第3章 人体感知与运动系统43171 ppt课件.ppt
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人机工程学-03人体感知PPT精品课件
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
知觉的整体性
在知觉时，把由许 多部分或多种属性 组成的对象看作具 有一定结构的统一 整体，这一特征称 为知觉的整体性。
Department of Industry Design, SME, USTB
视角与视力
视角：被看目标物的 两点光线投入眼球的 交角。
在设计中，视角是确 定设计对象尺寸大小 的依据。
视力是眼睛分辨物体 细节能力的一个生理 尺度，用临界视角的 倒数来表示。
视角
D
L
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Chapter 3: Information Input and Processing
Selectivity of Perception 知觉的选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中优先区分出 来，并予以清晰反映的特征，称为知觉的选择 性。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Misconception 错觉-1 错觉是对外界事物不正确的知觉。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
触觉的定位
头部,面部,手指触觉 定位准确较高; ~1mm
Chapter 3: Information Input and Processing
知觉的整体性
在知觉时，把由许 多部分或多种属性 组成的对象看作具 有一定结构的统一 整体，这一特征称 为知觉的整体性。
Department of Industry Design, SME, USTB
视角与视力
视角：被看目标物的 两点光线投入眼球的 交角。
在设计中，视角是确 定设计对象尺寸大小 的依据。
视力是眼睛分辨物体 细节能力的一个生理 尺度，用临界视角的 倒数来表示。
视角
D
L
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Chapter 3: Information Input and Processing
Selectivity of Perception 知觉的选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中优先区分出 来，并予以清晰反映的特征，称为知觉的选择 性。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Misconception 错觉-1 错觉是对外界事物不正确的知觉。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
触觉的定位
头部,面部,手指触觉 定位准确较高; ~1mm
人的生理特征人体感知与运动系统特征PPT教案
第34页3/4共69页
3.6.1 人的信3号.6处理人系的统模信型息处理系统
人在人机系统中特定操作活动中的作用，可类比为一种信息 传递和处理过程，如下图所示。
感觉 输入
信号处理 系统
反应 输出
第35页3/5共69页
3.6.2 信息计量
信息：对数据加工后所得的结果。
信息
知识内容
信息可以严格定量，信息量用bit为基本单位。
式。反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧具 有五个基本环节，即感受器 传入神经元 中 间神经元 传出神经元 效应器，如图3-2(a) 所示。
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过
程形成信息链，见图3-2（b）。
第3页/3共69页
图3-2 反射弧及信息链
第4页/4共69页
3.1.3 感觉通道与信息的协调
根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位
置分布，分为：
1）平衡杠杆；
2）省力杠杆；
3）速度杠杆：用力大，但运动速度快
由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最
大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
图3-
第43页4/3共69页
3.7.2 主要关节的活动范围
关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时， 关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-4。
（2）由于头部的阻挡 效应，造成声音频谱的 改变。
人右耳对各种不同频率 纯音进行单耳听闻的方 向敏感度如右图所示。
第27页2/7共69页
4. 掩蔽效3应.3 听觉机能及其特征
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。（换句话说：就是指环境中的一种声音 使得耳朵对另一种声音的敏感度降低的现象。） 残余掩蔽（听觉残留）：掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并 不立即消除的现象。
3.6.1 人的信3号.6处理人系的统模信型息处理系统
人在人机系统中特定操作活动中的作用，可类比为一种信息 传递和处理过程，如下图所示。
感觉 输入
信号处理 系统
反应 输出
第35页3/5共69页
3.6.2 信息计量
信息：对数据加工后所得的结果。
信息
知识内容
信息可以严格定量，信息量用bit为基本单位。
式。反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧具 有五个基本环节，即感受器 传入神经元 中 间神经元 传出神经元 效应器，如图3-2(a) 所示。
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过
