分析
人体姿态识别技术在人机交互界面设计中的应用方法与实测效果分析人机交互界面设计是指通过计算机与人之间的交互，实现信息的传递与交流。
随着科技的不断发展，人体姿态识别技术逐渐被应用于人机交互界面设计中，为用户提供更加智能、自然的交互体验。
本文将就人体姿态识别技术在人机交互界面设计中的应用方法以及实测效果进行分析探讨。
首先，人体姿态识别技术指的是通过摄像头等设备采集用户的实时姿态信息，并将其转化为计算机可识别的数据。
在人机交互界面设计中，这项技术可以为用户提供更加自然、直观的操作方式。
常见的应用方法包括手势识别、身体动作识别和表情识别等。
手势识别是人体姿态识别技术中最为常见的应用之一。
通过摄像头捕捉到用户手势的移动轨迹，并转化为计算机可理解的数据，从而实现与计算机的交互。
例如，在图像编辑软件中，用户可以通过手势来放大、缩小、旋转或移动图像元素，使得操作更加直观、高效。
而在游戏设计中，手势识别技术也可以让用户通过手势来进行游戏操作，提升游戏的沉浸感和乐趣。
身体动作识别是另一个重要的人体姿态识别技术应用方法。
通过对用户身体姿态的捕捉和分析，实现与计算机的交互。
例如，在虚拟现实技术中，用户可以通过身体动作来控制虚拟世界中的角色行动，增加交互的乐趣与自由度。
此外，在健身应用中，身体动作识别技术可以实时分析用户的姿态和动作，为用户提供科学、个性化的健身指导。
表情识别是人体姿态识别技术中的另一个重要应用。
通过对用户面部表情的捕捉和分析，可以识别用户的情绪和意图，从而进行相应的反馈和操作。
例如，在智能助手应用中，识别用户的表情可以帮助智能助手更好地理解用户的需求，并提供相应的帮助和建议。
在虚拟角色设计中，利用表情识别技术可以使得虚拟角色更加逼真，增加与用户的情感交流。
在以上的应用方法中，人体姿态识别技术的实测效果是评估其应用效果的重要指标之一。
通过实测效果的分析，可以评估技术的准确性、响应速度以及用户满意度等方面的表现。
2第二章 人机交互_人体形态特征和测量
3、人体测量的 条件：
• 1）基本姿势 • （1）立姿 • （2）坐姿 • 2）测量基准面 • 3）测量方向 • 4）支承面和衣着
人体测量中的主要统计函数
• 1) 均值 • 2）方差 • 3）标准差 • 4）抽样误差 • 5）百分位数 • 6）任一百分位
数的测量尺寸 • xp=X±SDK • （SD为标准差）
5*1米5，载重1000KG，搭乘13人。请问该 面积是否真能装下13人?载重是否足够13人 的重量？
5）人体头部尺寸
人体头部尺寸 （单位：mm）
应用计算示例
• 镜架宽度应等于头最大宽。如果眼镜的设计定位 为男性使用，根据P95男性对应的头最大宽 15.4cm，因此镜架宽度可取15.4cm；
• 生产仅为成年男子使用的防毒面罩则可采用形态 面长分别为110mm，120mm，130mm来设置型 号；
椭圆机的结构设计
实测脚部运动轨迹的拟合
机构的连杆点最多能精确通过拟合椭圆上所选的8 个点
踏板间距和踏板最大倾角
• 1，人在走路时，两脚之间的距离约为5cm 或者 是一个拳头的大小；
• 2，椭圆机踏板与小腿间夹角极值，极小值a 约为 63°，极大值b 约为100°，a 超出相应的范围 。
负载的计算
讨论
• 假设要设计一个门，要求99%的成年男性 碰不到门顶，试确定该门的通道高度
• 步骤： • 1、确定变换系数 • 2、确定身高的标准差 • 3、确定该百分位数的人体高度 • 4、考虑修正量
应用计算示例
• 吸顶式淋浴头至地面的高度按身材高大者设计。 • 查表，成年男性的身高P95值为1775mm。功能
应用计算示例
• 工具的手柄应长于人手握持的长度， • 根据P99男性对应的手宽尺寸9.1cm，因此
人机工程学第2章 人的形体参数
第2章 人的形体参数
2. 测量基准面 人体测量的基准面主要有矢状面、 冠状面和水平 面。 它们是由互相垂直的三个轴(垂直轴、 纵轴和横 轴)来定位的(见图2 - 1)。 通过垂直轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面 都称为矢状面。 在矢状面中， 把通过人体正中线的矢 状面称为正中矢状平面。 正中矢状平面将人体分成左、
。
第2章 人的形体参数
