人机工程学概述显示装置设计

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人机工程学第四章显示控制

西安工程大学
人机工程学
第二节
• ② 刻度标记(线) • 为了方便认读和记忆,刻度标记一般分三级，即长刻度标记、中刻度标记和短刻度标记。
仪表显示设计
视距(mm) 300以下 300-900 900-1800 1800-3600 3600-6000
刻度高(mm) 大刻度中刻度小刻度 5.6 10.2 19.8 40.0 66.8 4.1 7.1 14.3 28.4 47.5 2.3 4.3 8.7 17.3 28.8
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人机工程学
第二节
仪表显示设计
• 数字的增量应有规律性, 最好以1为增值。
良好 1,2,3,4,5, 5,10,15,20,25 10,20,300,40,50 不佳 2,4,6,8,10 20,40,60,80,100 应避免 3,6,9,12 4,8,12,16 0,2.5,5,7.5
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人机工程学
第二节
• • • • • • • • • •
仪表显示设计
另外有如下要求：大刻度与大刻度之间不能有超过8条小刻度线。刻度的尺寸(Baker所推荐的值) a. 刻度的高与宽之比大刻度: 6:1 中刻度: 5:1 小刻度: 4:1 b. 刻度的高之比大刻度: 中刻度: 小刻度=100:73:45 c. 小刻度的宽与小刻度间距之比=1:1.8
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人机工程学
第一节
• • • •
• • • •
显示器的基本概念
2、显示器设计的基本原则仪表显示必须保证三个基本要求，即能见性、清晰性和可识性。 ⑴ 能见性 a、显示器的尺寸大小及安装位置；b、目标与背景的良好对比关系；c、良好的环境照明条件。 ⑵ 清晰性 a、显示精度适宜；b、刻度及刻度线设计合理；c、标记要简单清晰。 ⑶ 可识性 a、显示维数及代码数量不宜过多；b、意义明确，即显示格式应简单明了；c、形象直观。

人机工程学-显示装置与视觉传达

② 显示形象化、直观，能 ②不能反映显示值在全量程
反映显示值在全量程范
范围内所处的位置
围内所处的位置
③反映动态信息的变化趋势
③形象化地显示动态信息的不直观
变化趋势
跟踪调节其他
① 难以完成很精确的调节 ① 能进行精确的调节控制 ② 跟踪调节较为得心应手 ② 跟踪调节困难
① 易受冲击和振动的影响
② 占用面积较大，要求照明条件
第一节人的感知特征
三、人的视觉特性
（四）目光巡视特性（视觉运动特性）
①习惯方向水平：左→右；铅垂：上→下；旋转：顺时针。运动为跳跃如袋鼠、而非如蛇行。 ②水平运动快于铅垂方向，且不易疲劳；
水平方向上尺寸与比例的估测较准确。 ③两眼同时注视一处，设计应依据双眼视野。 ④对不同区域的视觉感知快慢不同。
一、显示装置的类型与性能特点
视觉显示的优点：能传示数字、文字、图形图表、公式等复杂信息，便于延时保留和储存，受环境干扰小。
听觉显示的优点：即时性警示性强，能向所有方向传示且不易受到阻隔，但与环境间的相互干扰较大。
第二节显示装置的类型、设计与布置
一、显示装置的类型与性能特点
显示装置按形式可分为：仪表显示、信号显示（信号灯、听觉信号、触觉信号）、荧光屏显示等。
第二节显示装置的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素（二）数码与字符
仪表盘上的数码与字符标注因素有： ①尺寸大小； ②字符宽高比和笔画粗细； ③字体选择； ④数码、字符主体色与背景色的搭配等。
第二节显示装置的类型、设计与布置
二、显示仪表设计的人机学因素（二）数码与字符
中等光照及通常条件下，D ≈L/250。
第一节人的感知特征

