第四章 显示装置设计1.ppt

1、第四章 显示装置设计第四章第四章 显示装置设计显示装置设计v人的视觉与听觉特性v显示装置的类型与设计原则v显示仪表的设计与布置v信号显示设计第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性一、感觉器官与感觉类型1 1、人体的主要感觉器官与感觉类型、人体的主要感觉器官与感觉类型v 刺激：作用于人感觉器官的外界物理量在心理学中称为刺激。v 提问：那种信息在外界刺激中占的比例最大？提问：那种信息在外界刺激中占的比例最大？IV感觉通道适用场合感觉识别的信息视觉通道1.传递比较复杂的或抽象的信息2.传递比较长的或需要延迟的信息3.传递的信息以后还要引用4.传递的信息与空间方位、空间位置有关5.传递不要

2、求立即作出快速响应的信息6.所处环境不适合使用听觉通道的场合7.虽适合听觉传递，但听觉通道已过载的场合8.作业情况允许操作者固定保持在一个位置上形状、位置、色彩、明暗听觉通道1.传递比较简单的信息2.传递比较短的或无需延迟的信息3.传递的信息以后不再需要引用4.传递的信息与时间有关5.传递要求立即作出快速响应的信息6.所处环境不适合使用视觉通道的场合7.虽适合视觉传递，但视觉通道已过载的场合8.作业情况要求操作者不断走动的场合声音的强弱、高低、音色触觉通道1.传递非常简明的、要求快速传递的信息2.经常要用手接触机器或其装置的场合3.其他感觉通道已过载的场合4.使用其他感觉通道有困难的场合冷热、

3、干湿、触压、疼、光滑或粗糙等IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性表表 感觉通道与适用的信息感觉通道与适用的信息 第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 实例：手机短消息、铃声等的设计实例：手机短消息、铃声等的设计IV手机界面显示方式信息传递的特征视觉显示界面1.比较复杂和抽象的信息，文字，图片，影像等 2.不需急迫传递，传递的信息很长，或者需较长时间保留的信息3.所处环境不适宜听觉信息的传递或听觉传递负荷过重4.控制界面后的反馈信息，如显示短消息已发送听觉显示界面1.简单且需快速传递，较短或无法延迟的信息，如通话等2.无意识状况下的提示信息，如闹铃，来电等3.控

4、制界面后的反馈信息，如按键的声音4.休闲或放松时所用的信息，如歌曲或游戏的音乐触觉显示界面1.使用视听觉通道传递信息困难或负荷过重的场合，如震动提示2.静态感官体验的信息，如造型和材质的手感3.动态感官体验的信息，如打开翻盖手机的信息感受4.控制界面后的反馈信息，如按键的键程v 1、分析手机界面设计中各种信息为何采用该感觉通道，试从感觉通道与适用的场合进行分析。信息类型感觉通道原因文字/图片/影像视觉通道传递比较复杂和抽象的信息文字/图片/影像视觉通道不需急迫传递，传递的信息很长，或者需较长时间保留的信息短信息视觉通道所处环境不适宜听觉信息的传递或听觉传递负荷过重短消息已发送视觉通道控制界面后

5、的反馈信息通话听觉通道简单且需快速传递，较短或无法延迟的信息闹铃/来电听觉通道无意识状态下的提示信息按键声音听觉通道控制界面后的反馈信息歌曲/游戏音乐听觉通道休闲或放松时所用的信息震动提示触觉通道使用视听觉通道传递信息困难或负荷过重的场合IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性信息或消息常用的形式视觉听觉短的或是简单的长的或是复杂的日后将被提交及时处理事件处理一个空间位置需要立刻注意环境是暗的环境是很吵闹的用户持续不断地与产品发生接触2 2、人的感知响应过程、人的感知响应过程v 感觉：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。（第一步）v 知觉：知觉是人脑对直接作用

