显示装置设计

表B3
顺序 底色
颜色匹配及清晰程度
清晰的配色 4 紫 5 紫 6 蓝 7 绿 8 白 9 黑 10 黄
1 黑
2 黄
3 黑
被衬 色
黄
测试
黑
白
测试
黄
白
白
白
黑
绿
蓝
测试
模糊的配色 4 红 蓝 5 黑 紫 6 紫 黑 7 灰 绿 8 红 紫 9 绿 红
顺序 底色 被衬 色
1 黄 白
2 白 黄
3 红 绿
10 黑 蓝 测试
设计中的人机工程因素
人接受信息的特征
人眼的水平运动比垂直运动快，且人眼沿垂直方向运动比水平方 向易疲劳.对水平方向的尺寸和比例的估计要比垂直方向准确得多。 故水平式仪表效率高,误读率低. 人眼的视线习惯于从左到右和从上到下运动。看圆形内的东西总
是沿顺时针方向来得迅速。故各种形式显示仪表和多个仪表的排
信号灯的位置设计
信号灯亦应布置在良好视野范围内。对于仪表板上的信号灯， 重要的应设置在视野中央3°范围内，一般信号灯安排在离视野 中心20°以内，只有相当次要的才允许设置在离开视野中心 60°～80°（水平视野）以外。但所有信号灯都应设置在观察者 不用转头或躯干的视野范围内。
应用实例：现代汽车信号灯系统
I
B A
图5-5 控制台面的形式及其布置 （a）多块组合式
（b）三块折式
仪表面板形式及其布置
仪表板上的仪表位置设计原则如下： (1)按仪表的重要程度排列 (2)按使用顺序排列 (3)按功能进行组合排列 (4)按最佳零点方向排列 (5)按视觉特性排列 (6)按显示和操纵相合性（协调性）排列
仪表板上的仪表位置设计原则如下： (1)按仪表的重要程度排列 常用的主要仪表应尽可能排列在视野中心3度范围内； 一般性显示仪表可安排在20~40度视野范围内； 次要的显示仪表可布置在40~60度的视野范围；
觉信号具有引起不随意注意的特点和容易传递言语信息的优点。 因此在设计听觉显示器时必须考虑言语联系这一重要的中介工具。 在操作中也可以利用言语信号来指挥，其效果也不亚于视觉显 示。 ③某些重要信息需加强的场合，可将听觉显示器与视觉显示器同 时作用，组成视、听双重报警信号，以防重要信息漏脱。 ④噪声环境下一般不宜单独采用听觉显示。若必须采用时，可将 声频与声强超出或明显有别于噪声。
信号灯是用灯光作为信息传递的载体，其设计必须符合人的 视觉特性，以保障信息传递的速度和认读质量。 信号灯亮度 与视觉密切相关的是信号灯的亮度，我们知道强光信号比 弱光信号易于引起注意。因此，若要吸引操作者的注意，则其 亮度至少2倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无光为好。
信号灯颜色
作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯，最好 使用红色，提请注意的信号灯用黄色；表示正常运行的信号灯 用绿色，其他信号灯则用白色或别的颜色。
按最佳零点方向排列 由于标量显示 器在系统中处于正常工作状态下， 其指针位置基本保持不变，仅在异 常状态下，指针才发生变化。因此， 在排列多个标量显示仪表时，应使 其正常工作状态下指针全部指向同 一方向，这样便于发现异常情况和 提高认读速度如图：横向排列仪表 0点处于9时位置，纵向排列0点处 于12时，横向双排0点位采用相对 方向。
5.2.1 仪表显示设计
按仪表结构形式分：指针活动仪表、指针固定式仪表和 数字式仪表。
1. 仪表形式（形状）
常用的有圆形、半圆形、直线形（水平直线形、垂直 直线形）、扇形、开窗等。见图5-2 。
开窗式仪表显露的刻度少，认 读范围小，视线集中，认读时 眼睛移动的距离短，因而认读 迅速准确，效果好。圆形和半 圆形刻度盘的认读效果优于直 线形刻度盘；水平直线形优于 竖直直线形。
列顺序,一般应遵循这一特点设计. 当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，人眼对四个象 限的观察率优劣依次为:左上 右上 左下 右下 ,这是显示仪表板面 合理布局的依据 人对视野最佳范围内的目标,认度迅速而准确;对视野有效范围内的 目标,不易引起视觉疲劳.因此,重要的仪表应布置在最佳视野范围内
实验表明 墨绿色的刻度盘配以白色的刻度标记或淡黄
色的刻度盘配以黑色的刻度标记,误差率最小,即色彩搭 配最好.