程形成信息链，见图3-2（b）。
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图3-2 反射弧及信息链
第4页/4共69页
3.1.3 感觉通道与信息的协调
根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位
置分布，分为：
1）平衡杠杆；
2）省力杠杆；
3）速度杠杆：用力大，但运动速度快
由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最
大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
图3-
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3.7.2 主要关节的活动范围
关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时， 关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-4。
（2）由于头部的阻挡 效应，造成声音频谱的 改变。
人右耳对各种不同频率 纯音进行单耳听闻的方 向敏感度如右图所示。
第27页2/7共69页
4. 掩蔽效3应.3 听觉机能及其特征
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。（换句话说：就是指环境中的一种声音 使得耳朵对另一种声音的敏感度降低的现象。） 残余掩蔽（听觉残留）：掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并 不立即消除的现象。
最新初中生物七年级下册《第三节人体感知信息》PPT课件(2)PPT课件
视觉的形成
请你根据观察上图描述成像的过程
2、请说出人体视觉形成的过程
视觉形成的大致过程是：外界物体反射来的光 线，依次经过角膜、瞳孔、_晶__状__体___和_玻__璃_体____， 并经过晶___状___体__等的折射，最终落在_视__网__膜___上，形成 物象。视网膜上的感光细胞将图象信息通过视__觉__神__经__ 传给大脑的一定区域，人就产生了视觉。
什么是自检
说白了，对检验标准的理解可以总结成一句话，假如我是你。 怎么检？了解标准，还有一个操作方法的转化。有些东西 我们可能通过检验设备进行检验，比如测通电、功率、接 地；有些东西我们需要委外检验，如活性炭、热胆的材质； 有些东西我们需要目测或简单的工装，比如塑料件的外观。 等等。所以方法的选择要充分结合我们可以利用的资源， 要能方便操作。所以尺寸的检验大都通过试装就可以了， 不一定都需要游标卡尺、千分尺，可能用卷尺、手测都可 以；等等。围绕着我们的目的，经过实践这些方法是可以 找出来的，要能总结并加以推广，我们自检和互检的水平 应该能大为提高。品保部门、技术部门要拿出些简单易行 的判断方法让员工掌握。员工也要把自己当成检验员。这 就是换位思考。只有全员的素质都提高了， 产品才不会 “撞红灯”。
• “三要”
近视眼的预防
读写姿势要正
确，眼与书的 距离要在33厘 米左右。
看书、看电视或使用电 脑1小时后要休息一下， 要远眺几分钟。
要定期检查视力， 认真做眼保健操。
• “四不看”
不在直射的光 不在光线暗的 线下看书。 地方看书。
不躺卧看书。 不走路看书。
爱护 眼睛
保护 视力
• 光线须充足：光线要充足舒适,光线太弱 而因字体看不清就会越看越近。
第三章人体感知与运动特征3
反应时间（ RT） 又称为反应潜伏期， 反应时间（ RT）:又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应 的时间间隔。它由反应知觉时间（ 和动作时间（ 的时间间隔。它由反应知觉时间（tz）和动作时间（td）组 间隔 成。 即 RT=tz+td
简单反应时间、选择反应时间、析取反应时间 简单反应时间、选择反应时间、
结论：女性的肌力比男性底 结论：女性的肌力比男性底20%～30%，右手比左手强 ～ ， 10%，而习惯有左手的人，其左手的肌力比右手强 ，而习惯有左手的人， 6%～7%。 ～ 。
返回 人机工程学 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 （１）在直立姿势下弯臂时，不同角度时的力量分 在直立姿势下弯臂时， 21和图 和图T2 布；如图3-21和图T2 在直立姿势下臂伸直时， （２）在直立姿势下臂伸直时，不同角度位置上拉 力和推力的分布；如图3 力和推力的分布；如图3-22 （３）在坐姿下手臂在不同角度和方向上的推力和 拉力；如图T1 如表3 T1， 拉力；如图T1，如表3-7 坐姿时，下肢不同位置上的蹬力大小。 （４）坐姿时，下肢不同位置上的蹬力大小。 a)和 23(b) 如图3 23(a) 如图3—23(a)和3-23(b) 肢体所施力量的大小，与持续时间有关. 注:肢体所施力量的大小，与持续时间有关. 如图T3和图T4 如图T3和图T4 T3和图
第三章 人体感知与运动特征
3.8 人的运动输出
人的信息输出方式：语言输出、运动输出。 人的信息输出方式 语言输出、运动输出。 语言输出 运动输出的质量指标：反应时间、运动速度和准确性 运动输出的质量指标：反应时间、运动速度和准确性。
人机工程学
Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 3.8.1 反应时间
简单反应时间、选择反应时间、析取反应时间 简单反应时间、选择反应时间、
结论：女性的肌力比男性底 结论：女性的肌力比男性底20%～30%，右手比左手强 ～ ， 10%，而习惯有左手的人，其左手的肌力比右手强 ，而习惯有左手的人， 6%～7%。 ～ 。
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第三章 人体感知与运动特征 （１）在直立姿势下弯臂时，不同角度时的力量分 在直立姿势下弯臂时， 21和图 和图T2 布；如图3-21和图T2 在直立姿势下臂伸直时， （２）在直立姿势下臂伸直时，不同角度位置上拉 力和推力的分布；如图3 力和推力的分布；如图3-22 （３）在坐姿下手臂在不同角度和方向上的推力和 拉力；如图T1 如表3 T1， 拉力；如图T1，如表3-7 坐姿时，下肢不同位置上的蹬力大小。 （４）坐姿时，下肢不同位置上的蹬力大小。 a)和 23(b) 如图3 23(a) 如图3—23(a)和3-23(b) 肢体所施力量的大小，与持续时间有关. 注:肢体所施力量的大小，与持续时间有关. 如图T3和图T4 如图T3和图T4 T3和图