通过垂直轴和横轴的平面及与其平行的所有平面 都称为冠状面。 冠状面将人体分成前、 后两部分。 与 矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。 水平面将人体分成上、 下两部分。
第2章 人的形体参数
3. 测量方向
在人体的上下方向上， 上方称头侧端， 下方称足 侧端。
在人体的左右方向上， 靠近正中矢状面的方向称
式中K为变换系数， 设计中常用的百分位与变换系 数K的关系见表2 - 1。
第2章 人的形体参数
表2 – 1 百分位与变换系数K
第2章 人的形体参数
2) 求数据所属百分位。 当已知某项人体测量尺寸 为xi， 其均值为x， 标准差为S时， 需要求该尺寸xi所 处百分位P时， 可按下列 方法求得， 即按 Z xi x 计 算出Z值， 根据Z值在表2 - 2给出的正态分布概率S 数值 表上查得对应的概率数值p； 则百分位P按下式）
第2章 人的形体参数
2.2 常用人体测量数据
2.2.1 影响人体测量数据差异的因素 人体测量数据的差异通常与下列因素有关。 1. 年龄 人体尺寸增长过程， 一般男性20岁结束， 女性18
岁结束。 通常男性15岁、 女性13岁手的尺寸就达到了 一定值。 男性17岁、 女性15岁脚的大小也基本定型。 成年人身高随年龄的增长而收缩一些， 但体重、 肩宽、 腹围、 臀围、 胸围却随年龄的增长而增加。
人机交互第2章
称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一 千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等 人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二 ：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？
明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割
裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标
◦ 分布式问题的解决方法，包括协议解决方式
◦ 语言及非语言行为的任务，包括说了什么、眼神和眨眼等 暗示什么、什么是没有说出来的
◦ 使用的各种协调机制，如规则、规程 ◦ 协作活动在进行过程中将用到的各种通信路径 ◦ 如何共享和访问信息
◦ 人机交互过程中人们经常利用的感知有哪几种？每种感知 有什么特点？
在理想情况下，用户开发的思维模型应与设计人员 开发的概念模型相符，如何帮助用户达到这个目标 是一个非常关键的问题。
人机工程学——人体测量及测量数据的应用
2.1人体测量
2.1.1概述
人体测量数据主要分为两类：一类为静态测量数据，一类为动态测量数据。
照实际使用来分类，可以分为如下三种：
a.形态测量：以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有：人体长度，人 体体型，人体体积和重量，人体表面积。 b.生理测量：测量人体的主要生理指标，主要内容包括：人体出力范围，人 体感觉反应，人体疲劳。 c.运动测量：在对人体静态形态测量的基础上，测量人体的活动过程和活动 范围的大小，主要内容有：动作范围，动作过程，形体变化，皮肤变化。
垂直轴 通过关节中心并垂直于水平 面的一切轴叫垂直轴。
c.测量方向
①、在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。 ②、在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正 中矢状面的方向称为外侧。 ③、在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的 称为远位。 ④、在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。 ⑤、在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385 873 899 913 960 1009 1023 1050 630 650 662 704 746 757 778 648 673 686 732 779 792 819 363 377 384 410 437 444 459
