第3章显示装置设计

禁止自行 车通行
禁止向左 禁止通行 转弯
高速公路上的标志
1 火警电话
2 消防水带 3 禁止烟火
4 禁止锁闭
5 禁止吸烟
6 禁止用水扑灭 7 禁止放易燃物 8 禁止燃放鞭炮 9 禁止阻塞
10 灭火器
11 手动启动器 12 水泵接合器 16 禁止带火种
13 灭火器
14 疏散通道方向 15紧急出口
火警安全标志
500cd
0.9
1.0
1.5
1.7
2.6
2.9
4.1
4.8
7.0
9.9
1000cd
1.1 1.9 3.2 5.3 10
3.颜色
警戒、禁止、停顿 提请注意 正常运行
颜色 红 黄 绿 蓝
含
义
危险或告急
注意
安全
按需要指定用意
说明 需立即采取行动 即将发生变化 正常或允许运行
4.闪光信号
白 无特定含义
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. 反映不符合指令要求的信息； 4. 闪光快慢指示机器或部件运动速度的快慢；
第三章
显示装置设计
第一节 仪表盘设计
专门用来表达机器和设备的性能参数、运转状态、工作指令以及 其它信息的装置
视觉显示特征
1 含有科技技术术语的信息 2 时间很长； 3 需用方位、距离说明信息 4 以后有被引用的可能性 5 环境不适合听觉传达 6 不需要急迫传递 7 需同时显示、监控
分类
数字显示
视觉显示
4 指针的设计原则
1）指针形状简洁、明快、有明显的指示性的形状； 2）指针的宽度是指针尖，与刻度的宽度相等； 3）指针与刻度面必须有一定的间隙，但尽量小；
4）指针离刻度标记应有 2mm 的间隙。
5. 数码与字符设计
形状
加强与其他数码和字符相区别的特征，在不 同的视觉条件下也便于认读
大小
最佳视角约为10分-30分，视距一定时， 数码、字符的大小就定了
2. 仪表的布置，其视距最好在 560 ~ 750mm 的范围内，角度为50 ~ 350
500 340
480 480
1080
1080
1240
720
正确认读时间
2
4
6
1)
2)
60
与视野中心的距离(°)
3. 盘面的最佳认读范围
1)对仪表盘面左部仪表的认读 时间曲线 2)对仪表盘面右部仪表的认读 时间曲线
第四节 显示装置设计的基本原则
一、观察方式
E
应根据人的视觉特点，按最佳观察方式，提高视觉 认读效率和精度。
最佳观察角：
A
= arcos
4l2 – a2
16l4 + a4 – 8a2l2cos2
：视角
：观察角
F
a
变大，说明目标在眼睛视网膜上的视像变大。
0 10 … 75 80 85 90
相对误差：
3mm 刻线间距
刻度 移动 速度
1.210-1 m/s
310-2 m/s
810-3m/s
4mm
刻度表记长度 1）小刻度表记的长度一般是刻度间距的1. 5 ~ 2 倍
2）大、中、小刻度表记长度比为 2 ：1.5 : 1 或 1.7 : 1.3 : 1 3）刻度表记的长度还与视距有关。
视 距(mm)
500 500 ~ 900 900 ~ 1800 1800 ~ 3600 3600 ~ 6000
用以指示警觉或危险信号；
信号灯 闪光 稳光 稳光
背景灯光 认读效果
稳光 最佳 稳光 好 闪光 好
5.形象和复合显示
用形象化的办法，使信号灯的显示与其代表的含义 有逻辑上的联系
多个信号灯的复合显示
不同的颜色+不同的形状 视觉+听觉+触觉
闪光 闪光 差
不同背景下人对信号灯的辨认效果
信号灯的颜色编码应考虑人的记忆能力，编码太复 杂则不易记忆而导致辨认效率下降
刻度清晰，读数清楚，不会产生难读的小数。 间距适当，不容易出错。
表盘是以黑底白字，属于清晰的颜色匹配，但是其指针针尖的宽度却小于刻度的宽度，这使
得指针在仪表面上移动时不易看清，而且虽然指针针尖很小，除了原有的指针运动式显示外， 还添加了数字显示，使得驾驶员在读数时更加的方快捷。
右边有一个每分钟行驶的速度显示，不仅如此，还用红绿两种颜色显示安全区和危险区，用分
0.73
12
视角 人认读仪表的视敏度—仪表直径/观察距离
刻度盘最小直径与表记数量和视距的关系
刻度表记的数量
在两种数据下刻度盘的最小直径(mm)
500mm（视距）
900mm （视距）
38
25.4
25.4
50
25.4
32.5
70
25.4
45.5
100
36.4
64.3
150
54.4
98.0
200
72.8
129.6
园盘刻度盘直径大小与认读速度和的准确性的关系（W.J.White)
刻度盘的 眼球注视的 注视的 观察刻度盘的 平均反应 错读率（相对
直径（mm)
平均数
平均时间(s) 总时间(s)
时间(s) 回答总数%）
25
2.8
0.29
0.82
0.76
6
44
2.6
0.26
0.72
0.72
4
70
2.9
0.26
0.75
笔划宽度
当字高确定后，可根据不同的照明条件、对 比度和认读精度和要求来确定笔划宽
6.指针式仪表的颜色设计
仪表盘面、刻度数字和指针间的颜色选择应使显示 的信息认读清晰、醒目，彼此间的颜色搭配应遵循一定 的规律，最清晰的搭配是黑与黄，最模糊的搭配是黑与 蓝
仪表显示设计的实例
指针过大
我到底该付多少钱?