第三章 人体感知与运动特征
3.8 人的运动输出
人的信息输出方式：语言输出、运动输出。 人的信息输出方式 语言输出、运动输出。 语言输出 运动输出的质量指标：反应时间、运动速度和准确性 运动输出的质量指标：反应时间、运动速度和准确性。
人机工程学
Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 3.8.1 反应时间
人体感知与运动系统
骨的功能和骨杠杆
1.骨的功能 1.骨的功能
（1）支撑人体 （2）保护内脏 （3）运动的杠杆 （4）造血 （5）储备矿物盐：主 要是磷和钙等。
2. 骨杠杆
根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点） 三者不同的位置分布，分为：见图3-20 （1）平衡杠杆 （2）省力杠杆 （3）速度杠杆：用力大，但运动速度快 • 由等功原理，得之于力则失之于幅度，反之 亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围 两者是上部及上肢固定姿势活动角度范围
THE END
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骨—运动的杠杆 运动的杠杆
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骨bone是以骨组织为主体构成的器官， 是在结缔组织或软骨基础上经过较长时 间的发育过程（骨化）形成的。成人骨 共206块，依其存在部位可分为颅骨、 躯干骨和四肢骨。人体的骨由于存在部 位和功能不同，形态也各异。
运动系统的机能及其特征
运动系统由骨、骨连接和骨骼肌三种器 官组成。骨以不同形式（不动、微动或 可动）的骨连接联结在一起，构成骨骼 skeleton,形成了人体体形的基础，并为 肌肉提供了广阔的附着点。肌肉是运动 系统的主动动力装置，在神经支配下， 肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动 的骨连接为枢纽，产生杠杆运动。
主要关节的活动范围
关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时， 关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在 一定的舒适调节范围内，参阅表3-5。 一定的舒适调节范围内，参阅表 。
表3-5 重要活动范围和身体各部舒适姿势的调节范围
表3-5（续） 重要活动范围和身体各部舒适姿势的调节范围
人体感知与运动系统
第16页/共57页
3.编码 辨认工作—数码、字母、斜线 搜索定位—颜色、数码、形状 计数工作—数码、颜色、形状 比较或验证—各方法几乎没有区别 编码方式的优劣参阅表3-3。
第17页/共57页
3.6.4中枢信息处理
记忆是各种信息处理活动的基础，一般分为三种形式： 1. 感觉信息储存 2. 短时记忆 3. 长时记忆，记忆曲线见图3-19。
第18页/共57页
3.7 运动系统的机能及其特征
骨—运动共57页
3.7.1 骨的功能和骨杠杆
1.骨的功能 2.骨杠杆，见图3-20 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，分为： 1）平衡杠杆 2）省力杠杆 3）速度杠杆：用力大，但运动速度快 由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
第10页/共57页
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3-13和图3-14。 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。
第13页/共57页
用概率定义，若出现“0”的概率不是1/2，而是P，出现“1”的概率是1-P，则该信息量可由下式计算： H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)； 注：当P=1/2时，恰好H=-log2(1/2)=log22
第14页/共57页
第3页/共57页
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
3.编码 辨认工作—数码、字母、斜线 搜索定位—颜色、数码、形状 计数工作—数码、颜色、形状 比较或验证—各方法几乎没有区别 编码方式的优劣参阅表3-3。
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3.6.4中枢信息处理
记忆是各种信息处理活动的基础，一般分为三种形式： 1. 感觉信息储存 2. 短时记忆 3. 长时记忆，记忆曲线见图3-19。
第18页/共57页
3.7 运动系统的机能及其特征
骨—运动共57页
3.7.1 骨的功能和骨杠杆
1.骨的功能 2.骨杠杆，见图3-20 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，分为： 1）平衡杠杆 2）省力杠杆 3）速度杠杆：用力大，但运动速度快 由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。
第10页/共57页
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3-13和图3-14。 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。
第13页/共57页
用概率定义，若出现“0”的概率不是1/2，而是P，出现“1”的概率是1-P，则该信息量可由下式计算： H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)； 注：当P=1/2时，恰好H=-log2(1/2)=log22