第四章显示装置设计

第四章显示装置设计一、感觉器官与感觉类型1．人体的要紧感觉器官与感觉类型人依托感觉器官不时刻刻同意外界环境中的和人体自身状况的信息。

各类外界信息以不同类型的物理量呈现，心理学中把呈现的各类物理量称为刺激。

人体有能够同意多种刺激的感觉器官，其中要紧感受外界刺激的感觉器官参看表4－1。

表4－1 人的感觉类型与感觉器官研究统计说明，在人所同意的外界信息中，从视觉取得的信息所占的比例最大，从听觉取得的信息次之，从皮肤觉（包括温度觉、触压觉、干湿觉等）取得的信息再次之。

显示装置中利用的感觉类型，其重要性的排序也是如此。

2．人的感知响应进程感觉是人脑关于作用于感觉器官的客观事物某特定属性的反映。

而知觉是人脑关于感觉到的事物属性综合后取得的整体反映。

感觉是基础，没有感觉便产生不了知觉；但只有将感觉综合成为知觉，人的大脑才能作出判定与反映。

由于感觉与知觉关系紧密，心理学中常将二者合起来统称为感知觉，简称感知。

人因同意到外界信息(刺激)而作出必然反映，这一进程称为感知响应进程。

人体中的感知响应系统，依照感知响应进程的顺序，依次由以下部份组成和起作用二、视觉器官与视觉机制1、视觉器官——眼睛的构造人眼球的大体结构2、视觉机制产生视觉的视网膜是由杆状和锥状两种感光细胞组成的。

与视轴对应的视网膜称为黄斑，黄斑处锥状细胞的密度最高。

在视网膜周围，锥体细胞的密度那么较少，而杆状细胞的数量却较多。

起暗视作用的杆状细胞，只在低照度下（0.01 勒克司以下）起作用，但不能感受颜色。

而起明视作用的锥状细胞，不但能感受颜色，且有较高的视觉的灵敏性，即能表现出精细的视觉，但在低照度下却不起作用。

由上可知，黄斑处具有最高的分辨细微物体的能力和色觉能力。

人在注视物体时，会本能地转动眼睛，其目的就在于使物像落在黄斑散上，以便于识别。

3、视觉系统人的视觉系统三、人的视觉特性（一）视野及视区1、视野及视线视野是指人眼能观看到的范围，一样以角度表示。

《显示装置设计》课件

液晶填充和封接是液晶显示制造工艺的重要环节，涉及到液晶材料的注入和玻璃基板的封接，以形成稳定的液晶单元。
OLED显示制造工艺
OLED显示制造工艺概述
OLED显示制造工艺是一种基于有机发光材料的显示技术，其制造过程涉及多个复杂环节，包括阵列制作、发光材料制作和封装等。
发光材料制作
发光材料是实现OLED发光的物质基础，其制作过程涉及到多种有机发光材料的合成和掺杂，以实现高亮度和高稳定性的发光效果。
03
显示装置的设计要素
显示尺寸与分辨率
总结词
显示尺寸与分辨率是显示装置设计中的重要参数，
直接影响用户体验。
显示尺寸
根据应用场景选择合适的显示尺寸，如家庭电视、电脑显示器、手机屏幕等
。
分辨率
分辨率决定了显示画面的清晰度，高分辨率能够提
供更细腻的画面效果。
色彩表现
总结词
色彩表现是显示装置设计中关键的视觉元素，直接影响用户对画面的感知。
显示装置的基本原理
显示原理分类
阴极射线管显示（CRT）
利用高速电子流撞击荧光物质，产生可见光。
液晶显示（LCD）
利用液晶材料在不同电场作用下的光学特性变化实现显示。
有机发光二极管显示（OLED）
利用有机薄膜在电流作用下的自发光特性实现显示。
投影显示
利用光源将图像投影到屏幕上，如DLP、LCOS等。
《显示装置设计》PPT课件
CONTENTS
• 显示装置概述 • 显示装置的基本原理 • 显示装置的设计要素 • 显示装置的制造工艺 • 显示装置的应用案例 • 显示装置的未来展望
01
显示装置概述
显示装置的定义与分类