量 百分 分组 项 位数
人体测量学(anthropometry)是人类学的一门分支学科，主要研究人体 测量和观察方法，并通过人体整体测量与局部测量来探讨人体的特征、 类型、变异和发展规律。
人体测量学是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使 人与产品相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、 生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方 便地使用产品。因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知 识，并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应用方法和使 用条件。
人机交互知识点归纳
第1 章绪论*人机交互（Hu man-C omput er In terac tion，HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学*人机交互研究的内容：人机交互界面表示模型与设计方法可用性分析与评估多通道交互技术认知与智能用户界面群件W eb 设计移动界面设计*发展史语言命令交互阶段图形用户界面（G UI）交互阶段自然和谐的人机交互阶段第 2 章感知和认知基础*人的感知视觉视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道。
外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。
视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信息阶段和解释信息阶段。
视觉感知特点：一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定的想象力。
进行人机交互设计需要清楚这两个阶段及其影响，了解人类真正能够看到的信息。
听觉听觉感知传递的信息仅次于视觉，可人们一般都低估了这些信息。
人的听觉可以感知大量的信息，但被视觉关注掩盖了许多。
听觉所涉及的问题和视觉一样，即接受刺激，把它的特性转化为神经兴奋，并对信息进行加工，然后传递到大脑。
人类听觉系统对声音的解释可帮助设计人机交互界面中的语音界面。
触觉T ouch或者 Ha pticperce ption触觉在交互中的作用是不可低估的，尤其对有能力缺陷的人，如盲人，是至关重要的触觉的感知机理与视觉和听觉的最大不同在于它的非局部性温度感受器-冷热伤害感受器-疼痛机械刺激感受器-压力实验表明，人的手指的触觉敏感度是前臂的触觉敏感度的 10 倍。
人机交互设计与人体工学
人机交互设计与人体工学一、引言随着科技的不断发展，人机交互设计和人体工学变得越来越重要。
这两个领域的关注度不断提高，人们对于如何更好地使人类与计算机进行交互也有了更深入的理解。
本文将着重探讨人机交互设计和人体工学领域的重要性以及其两者间的联系。
二、人机交互设计人机交互设计的主要目的是让用户与计算机交互更加自然和高效，以达到更好的用户体验。
这个领域在信息科技领域发展中扮演了至关重要的角色。
好的人机交互设计应当让用户更愉悦地使用计算机，从而提高生产力和效率。
有些用户是高级用户，了解计算机的相关知识和技能，但有些用户并非如此。
无论用户的技能水平如何，好的人机交互设计都应该提供他们需要的支持和方便，满足他们的需求和希望的便利性。
三、人体工学人体工学研究人类如何适应不同的工作风格和环境，如何最大化人的安全和效率，特别是对于高压力的工作环境，人体工学显得尤为重要。
其目的是设计出人体系统，使其能够从事不同工作环境下的工作，并保持身体和心理的健康状态。
人体工学的研究不仅仅局限于工作环境，也包括家庭环境，例如家庭家具、电器等的设计，都需要人体工学的参与。