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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； 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
三人体感知及其特征PPT课件
第10页/共78页
• 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
第11页/共78页
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
第12页/共78页
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。
第13页/共78页
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
视锥细胞 视杆细胞
第21页/共78页
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。
第22页/共78页
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
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。
第28页/共78页
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。
• 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
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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
第12页/共78页
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。
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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
视锥细胞 视杆细胞
第21页/共78页
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。
第22页/共78页
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
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。
第28页/共78页
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。
人机工程人体感知与运动系统ppt课件
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3-3。 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3-4 。
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，见图3-5 。
第3章 结束
回总目录 第4章
附录 本章所附插图
图3-1
前往
图3-2
前往
图3-3
前往
图3-4
前往
图3-5
前往
图3-6
前往
图3-7
前往
图3-8
前往
图3-9
前往
图3-10
前往
图3-11
前往
图3-12
前往
图3-13
前往
图3-14
前往
图3-15
前往
图3-16
前往
图3-17
H=-Plog2P-(1-P)log2(1-P)；
注：当P=1/2时，恰好H=log2(1/2)=log22
若信号源S中有n个相互独立的不同信号，某个信号j出现的概率为Pj,且Pj之和为 1，j信号应出现nPj次，则所有信号的平均信息量为：
H=（-nP1log2P1-nP2log2P2-…-nPnlog2Pn）/n =-∑Pjlog2Pj (j=1…n)
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。
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，
第3章 人体感知与运动系统43171 ppt课件.ppt
1.视觉的空间特性 （1）视角
视觉的基本功能是辨别外界物体，故视觉 能力又分为察觉和分辨，察觉是看出对象的存在， 分辨是区分对象的细节。
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；
29
视敏度是能够辨出视野中空间距离非常小的 两个物体的能力，在医学上又叫视力。
（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,
1 .频率响应（感受性） 人的听感范围：20~20000HZ。
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3-10；
听觉的频率响应特性对听觉传示装置 的设计是很重要的。
43
2. 动态范围（声音的强度）
44
人耳可听声音的大小既可以用声压来表示，也可 用声强来表示，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。
③ 曝光时间
人眼的感受性随光刺激时间的增长而提高
31
④ 运动 随着运动速度的增加，视敏度在下降，当运
动速度超过60度/秒时，动态视敏度迅速下降。 动视力大大小于静视力。
⑤ 主体因素 不同的视觉器官具有着不同的视敏度，同一
视觉器官在不同的历史时期视敏度也有不同长度 的变化。
32
（2） 视野与视距
第3章人体感知与运动系统
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。
听觉通道适用的场合
传递比较简单简短的信息
反应时运 动时实验
传递要求立即作出快速响应的信息
作业情况要求操作者不断走动的场合
所处环境不适合使用视觉通道的场合