人因工程学信息显示装置人机工程一般要求

信息显示装置人机工程一般要求JB／T 5062—91中华人民共和国机械电子工业部1991—05—17批准1992—07—01实施1 主题内容与适用范围本标准规定了信息显示装置的分类、设计、选用基本原则和人机工程一般要求。

本标准适用于机器、设备、仪器仪表、作业场所以及管理过程的操纵和监控。

本标准不适用于某些特殊规定的部门和场合。

2 引用标准GB 2682 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色GB 3947 声学名词术语GB 5083 生产设备安全卫生设计总则GB 5697 人类工效学照明术语ZB Y123 工业自动化仪表标度的一般规定JB／Z 308 工作岗位一般人机工程要求ZB／T J27 002 操纵器一般人机工程要求3 信息显示装置的分类按照人的感觉器官，信息显示装置分为视觉显示装置、听觉显示装置、触觉显示装置、嗅觉显示装置和多通道显示装置。

3．1 视觉显示是由光源、物体或发光标志组成的信息类型，通过操作者的视觉器官传递各种信息。

3．2 听觉显示是由纯音或复音组成，通过操作者的听觉器官传递信息，操作者不需在某一固定位置也能听到的信号。

3．3 触觉显示是由操作者的触觉器官尤其是手指接触物体的轮廓、表面、几何形状而传递的信息。

3．4 嗅觉显示是由物质(固体、液体或气体)散发的介质气味(芳香、臭味)，操作者不需在某一固定位置，即使在从事其他工作也能感受到的信息。

注：嗅觉显示器用于特定或专门的场合，本标准不涉及此项内容。

3．5 多通道显示，是由两个或两个以上的感觉显示，例如视觉显示同时伴随听觉显示，嗅觉显示同时伴随听觉和灯光显示等。

4 对信息显示装置的一般要求4．1 选用信息显示装置要求：a．需要操作者接受的信息型式；b．传递信息的合理方法、数量和经济性；c．接受一定类型的信息，感觉器官要选择合理；d．保证迅速显示量值或判辨信息，以便操作者及时采取措施。

4．2 设计信息显示装置要求：a．应对控制过程的重要参数进行显示(次要参数多，会增加操作者的心理负荷)；b．没有特殊原因，同一信息或数据不应采用不同的方法进行显示；c．显示的信息和数据不应超过操作者的观察范围和注意力(工艺过程中重要显示信息量不应超过7个)；d．应考虑人体各种器官接受信息的能力和特点，在一种器官(例如视觉器官)过大负荷的情况下，必须用另一种器官(例如听觉器官)来接受信息；e．显示装置的结构应保证在任何规定条件(例如照明、噪声、振动和气候条件等)下的功能和作用，但首先必须规定对操作者有最佳的工作条件；f．最重要的或常用的显示装置必须布置在操作者易接受信息的最佳位置；g．信息显示装置显示的量值应有足够的精度和可靠的显示；h．力求造型美观，安装和维修方便。

2024版人机工程学(第三版)

目录•人机工程学概述•人体因素与人的特性•人机界面设计原理•作业空间设计与人机系统优化•劳动安全与事故防范策略•未来发展趋势与挑战人机工程学概述定义与发展历程定义人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科，旨在优化人与机器系统的交互，提高工作效率和人的舒适度。

