第3章 人体感知与信息处理及输出系统概要

第三章 人体感知与信息处理及输出系统
第三章 导学
学习内容与目标： 1
人在系统中的功能
人的感知响应过程
人体的主要感觉通道与适用信息
了解人与外界发生联系的三个子系统；了解人体
的主要感觉通道及其适用场合。
人因工导学
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视觉机能及其特征
视觉刺激 视觉机能 视觉系统 视觉特征
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
3.2.3 视觉机能 3.中央视觉和周围视觉 中央视觉—视锥细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉—视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。
如果周围视觉的视野范围缩小 到10°以内称为工业盲。
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1.视角、视力、临界视角的概念及计算公式； 2.声压级的定义和计算方法，双耳效应产生的原因，听 觉的方向敏感性与频率的关系，掩蔽、掩蔽效应和听觉 残留的概念。
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3.1 人在系统中的功能
人是系统中的重要“环节”，人与外界发生联系 的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动 系统，见图3-1。 1.人的感知响应过程
3.2.3 视觉机能
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/临界视角
临界视角：能够分辨的最小物体的视角 （单位：′）
按标准规定，人站在离视力检 查表5m远处观看表中第十行“E” 字，若能分辨清楚，视力为1.0即 视力正常，此时的临界视角=1´。
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人接受到外界信息（刺激）而作出一定反应，这 一过程称为感知响应过程。
2.人体的主要感觉通道及其适用场合，见表3-1。
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3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 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，见图3-2。
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3-11）
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3.3.3 听觉特性 1.人耳的听觉范围
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。（图3-10：交通标志）
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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，人的听感范围：20~20000Hz。
视错觉
掌握人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细 胞和视锥细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的 概念及计算公式；了解视野与视距、中央视觉和周围 视觉、双眼视觉和立体视觉、色觉和色视野，理解暗 适应和明适应的概念和过程；掌握人的视觉特征。
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第三章 导学
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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（单位：′）； D—被视对象上两端点的直线距离； L—眼睛到被视对象的距离，称为视距。
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3.2.4 视觉特征 1.眼睛运动速度及疲劳程度：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.观察优先性：左上—右上—左下—右下（图3-9）。 视区内的仪表布置必须考虑这一点。
5.设计依据：应以双眼视野为设计依据。
3.2.3 视觉机能 4.双眼视觉和立体视觉 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。 5.色觉和色视野 色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围， 见图3-7。 6.暗适应和明适应 当人从亮处进入暗处时，需要经过一段适应的时 间才能看清物体，这种适应过程称为暗适应，反之为 明适应。见图3-8。
3
听觉机能及其特征
听觉刺激 听觉系统 听觉特性
掌握人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听 阈和痛阈的概念；了解双耳效应产生的原因，理解听觉 的方向敏感性与频率的关系；掌握掩蔽、掩蔽效应和听 觉残留的概念。
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第三章 导学
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人的信息处理系统
了解人机之间的信息传递和处理过程。 5
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3.2.3 视觉机能 2.视野与视距 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼 睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角 度来表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视 野，见图3-5，3-6。 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种 工作视距推荐值参阅表3-3。
一般应根据观察目标的大小和 形状以及工作要求确定视距，普通 操作的视距范围在38～76cm之间， 在56cm处最为适宜。
人的信息输出系统
反应时间 运动速度 运动准确性
掌握反应时间的概念、组成及分类；了解人体动作 轨迹特征；理解运动速度与准确性的关系。
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第三章 导学
重点： 1.人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细胞和视锥 细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的概念及计算 公式，人的视觉特征； 2.人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听阈和痛 阈的概念，掩蔽、掩蔽效应和听觉残留的概念； 3.反应时间的概念、组成及分类。 难点：
人因工程学（ Ergonomics ）
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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，见图3-3 。 眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为
21~25mm的球体，质量约为7g。其基本构造与
照相机类似，见图3-4。 视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞， 它们是接受信息的主要细胞，其主要性质见表3-2。