虽适合视觉传递，但视觉通道已过载的场合
……
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
不同分贝水准声音示例
24
3.3 听觉机能及其特征
3.3.3 听觉的物理特性
课堂 测试实验
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
25
3.3 听觉机能及其特征
1. 动态范围
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。
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
2
3.1 人在系统中的功能
3.1.1 人是系统中的重要“环节”
把操作者 作为人机系统 中的一个“环 节”来研究， 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，如右 图所示。
15
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
16
6. 暗适应和明适应。暗适应与明适应曲线如下图所示。
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
第三章人体感知与运动系统
肌肉——运动的动力
❖肌肉施力的类型 ❖静态肌肉施力：静态肌肉施力是依靠肌肉等 长收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持 身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间 的收缩。 ❖动态肌肉施力：动态肌肉施力是对物体交替 进行施力与放松，使肌肉有节奏地收缩与舒张。
第三章 人体认知与运动系统
主 1、人的信息接受、处理、传递
要
讲 授
2、感觉与知觉
内
容 3、人的心理特征
从末端刺激到人的感觉器官的信息输入途径
直接传感
末端刺激源
物体、事件、
环境（自然
的和人造的） 传
其他人
入
人工编码和 或
复显的刺激 接
（符号、标 受
志等）
装
置
间接传感
邻近刺激 （能量）
编码（转换成新 形式）
信息的接收
感觉通道都有以下的共同特性 ： （1）一种通道只接受某一种刺激（或说某
一类信息）识别某一种特征，具有某种作用。 （2）刺激本身要有一定的强度。 （3）感觉器官经连续刺激一段时间后，会
产生适应现象，即敏感性降低。
人类信息处理模型
信息的处理
1. 记忆是各种信息处理活动的基础：
（1） 感觉信息暂存 （2） 短时记忆 （3） 长时记忆
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。
据上述特征，适用视觉的原则参阅表3-2。
听觉机能及其特征
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。
频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续 是很重要的。
记忆曲线
信息的处理
2．信息处理的一般规律 （1）信息处理是分阶段进行的。 （2）信息处理的信息容量是有限制的。 （3）通过设计可以改善信息处理。
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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。
来自物体的光线通过角膜、玻璃体、瞳孔、晶 体，聚焦在视网膜的中央窝。视网膜锥体细胞及杆 体细胞接受光刺激，转换为神经冲动，经由视神经 传导至各视觉中枢。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。
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3.1.4 人的感知与反应机能
1. 反射弧 反射是神经系统调节肌体活动的一种基本形
成。反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧 具有五个基本环节，即感受器 传入神经元 中间神经元 传出神经元 放应器，见图 3-2（a）。
2. 信息链
人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程 形成信息链，见图3-2（b）。
第3章 人体感知与运动特征
第2章链接
第4章链接
3.1 人在系统中的功能
把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，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。
人有很强的主动性 感知能力、决策能力、作用过程
工效学设计的必要性
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3.1.1 人的感知特性概述
1、感觉： 是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、
（1）对象和背景的差别：对象和差别越大，对 象越容易从背景中区分出来；
（2）对象的运动：在固定不变的背景上，活动 刺激更容易成为知觉对象；
（3）主观因素：当任务、目的、知识、经验、 兴趣、情绪等因素不同时，选择知觉的对象也不同。
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3、理解性
在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解 当前的知觉对象的特征（语言的指导性）。
舌、身）的客观事物个别属性的反映。感觉是获 取一切知识的源泉。 2、知觉：
是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和 主观状况整体属性的反映。
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3、感觉与知觉的区别与联系 感觉和知觉都是人脑对当前客观事物的直接反映，
二者既有区别又有联系。 （1）区别