Cost的位置不明显
刻度盘最大尺寸
误读数的百分比
a
110.0
16.6
b
177.8
35.5
cd
177.8 423
27.5 0.5
e
55.0
10.9
2. 检查用仪表：
采用指针运动式仪表，使指针显得较突出，并最好伴有灯光信号 或音响提示。
3. 警戒用仪表： 其设计要点是使表面有警示区和危险区的明显标志： 黄色：警示区 红色：危险区 绿色：正常区
2.对于远距离的信号灯，可选用空气散射小， 射程较远的长波红光的信号灯，或选用功率消耗 较少的蓝绿光
3.对于远距离通讯用的信号灯，还必须考虑在 各种气象条件能见距离，并与光源的种类相关
气象能见度 0.99(绝对纯净 ) 0.81 (透明度良好 ) 0.66 (稍许浑浊 ) 0.015 (小雾 ) 10-34 (大雾 )
大刻度标记 5.6 10.2 19.8 39.9 66.8
刻度表记的长度（mm） 中刻度标记 4.1 7.1 14.2 28.4 47.5
小刻度标记 2.3 4.3 8.6 17.3 28.7
刻度表记 表记长度
L L1 L2
刻度形式
JB / GQO/08 _80刻度表记的长度(mm)
1
12
刻度间距 b 23
X（认读误差均值）
动态和瞬间认读的仪表刻度 ------ 宽线刻度
线速度 810-3m/s
310-2 m/s 1.210-1 m/s
提高(%)
35 28 35
12
12
刻度 移动 速度
1.210-1 m/s
2mm
310-2 m/s
3mm 刻线间距
810-3m/s
4mm
2mm
宽细刻度认读精度比较的实验结果
模拟显示 电子显示
信号显示
一. 仪表显示设计
1 仪表
数字式显示仪表
直接用数码显示
2表盘设计
形状 垂直直线式 水平直线式
刻度指针式仪表 按认读
用模拟量显示
按功能
准 确 性
指针运动式 指针固定式
读数用仪表 检查用仪表 警戒用仪表 追踪用仪表 调节用仪表
半圆形式
圆形式 开窗式
两类仪表的特征比较
大小
直经为25 — 100mm园盘的可读准确性，加大时增加，后来下降。 35 — 70 mm无变化。
仪表的读数效率随刻度间距 的增大而增高
刻度认读准确性和时间与刻度间距的关系
50%
3
刻度间距“以视角表示（）”
10
(a) 认读的准确性
20
时间(s)
10
3
刻度间距“以视角表示（）”
10
(b) 无错认读的时间
仪表刻度间距的临界值：视距750mm的条件下，间距1-2.5mm；相 当于视角为 10′
当观察的时间很短（如 0.5 0.25 s)，间距 2.3 3.8mm
1.00
.089 … .494 .504 .510 .511
=
90– 90
╳ 100%
= 70 0~ 900范围内时，相对误差 不超过6%。---最佳观察范围。
0
90
显示装置设计的基本原则
汽车驾驶室坐椅、方向盘及仪表 盘的慨念设计
飞机仪表设计
二、仪表的选择原则：
1. 读数用仪表：
刻度盘形式
35
23 2 3 4 3 4 6 4 6 8 6
3 4 3 4 6 4 百度文库 8 6 8 10 8
4 6 4 6 8 6 8 10 8 10 12 10
L :小刻度表记
L1:中刻度表记
L2:大刻度表记
5 8 10 10 14 12 18
刻度的标数 1）仪表面运动式仪表 数码沿径布置 2）指针运动式仪表 数码呈竖直状 3）数码一般应放在刻度标记的外侧；
4.图形和符号的颜色总是以某种与被标识的客体有含义联 系的颜色表示
停止、禁止、高度危险、防火 危险标志 警告信号 安全、卫生、正常 警惕色：如开关、炉子等 放射性危险 通道、整洁、准备运行 文字、符号、箭头等和白、橙的辅助色
应用的基本原则
用高度概括、精练、生动的形象表达出客体的基本特征，才能适宜操作者