人体工学的研究包括工作时长、工作效率、工作强度等一系列因素，以期为人类提高生产力和工作品质，保障人类安全、健康的工作环境。
四、人机交互设计与人体工学的关系人机交互设计与人体工学研究是彼此联系的。
好的用户界面设计需要考虑到人体工学的因素，将设计与人类身体和心理的须要联系在了一起。
人机交互设计与人体工学的融合能够使人类在使用更复杂的计算机系统时始终保持高效和舒适。
人机交互设计代表着目前计算机科学领域的主流发展，而人体工学则是求解人体与计算机闫按、工作环境下的问题并提供最佳工作环境的目的。
同时，人体工学还能帮助人机交互设计专业人士更好地理解人体在使用计算机过程中所经历的压力，优化用户体验，提高生产力。
为了实现人机交互设计和人体工学的完美融合，我们需要彻底理解人体如何使用计算机以及人类的行为习惯和习惯。
人机交互知识点整理(重点强化版本)
人机交互知识点整理第一章人机交互概述背景知识1、人机交互的概念：定义1：有关交互式计算机系统设计、评估、实现以及与之相关现象的学科[ACM]定义2：研究人、计算机以及他们之间相互作用方式的学科，学习人机交互的目的是使计算机技术更好地为人类服务[Alan Dix]定义3：有关可用性的学习和实践，是关于理解和构建用户乐于使用的软件和技术，并能在使用时发现产品有效性的学科[Carroll]无论使用哪一种术语或定义方式，人机交互学科所关注的首要问题都是人和计算机之间的关系问题2、学习人机交互的原因（1）从市场的角度，用户开始期望系统能够简单易用，同时对那些设计低劣的系统的容忍度越来越差（2）从企业的角度，改善人机交互能够提高员工的生产效率；学习人机交互能够降低产品的后续支持成本（3）从个人的角度，可以帮助用户有效地降低错误发生的概率，避免由于错误引发的时间、金钱以及生命等难以估量的损失3、人机交互的相关领域基础学科：心理学、认知科学、人机工程学、社会学、计算机科学、工程学、商务知识、图形设计、科技写作、产品设计、工业设计等人机交互与人性因素：人机交互更关注使用计算机的用户，人性因素没有这一限制人机交互与人机工程学：人机交互对面向重复劳动的人物和过程关注较少，且对用户界面的物理形式和工业设计不够重视人机交互与交互设计：交互设计不仅仅关注人与计算机之间的关系，同时还包括人与人以及人与其他非计算机系统之间的相互作用。
交互设计人员致力于改善人与产品或人与服务之间的关系发展历史（新的界面变革都包含了上一代界面，有的交互方式仍然尤其存在的必要性）1、重要的学术事件（1）1945年, Vannevar Bush, “As we may think”(诚如所思)（2）1959年，HCI领域第一篇论文（从减轻操作疲劳的角度讨论计算机控制台设计）（3）1960年，Liklider JCK提出“Human-Computer Symbiosis”(人机共生)，HCI的启蒙观点（4）1969年，第一次人机系统国际大会召开，第一份专业杂志创刊（HCI的里程碑）（5）1970年，英国拉夫堡(Loughbocough)大学的HUSAT研究中心和Xerox公司的Palo Alto 研究中心成立（PARC）（6）1980s，出版学术专著，Interface->Interaction（7）1990s，智能化交互、多通道交互、虚拟现实、脑机交互……2、主要的发展阶段（1）批处理阶段：特点：不符合人的习惯；耗费时间，又容易出错；只有少数专业人士才能够运用自如（2）联机终端时代：真正意义上的人机交互开始于联机终端出现之后，计算机和用户能够借助一种双方都能理解的语言进行交互式对话（CLI）特点：一维界面；回车后不能再对命令内容进行修改；灵活、高效主要研究问题：大部分命令语言对用户输入的要求非常严格；命令名称的缩写在一定程度上减轻了用户的使用负担（3）图形用户界面时期（GUI）：主要特征：直接操纵WIMP模型：用户可在窗口内选取任意交互位置，且不同窗口之间能够叠加；二维半界面人机交互与软件工程的关系1、二者相互独立的证据：（1）软件工程师与人机交互设计人员关注的重点有很大不同（软件工程：以系统功能为中心；交互设计：以用户为中心）（2）交互设计的评估方式也与一般软件工程方法存在不同（交互评估通常基于真实用户，评价机制页往往来自于用户使用的直接感觉）（3）历史传统使然2、二者的关系：（1）相互独立（2）人