感觉反映的是客观事物的个别属性，是客观事物 直接真实的反映；知觉反映的客观事物的整体属性， 是经过主观加工后的反映。 （2）联系
6、余觉 刺激消失以后，感觉仍然可以存在较短短的时间， 这种现象叫余觉。
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3.1.3 知觉的基本特征
1、整体性 知觉将许多部分或多种属性组成的对象看作具有 一定结构的统一体，这一特性称为知觉的整体性。
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影响知觉整体性的因素： 接近/相似/封闭/连续/美的形态。
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2、选择性
在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出 来，并予以清晰反映的特性。
3.1.3 感觉通道与信息的协调 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉
通道、听觉通道和触觉通道。其适用场合 参阅表3-1。
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3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉系统
人从外界获取的信息中， 有80%的信息是通过视觉获取 的，故眼睛在感觉器官中占有 重要位置。
视觉是由光线作用于视觉 器官而产生的对外部世界表面 形象的直接反映。它是通过眼 睛、视神经和视觉中枢的共同 活动完成的，见图3-4 。
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3、适应 在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减小以致消失
的现象被称之为适应。适应对机器的操纵和安全有着 重要影响。
4、相互作用 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 的现象被称为感觉的相互作用。
同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个 信息的辨别能力将降低50%；不同感觉器官的影响是 不同的，听觉信息对视觉信息的干扰比较大。
相互作用对交通信息设计的效果有着重要作用。
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5、对比 同一感觉器官接受两种完全不同但属同一类的刺 激物的作用，而使感受性发生变化的现象被称为 对比。
例如，同样是灰色，在白色背景上看起来显 得颜色深一些，而在黑色背景上则显得颜色浅一 些；左手放入热水，右手放入冰水，然后双手同 时放入温水中，左手感觉凉，而右手感觉热。
1、刺激 （1）刺激三要素：
刺激强度、作用时间、强度－时间变化率 （2）适宜刺激：
感觉器官对外界刺激最敏感的能量形式。
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不同的感觉器官对应着不同的适宜刺激
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2、感觉阈限 感觉阈：能够被感觉器官感受的刺激强度范围。 差别感觉阈限：刚刚能够引起差别感觉的最小刺激 差别。且与最初刺激强度之比为常数: K=△I/I 刺激强度超过感觉阈值上限，感觉器官将受到损伤
语言指导对知觉的理解有重要影响作用。
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4、恒常性
知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉 的印象却保持相对不变的特性。
知觉恒常性是经验作用的结果。 （1）大小恒常性 （2）形状恒常性 （3）明度恒常性 （4）颜色恒常性
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5、错觉
对外界事物不正确的知觉，是对知觉恒常性 的颠倒。
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错觉产生的原因： 一、眼动理论 这种理论认为，我们在知觉几何图形时， 眼睛总在沿着图形的轮廓或线条作有规律 的扫描运动。当人们扫视图形的某些特定 部分时，由于周围轮廓的影响，改变了眼 动的方向和范围，造成取样的误差，因而 产生各种知觉的错误。
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二、神经抑制作用理论 20世纪60年代中期，有人根据轮廓形成的神经生 理学知识，提出了神经抑制作用理论。这是从神 经生理学水平解释错觉的一种尝试。这种理论认 为，当两个轮廓彼此接近时，网膜内的侧抑制过 程改变了由轮廓所刺激的细胞的活动，因而使神 经兴奋分布的中心发生变化。结果，人们看到的 轮廓发生了相对的位移，引起几何形状和方向的 各种错觉，如波根多夫错觉等。
感觉是知觉的基础，没有感觉就没有知觉；知觉 是感觉的综合和升华，感觉最终以知觉的形式体现出 来，很少有孤立的感觉存在。
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4、感知的产生
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5、感受器（感觉器官）
传统上将眼、耳、鼻、舌、肤、平衡等有 关的器官称之为感觉器官。
人生活在不断变化的外部条件中，故能够 被机体感感觉的基本特性
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三、深度加工和常性误用理论 这种理论认为，错觉具有认知方面的根源。人们 在知觉三维空间物体的大小时，总把距离估计在 内，这是保持物体大小恒常性的重要条件。当人 们把知觉三维世界的这一特点，自觉、不自觉地 应用于平面物体时，就会引起错觉现象。从这个 意义上说，错觉是知觉恒常性的一种例外，是人 们误用了知觉恒常性的结果。