(优选)人的生理和心理及生物力学特性
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（1）人眼的构造
眼球的基本结构（见图6） 眼球的水平解剖图 （见图3-2）
（2）视觉的基本参数
波长和强度效应 视角（见图3-3） 视力 视野（见图3-4，图3-5 ） 视距（见表3-3） 色觉
图 6 人眼球的基本结构
32
图 － 眼 球 的 水 平 解 剖 图
图3－3 视角
＝2arctg D
2L
感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感
性会降低，产生适应现象。
刺激强度
刺
作用时间
激
强度-时间变化率
感觉 种类
视觉
听觉
嗅觉
味觉
皮肤 感觉
深部 感觉 平衡感
觉
表3－1 刺激及感觉反应
感觉 器官
眼
适宜刺激 光
耳
鼻
舌
皮肤及 皮下 组织 肌体 神经
及关节 前庭 器官
声
挥发和飞 散的物质 被唾液溶 解的物质
感觉
视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 温度觉 振动觉
表3－2 人体主要感觉阈值
感
下
限
（2.2～5.7）×10-17J
1×10-12J/m2
2×10-7kg/m3
觉
阈
上限
（2.2－5.7）×10-8J
1×102J/m2
4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)
2.6×10-9J
6.28×10-9kg ·J/m2·s 振幅2.5×10-4mm
图3－8 人耳的构造
图 3-9 人耳的剖面图
图3－10 年龄对听力敏感性的影响
图3-11 人的听觉阈限
6、人的嗅觉、味觉和肤觉特性
（1）嗅 觉 （2）味 觉 （3）肤 觉
触觉（触觉感受器见图10 ，触觉阈限） 温度觉 痛觉（见图11）
图 10
部分触觉感受器
11
图 人 的 痛 、 温 度 和 粗 略 触 觉 传 导 通 路
物理或化学物 质对皮肤作用
物质对肌 体的作用
运动和位 置变化
识别特征
形状、大小、位置、 远近、色彩、明暗、 运动方向等
声音的高低、 强弱、方向和远近
辣气、香气、臭气
甜酸、苦辣、咸等
触觉、痛觉、 温度觉、压觉
撞击、重力、姿势等
旋转运动、直线 运动和摆动等
作用 鉴别
报警、 联络
报警、 鉴别 鉴别 报警
调整
9．13×10-6kg·J/m2·s
3、知觉的基本特征 人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉， 运动知觉与社会知觉等，它们有如下共同特 征：
知觉的整体性 （见图3） 知觉的理解性 （见图4） 知觉的恒常性 知觉的选择性 （见图5）
图 3 知觉的整体性
图 4 知觉的理解性
图 5 人头托盘双关图
4、人的视觉及其特性
二、人的反应时间
1、定义 2、影响反应时间的影响因素
随感觉通道不同而不同 （见表3-4） 与运动器官有关 （见表3-5） 与刺激性质有关 （见表3-6） 随执行器官不同而不同（见表3-7） 与刺激数目的关系 （见表3-8） 与颜色的配合有关（见表3-9） 与年龄有关（见表3-10） 与训练有关
垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。
当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同
的情况下，观察率优先的顺序是左上、 右上、左下、右下。
两眼的运动总是协调的、同步的，在
正常情况下不可能一只眼睛转动而另 一只眼睛不动；在操作中一般不需要 一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。
人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于
接受。
颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。
当人们从远处辨认前方的多种不同颜 色时，其易于辨认的顺序是红、绿、 黄、白。当两种颜色相配在一起时， 易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底 白字，蓝底白字，白底黑字等。
5、听觉特性
（1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，
图3-9）
（2）听觉特征 可听范围 （见图3-10） 可听声音的强度（见图3-11） 方向敏感度 掩蔽效应
从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达
到一定强度才能对感受器官发生作用。 （表3-2）
一种感受器官只能接受一种刺激和识别
某一种特征，眼睛只接受光刺激，耳朵 只接受声刺激。人的感觉印象80%来自 眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。
同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或