机交互对软件工程技术的发展有非常大的促进作用（3）将二者结合起来存在很大的困难3、传统SE方法在实现交互式系统方面的缺陷：（1）没有提出明确地对用户界面及可用性需求进行描述的方法（2）不能够在系统开发过程进行中对用户界面进行终端测试（3）具有完善的系统功能（产品的可用性、有效性以及满意度并不高）4、将二者结合的困难：（1）价值观不同：SE的实施策略和方法选择上常有一定的倾向性；HCI包含较多的主观性和灵活性（2）方法论存在差异：SE采用形式化分析方法；HCI采用非形式化方法第二章人机交互的基础知识交互框架1、框架定义：框架是提供理解或定义的一种结构，他能够帮助人们结构化设计过程，认识设计过程中的主要问题，还有助于定义问题所涉及的领域2、执行/评估活动周期EEC：（1）活动的四个基本组成部分：目标（想做什么）、执行（实现目标必须进行的操作）、客观因素（执行活动时必须考虑的客观条件）、评估（用于衡量活动执行的结果语目标之间的差距）（2）七个阶段：建立目标、形成操作意向、明确动作序列、执行动作、感知系统状态、解释系统状态、对照目标评估系统状态（3）Norman模型是从用户角度探讨人机界面问题的目标驱动循环：当某个目标确定后循环才开始数据驱动循环：当某个事件环境确定后开始循环（4）Norman模型可以用于解释为什么有些界面会给用户使用带来问题执行隔阂：用户为达到目标而制定的动作与系统允许的动作之间的差别评估隔阂：系统状态的实际表现与用户预期之间的差别3、扩展EEC框架（1）交互式系统的四个组成部分：系统（S）、用户（U）、输入（I）、输出（O）（2）其中，输入和输出构成了界面（3）执行阶段包括三个翻译过程：定义：用户阐述某个目标，然后通过输入语言进行协调和链接执行：输入语言被转换成内核语言，表示系统要执行的操作表现：系统使用输出语言吧内核语言的执行结果表示出来（4）评估阶段的过程观察：用户将输出与原有的目标进行比较从而评估交互的结果交互形式1、直接操纵：简单介绍：用户通过在可视化对象上面进行某些操作来达到执行任务的目的；展现了真实世界的一种扩展；对象和操作一直可见；迅速且伴有直观的显示结果的增量操作；增量操作可以方便地逆转三个阶段：自由阶段（指用户执行操作前的屏幕视图）、捕获阶段（在用户动作（点击、点击拖拽等）执行过程中屏幕的显示情况）、终止阶段（用户动作执行后屏幕的显示情况）优点：将任务概念可视化，用户可以非常方便地辨别他们；容易学习，适合新手用户；基于识别，对记忆的要求不高，可减少错误发生；支持空间线索，鼓励用户对界面进行探索；可实现对用户操作的快速反馈，具有较高的用户主观满意度。
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III型产品设计讨论：有没有不需要计 算的方法？
• 试确定门的把手或锁孔离地面的高度。
共用性设计原则
• 所谓共用性设计(UD=Universal Design)的 概念就是超越年龄、性别、国籍以及身体 状况等界限，为尽可能多的人提供他们可 以利用的产品和服务。
• 为了设计更方便残疾人使用的轮 椅，开发人员亲自坐轮椅体验残 疾人出行，或者陪同残疾人上 街，了解他们可能遇到的不便， 然后将从亲身体验中得到的启发 反映到产品设计中去。
5*1米5，载重1000KG，搭乘13人。请问该 面积是否真能装下13人?载重是否足够13人 的重量？
5）人体头部尺寸
人体头部尺寸 （单位：mm）
应用计算示例
• 镜架宽度应等于头最大宽。如果眼镜的设计定位 为男性使用，根据P95男性对应的头最大宽 15.4cm，因此镜架宽度可取15.4cm；
• 生产仅为成年男子使用的防毒面罩则可采用形态 面长分别为110mm，120mm，130mm来设置型 号；
第2章
• 1 人体测量基本术语与方法 • 2 人体结构尺寸 • 3 人体测量数据的应用实例 • 4 人体模板与人体数学模型
案例：考虑人因工程学的椭圆机设计
• 1、踏板轨迹的设计 • 2、踏板间距和踏板最大倾角 • 3、飞轮的设计 • 4、负载的计算 • 5、把手的设计 • 6、人-机系统的力学特性
电影院上升高度的设计
• 讨论:前后排高度差如何确定?请计算
• 注：五星级影院的条件之一是高起坡：前后排座 椅高度差30CM，保证无遮挡障碍观影
?