6、于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。（第二步）IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性越丰富、越精确越丰富、越精确 越完整、越正确越完整、越正确 感知觉感知觉 v 人与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神感觉系统、神经系统、运动系统经系统、运动系统。v 人接受外界信息(刺激)而作出反应的过程称为感知响应过程。感知响应过程的顺序是感觉器官一传入神经一大脑皮感觉器官一传入神经一大脑皮层一传出神经一运动器官层一传出神经一运动器官。图图 人的感知响应过程的示意人的感知响应过程的示意 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性二、视觉器官与视觉机制1 1、视觉器

7、官、视觉器官眼睛的构造眼睛的构造v 视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的。眼睛是视觉的感觉器官，其基本构造与照相机相类似，中央部位灵敏度较高，越到边缘就越差。图图 眼球的构造眼球的构造IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性2 2、视觉机制、视觉机制 v 适宜刺激是光。人眼所能感觉到的波长大约是380nm到780nm。图图 全部电磁光谱中的可见光谱全部电磁光谱中的可见光谱 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 视网膜内壁上有视杆细胞和视锥细胞两种视觉细胞，功能互相不同。IV视觉细胞类型其作用的条件色彩

8、识别能力在视网膜中的位置视杆细胞光线很弱只能区别黑白，无分辨颜色的功能边缘区域视锥细胞光线很强能分辨颜色和细节中心区域进入电影院、太阳下进入电影院、太阳下3 3、视觉系统、视觉系统v 视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢共同完成的，它们组成了视觉系统。两眼各有一支视神经通过眼底的“视盘”，经过交叉交迭，分左右两支到达大脑表层的视中枢。v 由于左右两眼对被视对象形成一定视觉差异，从而使人获得事物的立体感。大脑左半球分辨图形文字功能较强，右半球更善于分析数字信息。经过交叉的视神经传导过来的信息，有利于大脑两半球协同发挥互补的作用。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性三、人的视觉特性1

9、1、视野及视区、视野及视区（1）视野及视线v 视野，视野，亦称视场，一般是指头部处于正常姿势观看对象、头和眼保持不动时，眼睛观看正前方所能感受到光刺激的空间范围。分为直接视野、眼动视野、直接视野、眼动视野、观察视野。观察视野。v 由图可知水平线下的视野大于水平面上的视野值。图图 光刺激的左眼、右眼和双眼的直接视野光刺激的左眼、右眼和双眼的直接视野 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 正常视线：正常视线：v 正常视线头部和两眼处于放松状态，水平视线之下约2535的视线。v 眼动视野最佳值眼动视野最佳值=直接视野最佳值直接视野最佳值+眼球可轻松偏转的眼球可轻松偏转的角度（头部

10、不动）角度（头部不动）v 观察视野最佳值观察视野最佳值=眼动视野最佳值眼动视野最佳值+头部可轻松偏转的头部可轻松偏转的角度（躯干不动）角度（躯干不动）IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性图图 正常视线正常视线 图图 最佳的直接视野最佳的直接视野 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性图图 最佳的眼动视野最佳的眼动视野 图图 最佳的观察视野最佳的观察视野 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 中央部位其感色力强，边缘部位感受力较差。一般情况下，既要求操作者的中央视觉良好，同时也要求其周围视觉正常，而对视野各方面都缩小到10以内者称为工业盲工业

11、盲。v 两眼中心视力正常而有工业盲视野缺陷者，不宜从事驾驶飞机、车、船、工程机械等要求具有较大视野范围的工作。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 当用单眼视物时，只能看到物体的平面，若用双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 垂直方向：人的自然视线是低于标准视线的，一般状态下，站立时自然视线低于水平线10，坐着时低于水平线15。v 观看展示物的最佳视区在低于标准视线30的区域里。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 色觉视野：色觉视野：v 视网膜除能辨别光的明暗外，还有

12、很强的辨色能力，可以分辨出180多种颜色。人眼的视网膜能辨别波长不同的光波，在波长380nm780nm的可见光谱中，光波波长只相差3nm，人眼即可分辨，但主要是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色。v 人眼区别不同颜色的机理，常用光的“三原色学说”来解释，该学说认为红、绿、蓝三种基本色，其余的颜色都可由这三种基本色混合而成，并认为在视网膜中有三种视锥细胞，含有三种不同的感光色素分别感受三种基本颜色。缺乏辨别某种颜色的能力，称为色盲，若辨别某种颜色的能力较弱，则称为色弱。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 由于各种颜色对人眼的刺激不同，人眼的色觉视野也就不同，人眼对白色的视野最