发展历程人机工程学起源于20世纪初的工业生产领域，随着计算机技术的发展，逐渐扩展到办公自动化、交通运输、航空航天等领域。

研究对象与范围研究对象主要包括人、机器和工作环境三大要素。

其中，人是指操作者的生理、心理特征以及行为习惯等；机器是指各种设备、工具、装置和系统等；工作环境是指工作场所的物理环境、社会环境以及组织管理等。

研究范围人机工程学的研究范围涉及多个领域，如工业设计、人机交互、人因工程、可用性工程等。

学科特点及意义学科特点人机工程学具有综合性、交叉性和应用性的特点。

它综合运用了心理学、生理学、医学、工程学等多学科知识，研究人与机器系统的交互问题。

学科意义人机工程学对于提高生产效率、保障人类健康和安全、改善生活质量等方面具有重要意义。

通过优化人与机器系统的交互，可以提高工作效率，减少事故和错误，降低人的疲劳和不适感，从而提高生产效益和生活质量。

人体因素与人的特性包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，是人接收外界信息的主要途径。

负责传递和处理感官信息，控制人体运动和反应。

由骨骼、关节和肌肉组成，支持人体姿势和运动。

输送氧气和营养物质到身体各部分，同时排除废物。

感官系统神经系统运动系统循环系统0102 03认知过程包括注意、记忆、思维等，影响人对信息的处理和理解。

情感与情绪影响人的决策和行为，与人的需求和动机密切相关。

学习与技能形成通过经验和训练，人能够形成新的行为习惯和技能。

ABDC人体测量学研究人体尺寸、形状和功能的学科，为人机工程设计提供基础数据。

人体尺寸数据包括身高、坐高、臂长等，用于设计适合人体尺寸的产品和工作环境。

人体力量数据反映人在各种姿势和动作下的力量输出，为设计提供力学依据。

安全人机工程学第五章显示器设计

2
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器听觉显示器触觉和嗅觉显示器
3
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则显示器所显示的信息要有较好的可觉察性、可辨性，保证接受者能迅速、准确地感知和确认。显示器传递的信息数量不宜过多多重感觉通道优于单通道同种类的信息应用同样的方式传递
4
显示信息的变化方向和幅度与信息变化带来的作用和趋向一致重要的显示器放在醒目位置可应用两个或两个以上的方式编码显示信息的量值有足够的精度和可靠性保证特定环境下实现显示功能信息编码应统一和标准化
37
⑤ 显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与光信号同时作用，组成“视听”双重报警信号，以防信号遗漏。
38
2、语言传示装置的设计 ⑴ 语言的清晰度：语言清晰度（室内）与主观感觉的关系（见表5－14 ）。设计一个语言传示装置，其语言的清晰度必须在75％以上，才能正确传示信息。
39
表5－14 语言清晰度的评价
30
四、符号标志设计符号标志的评价标准为：识别性、注目性、视认性、可读性、联想性。路标的具体评价依次为：标志的识别距离、文字的识认距离、认读时间、判断时间、和对应动作时间五项。
31
32
第二节听觉显示器的设计
听觉显示在仪表显示中也占一定位置，在人机系统中，也利用声音这媒介来显示、传递人与机器的信息。听觉传示装置传递的信息，其载体——波应在人耳能感知的范围内。各种音响报警装置、扬声器和医生的听诊器均属听觉传示装置，而超声探测器、水声测深器等则是声学装置，不属听觉传示装置的范畴。听觉传示装置分为两大类：一类是音响及报警装置；一类是语言传示装置。

拖拉机视觉显示装置人机工程学设计研究

器及环境三者间的协调，这就要求拖拉机显示装置的设计要综合考虑驾驶员、车辆以及外部环境的各种因素，为驾驶员构建一个安全、健康、舒适和高效的作业环境。仪表板是拖拉机的主要显
仪表板的设计首先要从系统化理念出发整理仪表
板的实用功能以及其系统结构，运用功能论的设计方法对仪表板的功能进行了抽象和分析，这样
收稿日期：２１－８００１０－３作者简介：侯宁（９３１８一），女，河北阳原人，助教，硕士，研究方向为工业产品造型设计与方法。
信息，决定驾驶员对信息的处理速度与质量。所以现代拖拉机设计中驾驶室仪表板的人机工程学设计是十分重要的。我国国产拖拉机设计虽然取
康工作环境也受到人们的关注。驾驶室是为驾驶
０引言
随着社会的发展和人民生活水平的提高，拖拉机的设计越来越受到人们的重视，驾驶员的健
装置和触觉显示装置，其中以视觉显示装置最为重要口。仪表板作为视觉显示装置部分，它的人】机化设计可以准确合理地传递机器或设备的工作
电瓶表、油压表、水温表等。驾驶员通过它们的显示来判断车辆运行状况。信号灯也是仪表板上