能见距离/km 200 50 20 2 0.1-.5
全黑夜中灯光的能见距离
气象 能见度Km
0.5
小煤油灯 街灯
0.5
大煤油灯 明亮街灯
0.6
50cd
0.8
1
0.8
0.9
1.3
2
1.2
1.5
2.1
4
1.8
2.2
3.2
10
2.5
3.4
5.4
电 100cd
0.8 1.4 2.3 3.7 6.4
灯
200cd
辨认
辨认的速度和准确性与识别特征数量的关系
辨认速度和准确性的指标
简单的
符号 中等的
呈现的时间阀限（S）
0.034
0.053
感觉—语言反应潜伏期（S）
3.11
2.70
占呈现总数的认错率（%）
10.8
2.2
复杂的 0.169 3.13
2.5
常见的图形符号__交通标志
禁止标志
禁止通行 禁止进入
告警标志
禁止机动 车通行
钟的速度代替小时的速度，使得安全区于危险区的分界更加的明显，也让驾驶员更好的注意到 这些重要的信息。 在其右下方的两排信号，因为人眼的的视觉机能不对称，其右下象限视觉观察的效率为最差的，
而这个仪表盘的几个小信号不仅颜色的搭配不够清晰，而且即使在有灯光的作用下面由于信息 图片太小，也不容易让驾驶员将其辨别清楚。
300
109.0
196.0
根据操作者观察： 确定仪表的最佳 视角为2.5º~ 5º
3 刻度的设计
量表的划分 仪表刻度所指示的具体数值的划分
● 大、小刻度的数值 ● 分多少刻度
● 最小刻度值 ● 每一个刻度最好代表1，其次是 2 或 5， 不宜代表3、6、7
刻度间距
两个最小刻度标记之间的间隔距离
它与人眼的分辨能力和视距 相关，
4. 追踪用仪表： 必须使观察人一眼便可以看出需要的状态与实际状态之间的差距以及它
们的变化趋势。 以长条形仪表追踪效果比较好。
5. 调节用仪表： 一般采用指针运动式，或仪表盘运动式。 最好由操作者直接控制指针或仪表面的运动。
三、仪表总体布置原则
人眼的视野与视界
1. 仪表的布置，与观察者形成一定的几何关系：保证每个仪表都 处在最佳观察位置。
开窗式直线指示类型的电磁波测试仪
圆形的直流电电压的显示仪， 表盘的直径为70mm。视角为3度。 刻度为单刻度线。间距为2mm。 刻度的数字是圆弧型字体。 指针的形状为等腰三角型
表盘 ― 表盘采用了圆形，直径为70mm，视角3度。 刻度 ― 总刻度数30，间距2mm.，最小刻度0.02Mpa. 指针 － 采用直角三角形，针尖宽0.5mm，起始角度45度。 分析：这款压力表，整体设计比较好，白底黑字，
仪器盘四周还有阻挡物，这使得驾驶员在观看的时候容易受到天气和光线的影响，
现代显示的设计
现代显示的设计
第二节 信号显示设计
视觉信号是指信号灯 指示性 显示工作状态
1.特征
以灯光作为信息的载体
一种信号只用来指示一种状态或情况。
该看哪个红灯?
面积小，视距远
引人注目，简单明了
2.视距和亮度
1.在一定视距下，能引起人注意的信号灯，其 亮度至少两倍于背景的亮度
飞机下滑轨迹过高（左），过低（右）
第三节 图形符号设计
显示特征
1. 图形和符号由于和客体有形象上的直接联系，其信息接受 的速度远远高于抽象信息
2.传递的信息量大，抗干扰力强，易于接收。
3.缺陷是无法精确知道被调节量，必要时，以数字加以补充
只有用高度概括、精练、生动的形象表达出客体的基本特征，
才能适宜操作者辨认
刻度标记 或称为刻度线，代表一定的读数单位，一般有三级
1）刻度标记的宽度一般以小刻度标记作为基准， 其宽度以占刻度间距的1/5-1/20为宜
2）刻度标记的长度也是刻度设计的一个重要内 容，小刻度标记的长度一般是刻度间距的1.5-2 倍， 3）大、中、小三级刻度标记的比例为 2：1.5： 1或 1.7：1.3：1,最小的刻度不标数，最大的刻 度必须标数