13、大，对黄色、蓝色、红色的视野依次减少，而对绿色的视野最小。图图 人的色视野人的色视野IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性（2）视区v 按视觉的辨认清晰度和速度，分为4个视区。视区视区范围范围辨认效果辨认效果铅垂方向铅垂方向水平方向水平方向中心视区中心视区1.531.53辨别物形最清楚辨别物形最清楚最佳视区最佳视区视水平线下视水平线下15左右左右20在短时间内能辨认清楚形体在短时间内能辨认清楚形体有效视区有效视区上上10，下，下3030需集中精力，才能辨认清楚形体需集中精力，才能辨认清楚形体最大视区最大视区上上50，下，下70120可感到形体存在，但轮廓不清楚可感到形体存在，但

14、轮廓不清楚注意：注意：中心视区很小，在水平和铅垂两个方向上都只有中心视区很小，在水平和铅垂两个方向上都只有1.53。要看清更大的范围靠目光的“巡视”。人的视野在左右水平方向大于上下垂直方向。例：显示器高度设置IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性2、视角与视敏度、视角与视敏度（1）视角与视距 视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。交角度。=2arctg(D/2L)视角；视角；D被看物体上两端点的直线距离；被看物体上两端点的直线距离；L眼睛到被看物体的距离；眼睛到被看物体的距离；IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性

15、人的视觉与听觉特性 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推荐值看下表。荐值看下表。工作要求工作要求工作举例工作举例视距（视距（cm）固定视野直径固定视野直径（cm）备注备注最精密最精密工作工作安装最小部件安装最小部件（表、电子元（表、电子元件）件）12-2520-40完全坐着、部分依完全坐着、部分依靠视觉辅助手段靠视觉辅助手段（放大镜、显微（放大镜、显微镜）镜）精密工作精密工作安装收音机、电安装收音机、电视机视机25-35（多为（多为30-32）40-60坐或站坐或站中等粗活中等粗活印刷机、钻井机、印刷机、钻井机、机床等旁边工机

16、床等旁边工作作50以下以下60-80坐或站坐或站粗活粗活粗磨、包装等粗磨、包装等50-15080-250多为站多为站远看远看黑板、开车等黑板、开车等150以上以上250-坐或站坐或站IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性（2）视敏度v 视力是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，即：v 视力=1/能分辨被的最小物体的视角 图中D=1.5mm，代入上面的关系式，有 1.5=(3438)5000 =1。相应的视敏度，即此人的视力:1=1。“视力=1”为正常视力。视力值大，表示眼睛好。图图 缺口圆环视标缺口圆环视标IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉

17、与听觉特性3、明暗适应、明暗适应 当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，则需要经过一段适应的时间后，才能看清物体，这种适应过程称为暗适应。这个暗适应过程大约需要30min左右才能趋于完成。相反的适应过程称为明适应。明适应过程一开始，人眼感受性迅速降低，30s后变化很缓慢，大约1min后明适应过程就趋于完成。图图 暗适应与明适应暗适应与明适应 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性v 举例：举例：进出电影院感受、公路地道灯排布v 要求：工作面的光亮度均匀光亮度均匀而且不产生阴影，对于必须频繁改变亮度的工作场所，可采用缓和照明或配戴一段时间有色眼镜有色眼镜，以避免眼睛频繁地适应亮

18、度变化而引起视力下降和视觉过早疲劳。v 思考思考:还有其他的例子吗?IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性4 4、目光巡视特性（视觉运动特征）、目光巡视特性（视觉运动特征）l 疲劳程度：水平优于垂直。l 视线变化习惯：左右，上下，顺时针。l 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。l 观察情况的优先性：左上右上左下右下。视区 内的仪表布置必须考虑这一点。（对不同区域的感知速度：右下、左下、右上、左上警示标识等）l 设计依据：以双眼视野为设计依据。l 接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。l 颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；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。