指针的颜色应与刻度盘的颜色有鲜明的对比,而与刻度
标记以及字符的颜色尽可能保持一致.
6. 仪表面板形式及其布置 最佳观察角度70～90度，视距50～71cm。 组合形式面板见图5-5 其布置参阅表5-4。
信息与交互设计人机基础
柴春雷
2016/6
视觉显示器
一、仪表 • 1. 模拟式显示仪表 用模拟量（刻度和指针）来显示机 器的有关参数和状态。 特点：显示的信息形象化、直观，使人 对模拟值在全量程范围内所处的位置 一目了然，并能给出偏差量，对于监 控作业效果很好。 应用：钟表、汽车上的油量表、氧气瓶 上的压力表。
测试
测试
色彩的设计---- 人眼对色彩的认知规律
人眼视网膜可感受的可见光波长是380~760nm，相差３nm 就可被分辨
当人从远处辨认前方不同颜色时,首先辩出红色,其次是绿黄
白.(信号标志灯) 波长有关 红色刺激性稍强,易使眼疲劳,绿色刺激较平和,蓝色视觉辨认效
率稍差,因其会使视觉调节功能改变大.
听觉信息传示设计
5.3.1 音响及报警装置
利用纯音或复音来传达听觉信息。 特点：可快速有效的传递简单和短促的信息，反应快、方向不受限制。 应用：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器。
选择听觉显示的要求
①视觉显示装置过多或视力负担过重。且又允许用听觉显示装置 来代替时，可选用听觉显示。
②信息超出视觉感知的最佳范围或需要提醒操作注意的场合。听
按视觉特性排列 由于人眼的水平运动比垂直运动速度快而幅 度宽。因而仪表排列的水平范围应大于垂直范围。自左至右、 自上而下和顺时针方向圆周运动扫视，这是人的视觉习惯， 仪表的排列顺序和方向也应遵循这一视觉特性。人眼的观察 效率以左上方为最优，其次是右上方、左下方，而以右下最 差，仪表应按其重要程度和使用频率的要求分别布置在观察
2. 表盘尺寸设计 以圆形仪表为例，其最佳直径D、目视距离L、刻度标记的 最大数量I之间的关系。
长刻度线长度=L/90 中刻度线长度=L/125 文字高度、短刻度线长度=L/200
表盘认读效果最优的尺寸是其对应的视角在2.5º一5º范围内，
只要确定了操作者与显示装置间的观察距离L，就能据此算出
刻度盘的最优尺寸。
信号灯的设计 信号灯功能 信号灯通常用于指示状态或表达要求，传递信息，包括两个 方面：其一是借以引起操纵者的注意，或指示操纵者应作某种操 作。其二是借以反映某个指令和执行情况，某种状态，某些条件，
或某种变化已执行或正在执行等。如，当计算机执行文件存储命
令时，其硬盘指示灯颜色变红，且红绿变换闪烁，以此表示硬盘 正在执行操作，文件存储命令完成后又回到绿灯显示的工作状态。
视觉显示器
2. 数字式显示仪表 直接用数码来显示机器有关的参数 或工作状态。 特点：认读过程简单、直观，只要 对单一数字或符号辨认识别就可以了。 认读速度快，精度高，且不易产生视觉 疲劳。 应用：计算器、电子表及列车运行 的时间显示屏幕。
视觉显示器
3、混合显示仪表
视觉显示器
二、屏慕式显示 屏幕式显示装置是在有限面积的显示屏上显示各种类型信息的装置。 特点：显示信息的种类多，显示效果好。 应用：显示器、示波器、雷达、彩超、各种产品上的显示屏等。
听觉显示特点
1、听觉显示器具有反应快，方向无限制的特点。当用语言通话 时，应答性良好，故被广泛利用。
2、听觉信号具有强迫注意的性质，所以特别适合报告紧急情况。
当操作者分心时．它可以随时提醒其注意，保持警觉性。 3、听觉通道传递简单的和短促的信息效果较好，而视觉通道用
于传递复杂和较长的信息效果较好。
信号形象化
当信号灯很多时，不仅用颜色区别，还可用形象化的形 状加以区别，如汽车车尾转向灯，这样更有利于加强视觉通 道的传递。信号灯的形象化，最好能与它们所代表的意义有 逻辑上的联系。如用“→”代表方向，用“×”或“ ”表 示禁止，用“！”表示警觉或危险；用较快的频率表示快速 度，用较慢的频率表示慢速度等。
α=2arctg(D/2L)
5. 仪表的色彩 仪表色彩是否合适，将影响认读速度和误读率。颜色设 计主要是刻度盘面，刻度线和数码、字符以及指针的颜色匹配 问题，它对仪表的造型设计、仪表的认读有很大影响。 指针、刻度标记、数码的颜色应与刻度盘的颜色有明显的区 别和对比，但指针与刻度标记，数码的颜色应尽可能协调。颜 色搭配应遵循一定的规律，如表B3。