视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾 向于注意一个而忽视其它信息，如果同时 输入的是两个强度相同的听觉信息，则对 要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并 且只能辨别最先输入的或是强度校大的信 息。
图3－7a 几种常见视觉错误
同样长度的线，感觉 垂直比水平的要长
同样长度的线，感觉 上短下长
同样大小的方形，在不同底色中显得有大有小
同样长度的线，感觉 左长右短
同样大小的形，感觉 上大下小
由于色彩的深浅，浅色的因反射光 线而显大，深色的因吸收光线 而显小
由竖线或横线组成方形，因线形的关系，方形不方 水平线由于其它线的干扰，水平线不直
34
图 －
人 的 水 平 视 野 和 垂 直 视 野
图3－5 人对不同颜色的视野
表3－3 几种工作视距的推荐值
任务要求
最精细的 工作
举例
安装最小部件 （表·电子元件）
视距离（cm）
固定视野直 径(cm)
12～25
20～40
备注
完全坐着，部 分地依靠视觉
辅助手段
精细工作
安装收音机、 电视机
25～35（多 为30～32）
40～60
坐着或站着
源自文库
中等粗活 粗活
印刷机、钻井机、 机床旁工作
包装、粗磨
50以下 50～150
至80 30～250
坐着或站着 多为站着
远看
黑板、开汽车
150以上
250以上
坐着或站着
（3）常见的几种视觉现象
暗适应与明适应 （见图3-6） 眩光 视错觉 （见图3-7a，图3-7b，
图3-7c ）
图3－6 暗适应和亮适应曲线
（优选）人的生理和心理及生 物力学特性
第三章 人的生理
和心理 及生物 力学特性
第一节 人的生理特性 第二节 人的心理特性 第三节 人体生物力学 第四节 疲劳与恢复
第一节 人的生理特性
一、人的感知特性 1、人的感知反应过程
人机系统 （见图3-1） 人的神经系统结构（见图2）
3-1
图 人 机 系 统 图
图 3- 7 b
一系列视错觉图
3-7c
图 视 错 觉 图
对比度
对比度
对比度
对比度
黄底 黑字
黑底白 字
蓝底白字
白底黑字
（4）视觉运动规律
眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看
到水平方向的东西，后看到垂直方向的 东西。
视线运动的顺序习惯于从左到右，从上
至下，顺时针进行。
对物体尺寸和比例的估计，水平方向比
中枢神经
脑：延髓；脑髓；中脑；间 脑；小脑；大脑
脊髓
神 经
脑神经；脊神经
系 统
按 解 剖
分
周围神经 按功能分
感觉（传入）神经
（运 传动 出神 ）经
躯体运动神经 （支配骨骼肌)
植物性神经 （支配内脏器官）
图 2 人的神经系统结构
2、感觉的基本特征
人的各种感受器都有一定的感受性和感
觉阈限。 （表3-1）
眼球的基本结构（见图6） 眼球的水平解剖图 （见图3-2）
（2）视觉的基本参数
波长和强度效应 视角（见图3-3） 视力 视野（见图3-4，图3-5 ） 视距（见表3-3） 色觉
图 6 人眼球的基本结构
32
图 － 眼 球 的 水 平 解 剖 图
图3－3 视角
＝2arctg D
2L
感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感
性会降低，产生适应现象。
刺激强度
刺
作用时间
激
强度-时间变化率
感觉 种类
视觉
听觉
嗅觉
味觉
皮肤 感觉
深部 感觉 平衡感
觉
表3－1 刺激及感觉反应
感觉 器官
眼
适宜刺激 光
耳
鼻
舌
皮肤及 皮下 组织 肌体 神经
及关节 前庭 器官
声
挥发和飞 散的物质 被唾液溶 解的物质
感觉
视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 温度觉 振动觉
表3－2 人体主要感觉阈值
感
下
限
（2.2～5.7）×10-17J
1×10-12J/m2
2×10-7kg/m3
觉
阈
上限
（2.2－5.7）×10-8J
1×102J/m2
4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)
2.6×10-9J
6.28×10-9kg ·J/m2·s 振幅2.5×10-4mm
图3－8 人耳的构造
图 3-9 人耳的剖面图
图3－10 年龄对听力敏感性的影响
图3-11 人的听觉阈限
6、人的嗅觉、味觉和肤觉特性
（1）嗅 觉 （2）味 觉 （3）肤 觉
触觉（触觉感受器见图10 ，触觉阈限） 温度觉 痛觉（见图11）
图 10
部分触觉感受器
11
图 人 的 痛 、 温 度 和 粗 略 触 觉 传 导 通 路
物理或化学物 质对皮肤作用
物质对肌 体的作用
运动和位 置变化
识别特征
形状、大小、位置、 远近、色彩、明暗、 运动方向等
声音的高低、 强弱、方向和远近
辣气、香气、臭气
甜酸、苦辣、咸等
触觉、痛觉、 温度觉、压觉
撞击、重力、姿势等
旋转运动、直线 运动和摆动等
作用 鉴别
报警、 联络
报警、 鉴别 鉴别 报警
调整
9．13×10-6kg·J/m2·s
3、知觉的基本特征 人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉， 运动知觉与社会知觉等，它们有如下共同特 征：
知觉的整体性 （见图3） 知觉的理解性 （见图4） 知觉的恒常性 知觉的选择性 （见图5）