19、IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性5 5、视错觉、视错觉对外界事物不正确的知觉对外界事物不正确的知觉 图图 几何图形错觉几何图形错觉 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性图图 视错觉在设计中应用的例子视错觉在设计中应用的例子 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性四、听觉器官与听觉特性1 1、听觉器官耳朵的构造与听觉机制、听觉器官耳朵的构造与听觉机制图图 听觉器官耳朵的基本构造听觉器官耳朵的基本构造 IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性2、人的听觉特性、人的听觉特性（1）人耳的听觉范围v 听觉是仅次于视觉的重要感觉，其适宜

20、的刺激是声音。v 一般人最佳听闻频率范围：2020 000Hzv 随年龄的增长，频率感受的上限逐年连续降低。但对小于2 000Hz的低频率范围，听觉灵敏度几乎不受年龄影响。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性（2）方向敏感度v 由于两耳听觉的微小差异，使人得知声音传来的方向，称为“双耳效应”。声音频率越高，声波波长越短，辨别声音方向越容易，即听觉方向敏感性随频率增加而增大。右耳的方向敏感性与声音频率的关系如图所示。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性图图 听觉的方向敏感度听觉的方向敏感度 （3）掩蔽效应v 一个声音被另一个声音所掩盖的现象，称为掩蔽。一个声音

21、的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应，称为掩蔽效应。在设计听觉传递装置时，应当根据实际需要，有时要对掩蔽效应的影响加以利用，有时则要加以避免或克服。IV第一节第一节 人的视觉与听觉特性人的视觉与听觉特性第二节第二节 显示装置的类型与设计原则显示装置的类型与设计原则一、显示装置的类型与性能特点v 机器传递给人信息的显示装置，它们共同的特征是能够把机器设备的有关信息以人能接收的形式显示给人。v 在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。(各自的优缺点？）v 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。IV显示

22、的典型应用显示的典型应用使用例子显示状态电子灯亮，显示“准备好了”打印机上显示“出纸”信息定时器指示周期工作时的嗡嗡声复印机上的控制标志符号确认功能投币电话机上的图表指示用户手册上的插图为五速度汽车传动的齿轮移动标志符号汽车上的警报灯发出警告割草机上的警报标志符号显示质信息在汽车上的温度计量器（热、冷、正常）压力计量器显示量信息车速表计数器v 显示仪表的常见类型有刻度指针式仪表和数字式显示仪表 对比内容对比内容刻度指针式仪表刻度指针式仪表数字式仪表数字式仪表信息信息1.读数不够快捷准确读数不够快捷准确2.显示形象化、直观，能反映显示值在显示形象化、直观，能反映显示值在全量程范围内所处的位置全量

23、程范围内所处的位置3.形象化地显示动态信息的变化趋势形象化地显示动态信息的变化趋势1.认读简单、迅速、准确认读简单、迅速、准确2.不能反映显示值在全量程范围内所不能反映显示值在全量程范围内所处的位置处的位置3.反映动态信息的变化趋势不直观反映动态信息的变化趋势不直观跟踪调节跟踪调节1.难以完成很准确的调节难以完成很准确的调节2.跟踪调节较为得心应手跟踪调节较为得心应手1.能进行精确的调节控制能进行精确的调节控制2.跟踪调节困难跟踪调节困难其他其他1.易受冲击和振动的影响易受冲击和振动的影响2.占用面积较大，要求必要照明条件占用面积较大，要求必要照明条件一般占用面积小，常不需另设照明一般占用面积

24、小，常不需另设照明应用应用汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。汽车上的油量表、氧气瓶上的压力表。手表、高压计、温度计、流速计手表、高压计、温度计、流速计计算器、电子表及列车运行的时间显计算器、电子表及列车运行的时间显示屏幕。示屏幕。里程表、计数器、点钞机里程表、计数器、点钞机IV第二节第二节 显示装置的类型与设计原则显示装置的类型与设计原则为数量信息选择最合适的显示方式为数量信息选择最合适的显示方式状况比较受欢迎的显示模拟数字活动指示，固定刻度固定指示，移动刻度读取精确性是重要的读取速度是重要的数值改变得很快或是很频繁用户需要变化率的信息用户需要相对于固定数值改变了的信息能显示的最小的空间用户要