人机工程学第四章

• 这个临界间距一般在视角为10´附近，在视距为750mm的条件下，大体上相当于间距l～2．5mm。
• 这个临界间距还受观察时间的影响，观
显察时间越短，间距越偏大。
示
装置设
• 在观察时间很短(如0．5～0．25s)的情况下，最好采用2．3—3．8mm间距，而不
计
宜过小。
人机工程学第四章
第
显
值，而不指示机器系统的动态。如收音机上显
示装
示电台频率的仪表就是调节用仪表。
置
设
计
人机工程学第四章
第
四章
二、表盘设计
• 1、仪表刻度盘形状的选择，主要根据显示方式和人的视觉特性。
• 开窗式、圆形式、半圆形式、水平直线式、垂直直线式等五种形式的刻度盘。
显示装置设计
人机工程学第四章
第
四章
刻度指针式仪表分为：
• (4)追踪用仪表——追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，目的是通过人的手控，使机器系统按照人所要求的动态过程去工作，或者按照客观环境的某种动态过程去工作。比如追踪和瞄准“运动的目标”就是一种追踪工作。
• (5)调节用仪表——只是用来指示操纵器调节的
显示装置设计
人机工程学第四章
第四章
• 一般情况下，由最小可辨视角得出的刻度间距
显
不是最佳间距。
示装
• 实验指出，仪表的读数效率随刻度间距的增大
置设
而增高，在达到一个临界值之后，读数效率不
计
再增高，甚至反而有所下降。
人机工程学第四章
第四章
• 仪表的刻度间距最好以这个临界间距为宜。
四章

人机工程学显示装置

图4-11 暗适应和明适应
17
（四）目光巡视特性（视觉运动特性）
①习惯方向水平：左→右；铅垂：上→下；旋转：
顺时针。
运动为跳跃如袋鼠、而非如蛇行。
②水平运动快于铅垂方向，且不易疲劳；
水平方向上尺寸与比例的估测较准确。
③两眼同时注视一处，设计应依据双眼视野。
④对不同区域的视觉感知快慢不同。
（五）视错觉视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。
≈200
器
高音蜂鸣 60～70
400～1000
器
1～3in的铃 60～65 3．触觉信号
1200～800
近身传递信息的辅助方法。
4 ～ 1 0 i n 的 65～90 铃
哨笛、汽 90～110 笛
800～300 5000～7000
适用条件、应用场合举例
低噪声、小区域的提示信号低噪声、小区域内的报警电话铃、门铃，低噪声、小区域内的报警学校、企业上下班铃，
显示装置有：视觉、听觉、触觉显示装置。视觉显示应用最广，听觉显示次之，触觉显示只用于辅助显示。
25
视觉显示的优点：能传示数字、文字、图形图表、公式等复杂信息，便于延时保留和储存，受环境干扰小。
听觉显示的优点：即时性警示性强，能向所有方向传示且不易受到阻隔，但与环境间的相互干扰较大。
显示装置按形式可分为：仪表显示、信号显示（信号灯、听觉信号、触觉信号）、荧光屏显示等。
表4-1 人的感觉类型与感觉器官
感觉感觉器官刺激类型
感觉、识别的信息
类型
视觉眼睛
一定频率范围的电磁波形状、位置、色彩、
明暗
听觉耳朵
一定频率范围的声波声音的强弱、高低、