图 3 知觉的整体性
图 4 知觉的理解性
图 5 人头托盘双关图
4、人的视觉及其特性
二、人的反应时间
1、定义 2、影响反应时间的影响因素
随感觉通道不同而不同 （见表3-4） 与运动器官有关 （见表3-5） 与刺激性质有关 （见表3-6） 随执行器官不同而不同（见表3-7） 与刺激数目的关系 （见表3-8） 与颜色的配合有关（见表3-9） 与年龄有关（见表3-10） 与训练有关
垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。
当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同
的情况下，观察率优先的顺序是左上、 右上、左下、右下。
两眼的运动总是协调的、同步的，在
正常情况下不可能一只眼睛转动而另 一只眼睛不动；在操作中一般不需要 一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。
人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于
接受。
颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。
当人们从远处辨认前方的多种不同颜 色时，其易于辨认的顺序是红、绿、 黄、白。当两种颜色相配在一起时， 易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底 白字，蓝底白字，白底黑字等。
5、听觉特性
（1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，
图3-9）
（2）听觉特征 可听范围 （见图3-10） 可听声音的强度（见图3-11） 方向敏感度 掩蔽效应
从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达
到一定强度才能对感受器官发生作用。 （表3-2）
一种感受器官只能接受一种刺激和识别
某一种特征，眼睛只接受光刺激，耳朵 只接受声刺激。人的感觉印象80%来自 眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。
同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或
视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾 向于注意一个而忽视其它信息，如果同时 输入的是两个强度相同的听觉信息，则对 要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并 且只能辨别最先输入的或是强度校大的信 息。
图3－7a 几种常见视觉错误
同样长度的线，感觉 垂直比水平的要长
同样长度的线，感觉 上短下长
同样大小的方形，在不同底色中显得有大有小
同样长度的线，感觉 左长右短
同样大小的形，感觉 上大下小
由于色彩的深浅，浅色的因反射光 线而显大，深色的因吸收光线 而显小
由竖线或横线组成方形，因线形的关系，方形不方 水平线由于其它线的干扰，水平线不直
34
图 －
人 的 水 平 视 野 和 垂 直 视 野
图3－5 人对不同颜色的视野
表3－3 几种工作视距的推荐值
任务要求
最精细的 工作
举例
安装最小部件 （表·电子元件）
视距离（cm）
固定视野直 径(cm)
12～25
20～40
备注
完全坐着，部 分地依靠视觉
辅助手段
精细工作
安装收音机、 电视机
25～35（多 为30～32）
40～60
坐着或站着
源自文库
中等粗活 粗活
印刷机、钻井机、 机床旁工作
包装、粗磨
50以下 50～150
至80 30～250
坐着或站着 多为站着
远看
黑板、开汽车
150以上
250以上
坐着或站着
（3）常见的几种视觉现象
暗适应与明适应 （见图3-6） 眩光 视错觉 （见图3-7a，图3-7b，
图3-7c ）
图3－6 暗适应和亮适应曲线
（优选）人的生理和心理及生 物力学特性
第三章 人的生理
和心理 及生物 力学特性
第一节 人的生理特性 第二节 人的心理特性 第三节 人体生物力学 第四节 疲劳与恢复
第一节 人的生理特性
一、人的感知特性 1、人的感知反应过程
人机系统 （见图3-1） 人的神经系统结构（见图2）
3-1
图 人 机 系 统 图
图 3- 7 b
一系列视错觉图
3-7c
图 视 错 觉 图
对比度
对比度
对比度
对比度
黄底 黑字
黑底白 字
蓝底白字
白底黑字
（4）视觉运动规律
眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看
到水平方向的东西，后看到垂直方向的 东西。
视线运动的顺序习惯于从左到右，从上
至下，顺时针进行。
对物体尺寸和比例的估计，水平方向比
中枢神经
脑：延髓；脑髓；中脑；间 脑；小脑；大脑
脊髓
神 经
脑神经；脊神经
系 统
按 解 剖
分
周围神经 按功能分
感觉（传入）神经
（运 传动 出神 ）经
躯体运动神经 （支配骨骼肌)
植物性神经 （支配内脏器官）
图 2 人的神经系统结构
2、感觉的基本特征
人的各种感受器都有一定的感受性和感
觉阈限。 （表3-1）