25、求设置数值左：直接显示参数的左：直接显示参数的CASIO电子手表电子手表右：右：COBRA手表手表 Audi汽车的指针式仪表汽车的指针式仪表IVv 信号与显示器设计的一般人机学原则 1.信号和显示器的种类和数量应符合信息的特性。2.当显示器数量很多时，为了能清楚地识别信息，其空间配置应保证能清晰、迅速地提供可靠的信息。对它们的排列可根据工艺过程或特定信息的重要性和使用频度来进行安排，也可依据过程的功能、测量的种类来分成若干组。3.信号和显示器的种类和设计应保证清晰易辨。这一点对于危险信号尤其重要，应考虑例如强度、形状、大小、对比度、显著性和信躁比。4.信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的

26、速率和方向相一致。5.在以观察和监视为主的长时间的工作中，应通过信号和显示器的设计和配置来避免超负荷和负荷不足的影响。IV第二节第二节 显示装置的类型与设计原则显示装置的类型与设计原则第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置一、显示仪表设计的人机学因素1 1、仪表刻度盘、仪表刻度盘（1）仪表刻度盘的形式图图 刻度指针式仪表的形式刻度指针式仪表的形式a)开窗式开窗式 b)半圆形半圆形 c)圆形圆形 d)水平直线形水平直线形 e)铅垂直线形铅垂直线形 f)g)h)非整圆形非整圆形IVv 几种仪表刻度盘的形式与误读率IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置（2）仪表刻

27、度盘的尺寸v 仪表刻度盘尺寸选取的原则是基本保证清晰分辨刻度条件下，选取较小的直径。以圆形仪表为例，其最佳直径D与目视距离L、刻度显示最大数I之间的关系：I一定 L D L一定 I Dv 表盘设计的最优直径为仪表刻度盘的最佳直径应根据操作者观察的最佳视角来确定，有实验结果表明，仪仪表盘的最佳视角在表盘的最佳视角在2.5-5的范围内。的范围内。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置v 例：计算刻度盘外轮廓尺寸D与视距L的数值关系 刻度盘外轮廓对应的视角，一般可取=(2.55)。（具体选取时还要考虑刻度线的数量、光照条件、空间限制等因素的影响）刻度盘外轮廓尺寸D，与视距L，大概

28、关系如下：=(2.560)(560)=150300 D=(/3438)L=(150300)3438L D(L/23)(L/11)。即刻度盘外轮廓尺寸宜在L23L11 之间选取。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置v 色彩色彩v 单色界面：对认读速度和误读率有影响：墨绿色和淡黄色仪表表面分别配上白色和黑色的刻度线时，其误读率最小，而黑色和灰黑色仪表表面配上白色刻度线时，其误读率最大，不宜使用。v 一般条件下，即无需暗适应下，以亮底暗字为佳；当仪表在暗处，观察者在明处，即需暗适应下，以暗底亮字为好。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置彩色界面设计准则：v

29、 非专业用户或不常使用显示器的用户，颜色限制在14种，最多不超过7种。v 为了尽可能提高分辨能力，可以选择一些特殊的颜色来扩大两种颜色的波长间隔，但不要采用仅与某种主色的深浅程度有所差别的颜色。v 避免同时显示高饱和度的极端颜色。v 在大显示器边缘区域的小符号和小形状不应采用红和绿。v 背景很大的形状最好采用蓝色（非饱和色），但蓝色不要用于文字、细线或小形状。v 在相互靠近或有物体/背景关系的场合采用反差的颜色无一定的准则。v 字母符号的颜色必须与背景颜色形成对比。v 在使用颜色的时候，必须利用形状或亮度作为一种辅助提示。v 颜色种类数增加，则标注颜色物体的尺寸也应增大。2、数码与字符、数码与