• 4）人体水平尺寸
人体水平尺寸
（单位：mm）
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应用计算示例：淋浴头至墙面距离
• 对于淋浴头至墙面距离，取成年男性的人 体最大厚度P95值245mm。
第二章 人体形态特征和测量
• 识记：名词术语；人体测量的意义、分类、条件、 测量项目；人体测量的主要仪器；我国成年人常 用人体尺寸；
• 理解：测量方法；人体测量中的主要统计函数； 各种人体尺寸的应用场合；着装及功能修正量； 人体数学模型和人体模板；
• 能力：百分位数与人体尺寸的转换计算；利用人 体测量数据进行设计；运用CATIA进行人因工程 设计；
169.2) ，排名为32
• 2）立姿人体尺寸 3）坐姿人体尺寸
立姿人体尺寸
(单位：mm)
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应用计算示例：割草机的把手高度
• 不易疲劳、比较省力的手推操作高度应不低于站 姿时的肘高，而又不能高于肩的高度。
• 为使割草机的把手高度适合90％以上成人男女舒 适地操作，把手高度H 应不低于成人男性P90百 分位数肘高，而又不高于成年女性P10百分数肩 高，由表可看出合适的H应为：
• 1. 试确定客轮层高功能尺寸的最小值和最佳值 • 注： 95百分位成年男性身高为1775MM • 2.建设部颁布的《施工现场临时用电安全技术规
定》规定围栏至变压器的距离≮800mm，围栏高 度≮1700mm，变压器底部距地面高度≮300mm
llB型产品设计讨论
• 试确定工作场所采用的栅栏结构、网眼结 构或孔板结构的栅栏间距，网、孔直径
1、常用的功能尺寸
• 功能尺寸:为保证产品实现某项功能所确定 的基本尺寸
• 产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺 寸+功能修正量
• 产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺 寸+功能修正量+心理修正量=产品最小功能 尺寸+心理修正量
2、功能修正量
• 1. 功能修正量=穿着修正量+姿势修正量+操作 修正量
• 但必须将电话亭中所有与人 机有关的设计尺寸清楚的表 示出来，并且用文字说明你 设计的每一个尺寸在选用相 应的人体测量数据时是如何 考虑的，为什么这样设计。
坐姿人体尺寸 (单位：mm)
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讨论：图示 的座椅设计 哪些尺寸有
问题？
讨论：椅子、桌子的主要参数确定
• （产品设计定位：小型商务会议使用）
3、人体测量的 条件：
• 1）基本姿势 • （1）立姿 • （2）坐姿 • 2）测量基准面 • 3）测量方向 • 4）支承面和衣着
人体测量中的主要统计函数
• 1) 均值 • 2）方差 • 3）标准差 • 4）抽样误差 • 5）百分位数 • 6）任一百分位
数的测量尺寸 • xp=X±SDK • （SD为标准差）
第二章
• 1 人体测量基本术语与方法 • 2 人体结构尺寸 • 3 人体测量数据的应用实例 • 4 人体模板与人体数学模型
1、人体测量 的意义：
讨论：这是不 是绝对最好的 位置？
研究实例
2、人体测量的分类：
• 1）静态人体测量：静止状态下测量 • 国家标准中规定立姿有40项，坐姿有22项 • 2）动态人体测量：动作状态下测量动作幅度 • （1）四肢所及的范围； • （2）各关节能达到的距离； • （3）关节能转动的角度；
• 设置小、中、大三号军盔分别适合于头围为： • 541mm（P10），560 mm（P50）及580mm
（P90）的士兵佩戴（还需加上盔体和头颅间的 安全间距和悬挂系统的余量），生产和配发比率 分别为20%，60%和20%。
6）人体手足尺寸
人体手部尺寸 （单位：mm）
人体足部尺寸 （单位：mm）
设计的分类
• 1）选用合适的百分位数 • A. 使用大、小百分位数，得出上下限值（I型） • B、使用高（IIA型） 、低（IIB型）百分位数据 • C、使用平均值（III型） • 2）着装修正（P69） • 衣服（注意单双层及人体中的位置）、鞋、帽的