电子式数字显示仪表
常用的有发光二极管（LED)和液晶显示（LCD)
数字显示器设计在工业设计中的作用
1 提高产品档次，使得产品更加智能化 2 形成产品的视觉中心和设计眼，在外观上最容易出彩
3 给冷漠的产品增加了一个沟通的窗口，就像人的眼睛一
样，充满灵气，好像机器也具有了生命，可以亲近可以和 你交流对话了。 4 从LED到VFD到LCD 不同的显示装置代表了不同的档次， 越来越高，很多产品档次的定位是靠显示器的档次决定的。
信息量较大等，但易受噪声的干扰。
应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器、 耳机及其它录音、放音的电声装置。
设计要点
1.语言清晰度 对言语信号的要求是：语言清晰。用清晰度作为言语的评定指标。 清晰度：指人耳对通过它的言语(音节、词或语句)中正确听到和理解的 百分数。 参阅表5-14 设计言语传示装置，其言语的清晰度必须在75％以上，才能正确传示信 息。
在特殊条件下,人的视觉特性会发生变化.设计时眼考虑环境对视觉
机能的影响
人的信息传递能力
人对信息的接受能力是有限的,所以,显示信息的种类 和数量不宜过多,一般情况下,同样的参数尽量采用同 一种显示方式,而单位时间内显示的信息数量不能超过 人的生理限度,视觉通道信息的传递率在3~10bit/s之 间. 人对信息的反映时间随信息量增加而延长，超过容量 则工作效率明显下降,误认率增加，严重时出现操作紊 乱导致事故。但传递率极低，效率也受影响。
4、如果把视觉信号与听觉信号结合起来，那么信号觉察率还要 高得多。实验研究表明，听觉反映正确率91％；视觉反映正确
率为89％；两者同时输人时，反映正确率为95％。
表5-13 几种常用听觉信号的主要频率和强度
听觉信息传示设计
言语传示装置 用语言传递人与机器的信息ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ使其具有一定的表达能
力。传递和显示言语信号的装置称为言语传示装置。 特点：更符合人的习惯，信息含意准确、接收迅速、
仪表显示与人的反应相协调
对于一般仪表的显示,口头读数时的反应比手动动作时的反应(按
开关)要快
对于不同空间位置的信号灯作定位反应,则手动作反应(按下对应 位置的按钮)比口头报告方式要快
对于连续变化的信号作追踪反应( 汽车驾驶员的操纵),以采用操纵
杆和足蹬等连续操作为最佳 显示—反应通道协调性好的系统,其操作效率高,人为差错低,如:显 示仪表的指针运动方向与操纵器运动方向一致好.
效率不同的方位上。此外，排列应尽量紧凑，以缩小搜索视
野的范围，降低视觉疲劳速度。
按显示于操纵相合性排列，当多个仪表对应于多种操作器时， 两者的排列方式会影响操纵效率。因大多数人均用右手操作， 所以仪表均应排列在对应操纵器的左面戒上面，以避免遮挡视 线。见图5-6 a好b差
信号灯的设计 信号灯特点 视觉信号是指由信号灯产生的视觉信息，目前已广泛用于飞机、 车辆、航海、铁路运输、家用电器及仪器的仪表板等。其特点是： 面积小、视距远，引人注目，简单明了，但负载信息有限，当信号 较多时，信号显示会显得杂乱，并相互干扰。
信号灯闪光信号 闪光信号较之固定信号更能引起注意，常用于下列情况： ①引起观察者的进一步注意；②指示操作者立即采取行动；③ 反映不符指令的要求的信息；④用闪光信号、闪光频率的快慢 指示工作状态的快慢；⑤用来指示警戒或危险信号。
信号灯视距:能见距离（空气透明度、对象的大小、亮度、颜色、背景） 表5-5 能见距离与空气透明度的关系
尾灯系统、前照灯、前位灯和后位灯、示廓灯、倒车灯、 危险报警闪光灯、雾灯
应用实例：各类控制柜、操作台、试验台
2. 显示屏设计(信息显示屏设计)
（1）显示屏的显示特征 在显示屏上显示视觉信息 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既能追踪显 示，又能显示多媒体、流媒体的图文动态画面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、彩超及 雷达。