30、字符v 涉及的因素有尺寸大小，字符宽高比和笔画粗细，字体选择，数码、字符主体色与背景色的搭配等。v 仪表盘上数码与字符对应的视角，一般可取=1030。由此可算出字符尺寸D与视距L的关系为：D=(L/350)(L110)v 对字符尺寸的影响因素还有光照强弱、字符与背景的明度与色彩对比、要求认读的快慢等。中等光照及通常条件下，D(L250)。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置3 3、刻度及刻度线、刻度及刻度线（1）刻度标值v 刻度值应标注整数，只标注在长刻度线上。刻度值按从左到右、从上到下，或顺时针方向递增。图 适宜与不适宜的刻度标值示例IV第三节第三节 显示仪表的设计与布

31、置显示仪表的设计与布置（2）刻度间距v 刻度间距(简称刻度)太小，视觉分辨困难，但过大则使认读效率下降。一般照明条件下，刻度对应的视角宜取=511。由此可知刻度间距D与视距L应有关系：D=(5/3438)(113438)L D(L/700)(L/300)。距离的不同，刻度间距也可不同。当只需表现某一容许范围而不必估算其具体数值时，可采用定性显示方式。刻度没有细分，仅以极限值为界，以不同颜色的区域表示。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置（3）刻度线 刻度线长度基本取决于视距。在足够的照明条件下，当观察距离L一定时，刻度线最小长度可按下列近似计算式计算：长刻度线长度=L/9

32、0；中刻度线长度=L/125；短刻度线长度=L/200。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置图图 三级长度的刻度线三级长度的刻度线 图图 三级刻度线的宽度长度三级刻度线的宽度长度v 刻度线的宽度一般取间距大小的5%15%。当刻度线宽度为间距的10%时，判读误差最小。v 刻度线间不加区分的间隔数目以刻度线间不加区分的间隔数目以1、2、5倍累进。当要求倍累进。当要求指示精度较高时，每个刻度单位必须具有刻度标数。如果指示精度较高时，每个刻度单位必须具有刻度标数。如果刻度过于稠密，可以每刻度过于稠密，可以每5个或个或10个刻度单位设一个标数。个刻度单位设一个标数。标数本身的规格尺

33、寸不要多于标数本身的规格尺寸不要多于3种。刻度值标数应取整数。种。刻度值标数应取整数。v 狭长形字母数字的分辨率较高，其高度比常取狭长形字母数字的分辨率较高，其高度比常取5：3或或3：2的比例。的比例。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置4、有关仪表结构因素的举例、有关仪表结构因素的举例（1）指针与盘面 指针尾部颜色应与刻度盘面颜色一致，形状应以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好。指针与刻度线的间隔宜取12mm。指针的针尖应与最小刻度线等宽，为1.0mm2.5mm，并应贴近刻度盘表面，以减少误差。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置v 为避免读

34、数误差，指针旋转平面与刻度线盘面处在同平面上。IV（2）盘面结构与字符数码的立位一般最小刻度不标数，最大刻度必须标数。指针运动式仪表标数的数码应当垂直，表面运动的仪表数码应当按圆形排列。若仪表表面的空间足够大，则数码应标在刻度记号外侧，以避免它被指针挡住；若表面空间有限，应将数码标在刻度内侧，以扩大刻度间距。指针处于仪表表面外侧的仪表，数码应一律刻在刻度内侧。开窗式仪表窗口的大小至少应能显示被指示数字及其上下两侧的两个数，以便观察指示运动的方向和趋势。对于表面运动的小开窗仪表，其数码应按顺时针排列。当窗口垂直时，安排在刻度的右侧；当窗口水平时，安排在刻度的下方，并且使字头向上。IV第三节第三节