厚度等 • 3）设计尺寸推算 • 运用传递系数，根据人体尺寸确定机器尺寸
应产品
浴室 的共 用性 设计
• 原则三“简单、直观”要点: • 1、避免不必要的复杂 • 2、尽量将“使用者”的直觉和期望值保持一
致 • 3、用词、语言表达具有包容性 • 4、以信息的重要性为前提进行布局. • 5、任务结束后，提供有效的提示与反馈
• 原则四“可识别信息”要点: • 1、详细表达必要信息，采用不同的形式(图画、
椭圆机的结构设计
实测脚部运动轨迹的拟合
机构的连杆点最多能精确通过拟合椭圆上所选的8 个点
踏板间距和踏板最大倾角
• 1，人在走路时，两脚之间的距离约为5cm 或者 是一个拳头的大小；
• 2，椭圆机踏板与小腿间夹角极值，极小值a 约为 63°，极大值b 约为100°，a 超出相应的范围 。
负载的计算
• 由于人体在淋浴时要有各种擦洗动作，所 以功能修正量取50mm。
• 如果淋浴头至墙面距离过大，会使人的安 全感减弱，所以心理修正量不宜过大，取 10mm。所以淋浴头至墙面的最佳距离为 245mm+50mm+10mm=305mm
讨论
• B. 体重值与身高的相关计算
• W理想=H-100 • 设计实例：华工汕头校友楼电梯面积为1米
应用计算示例
• 工具的手柄应长于人手握持的长度， • 根据P99男性对应的手宽尺寸9.1cm，因此
手柄长度的最小值应达到10cm，优先选用 长度范围为10～13cm； • 防护栅栏间距或网孔直径应取P1的女性食 指远位指关节宽以下，即小于13mm。
常用人体功能尺寸测量区域
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I型产品设计Байду номын сангаас论
• 公共汽车顶棚的扶手横杆高度应属于哪一型 产品尺寸设计?
• 请确定该高度尺寸. • 设计是否有结果?如何解决设计存在的矛盾?
• 注：5百分位成年女性立姿双手上举高为 1845MM，指尖与掌心距离为70MM；
• 95百分位成年男性身高为1775MM，杆半径 为15MM；
IIA型产品设计讨论
• 1079mm≤H≤1211 mm。考虑把手较低有利于 推力作用，因此，如把手的高度不能调节，则其 设计高度应在1100mm左右。
• 站姿相关计算
• 讨论：设计皮箱拉杆把手处最大高度（产 品设计定位：年轻男性，商务）
设计露天公用电话亭相关的人机尺寸
• 主要从满足功能的角度入手，设计与人体尺度有 关的电话亭的关键尺寸。形态可以不过多考虑， 参照人体测量数据在产品设计中应用的步骤完 成，用文字说明每一步你的思考和结论，最终画 出相应的设计简图（可以是手绘的透视图）。
修正量为鞋底的厚度，男性为25mm。人对头顶 的空间较敏感，过小的心理修正量会使人感觉有 压抑感，取300mm。 • 所以吸顶式淋浴头至地面的最佳高度为 1775mm+25mm+300mm=2100mm。竖式手持 花洒的安装高度则考虑身高P5的成年女性可随意 取放东西的搁板高度，女性的鞋底厚度为 20mm，得1484×7／6+20=1751mm。
讨论
• 假设要设计一个门，要求99%的成年男性 碰不到门顶，试确定该门的通道高度
• 步骤： • 1、确定变换系数 • 2、确定身高的标准差 • 3、确定该百分位数的人体高度 • 4、考虑修正量
应用计算示例
• 吸顶式淋浴头至地面的高度按身材高大者设计。 • 查表，成年男性的身高P95值为1775mm。功能
• 原则一“平等使用”要点: • 1、尽可能公平地为所有“使用者”提供相同的使用
方式 • 2、切忌排挤、指责“特殊使用者” • 3、平等地考虑所有“使用者”的隐私安全 • 4、使所有“使用者”都觉得这是好的设计
地铁 验票 装置 的共 用性 设计
• 原则二“适用广泛”要点: • 1、提供多种可选择的用法 • 2、方便右撇子/左撇子拿取 • 3、使用的精确、精密性 • 4、设计适应“使用者”的产品，并非让“使用者”去适
口头、触觉) • 2、对必要信息和其所处的环境做明显的区分 • 3、增加必要信息易读性 • 4、区分地提供产品各元素的信息(即可识别的指