显示器设计的人机工程学

6) 言语具有时间上的优越性。恰当的信息能及时为听者所接受；而在视觉刺激中，操作者必须以一定时间进行搜寻才能找到所需的信息。
7) 言语传播速度有一定的限制，即必须符合人的正常说话速度；而视觉表现却快得多。
8) 听觉刺激在必要时能有效吸引听者的注意，它们是“全方位”的；而视觉刺激则要求操作者在一定范围内直接观察。
通常比数字式显示器体积大适用于读数时数值变化较快的
情况操作员可以推测出数据变化的
范围
应用
手表，时钟，计时器，里程表，计
数器，录音设备，点钞机，计算器，温度计，称，摄像机，加油机
手表，高度计，音像设备，流速计，测速仪，温度计，收音机，称重计，压力计
信息合适的显类型示界面
▪ 视觉信号由于能传递的信息范围最大、形式多样而得到最普遍的应用。听觉信号则容易吸引人的注意力，因而特别适用于报警装置，或需要向经常走动、不断变换视觉注意力的人员传递信息的场合。并适合传递相对来说较简单、较短的信号。
▪ 为便于选择，可将听觉与视觉刺激的各自特点作如下比较。
1) 听觉刺激具有时间性，其信息是通过时间延续的；视觉刺激则具有空间性，它们具有空间位置。
果最佳
摄像
机
必须进行测试动力机确保其能传达械
期望的信息
主体设计
必须能引起人的注意（大尺寸，粗狂的外表，独特的边界设计等）
扫雪机，草坪割草机
从人机工程学的角度出发，在设计时应从以下4个方面进行考虑。
▪ 1) 必须首先确定要传递的信息是什么。它的用途或功能怎样，以及谁或什么是发送者和接受者。
▪ 显然，前者较经济，且易于安装与维修。但要注意当照明设置在外部时应避免在显示器表面产生镜面反射而造成眩光，影响认读。

人机工程学经典课件

1.10.2
眩光
眩光(1)
当人的视野中有极强的亮度对比时，由光源直射出或由光滑表面的反射出的刺激或耀眼的强烈光线，称为眩光。眩光可使人眼感到不舒服，使可见度下降，并引起视力的明显下降。
眩光造成的有害影响主要有：使暗适应破坏，产生视觉后象；降低视网膜上的照度；减弱观察物体与背景的对比度；观察物体时产生模糊感觉等，这些都将影响操作者的正常作业。
1.8
视觉机制（1）
产生视觉的视网膜是由杆状和锥状两种感光细胞构成的。
与视轴对应的视网膜称为黄斑，黄斑处锥状细胞
的密度最高。在视网膜周围，锥体细胞的密度则较少，
而杆状细胞的数量却较多。
1.8
视觉机制（2）
起暗视作用的杆状细胞，只在低照度下起作用，
但不能感受颜色。而起明视作用的锥状细胞，不但能感受颜色，且有较高的视觉的敏感性，即能表现出精细的视觉，但在低照度下却不起作用。黄斑处具有最高的分辨细微物体的能力和色觉
视错觉
视觉损伤
视觉疲劳
视觉的运动规律
1.10.1
明暗适应
人眼视觉特征：暗适应与明适应暗适应——暗适应是指人从光亮处进入黑暗处时，开始时一切都看不见，需要经过一定时间以后才能逐渐看清被视物的轮廓。暗适应的过渡时间较长，约需要30min才能完全适应。
明适应——明适应是指人从暗处进入亮处时，能够看清视物的适应过程，这个过渡时间很短，约需 1min，明适应过程即趋于完成。
听觉的绝对阈限包括频率阈限、声压阈限和声强阈限。频率20HZ、声压2×10-5pa、声强声10-12W/m2
的声音为听阈。低于这些值的声音不能产生听觉。
而痛阈声音的频率为20000HZ、声压20pa、声强