35、 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置234 52第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置（2）盘面结构与字符数码的立位对于圆形仪表，不论表面运动式或指针运动式，均应使数码按顺时针方向依次增大。数值有正负时，0位设在时针12时位置上，顺时针方向表示“正值”，逆时针方向表示“负值”。对于长条形仪表，应使数码按向上或向右顺序增大。不做多圈使用的圆形仪表，最好在刻度全程的头和尾之间断开，其首尾的间距以相当于一个大刻度间距为宜。IVv 指针的零位 一般设在时钟12时或9时的位置上。指针不动，表面运动的仪表指针零位应在时钟12时位置；追踪仪表应处在9时或12时位置；圆形仪表可视需要安排

36、或设在12时的位置上；警戒仪表的警戒区应设在12时处，危险区和安全区则处于其两侧。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置二、显示仪表的布置v 显示装置较多时，仪表板改为弧围或折弯形，也可采用多块组合式面板；一般情况下可采用三块组合式面板。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置图图 控制台面板的形式及其布置控制台面板的形式及其布置 a)弧围形弧围形 b）折弯形）折弯形 c)多块组合式多块组合式 d)三块折式三块折式 显示装置布置的一般原则如下：v 按视觉特性排列 s 仪表排列的水平范围应大于垂直范围。s 仪表的排列顺序和方向应遵循人眼自左至右、自上而下和顺

37、时针方向圆周运动扫视的视觉特性。s 人眼的观察效率以左上方为最优，其次是右上、左下，右下为最差，仪表应按其重要程度和使用频率的要求分别布置在观察效率不同的方位上。s 排列应尽量紧凑。s 所在平面与人的正常视线接近于垂直。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置图图 显示装置布置区域及认读效果的示例显示装置布置区域及认读效果的示例 a)仪表板的尺寸仪表板的尺寸(mm)与分区与分区 I 最佳认读区，最佳认读区，II 一般认读区一般认读区b)不同区域的正确认读时间不同区域的正确认读时间 1认读右半部，认读右半部，2认读左半部认读左半部IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的

38、设计与布置第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置图图 显示装置平面与视线尽量垂直显示装置平面与视线尽量垂直IVv 按仪表的重要程度排列 常用的主要显示仪表应尽可能排列在视野中心3范围内；一般性显示仪表可安排在2040视野范围内；次要的显示仪表可布置在4060的视野范围内；对80以外的视野范围，因其视觉认读效率低，一般不宜放置显示仪表。汽车常用控制器的排列：速度表：最明显易见位置；油表、里程表按观察频率依次排布。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置v 按使用顺序排列 应与仪表在操作过程中的使用顺序一致，同

39、时，排列顺序还应注意仪表之间在逻辑上的联系。彼此有联系的仪表应尽量靠近，以提高认读效率和降低误读率。v按功能进行组合排列 仪表的排列应当符合操作活动的逻辑性。因此，仪表和相应的操纵器应按它们的功能用途分组，即把传递同一参数信息或与完成同一功能作用的一些仪表分组排列。IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置图图 美国美国SAEJ209号标准推荐的仪表功能分区布置号标准推荐的仪表功能分区布置v按最佳零点方位排列 在排列多个标量显示仪表时，应使其在正常工作状态下指针全部指向同一方向。零点标志的最优方位如图所示。（学生说明）图图 零位标志的最优方位零位标志的最优方位IV第三节第三节

40、显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置v 按仪表与操纵器的相合性排列 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，所以仪表应排列在对应操纵器的左面或上面，以避免遮挡视线。图图 仪表不同排列方式的比较仪表不同排列方式的比较IV第三节第三节 显示仪表的设计与布置显示仪表的设计与布置“Quantum SmartBake”：自动面包：自动面包烤制机。具有拌料、揉面、发面和烘烤烤制机。具有拌料、揉面、发面和烘烤等综合功能，能制作不同大小和样式的等综合功能，能制作不同大小和样式的面包面包显示装置设计欣赏显示装置设计欣赏IV“D-RADIO”：为：为ABC Radi

41、o设计的虚拟控制台，实现集成的广设计的虚拟控制台，实现集成的广播系统，可将几个播音室的功能合成在一个复杂的软件环境。它播系统，可将几个播音室的功能合成在一个复杂的软件环境。它是澳大利亚广播公司数字化广播策略的一个关键部分是澳大利亚广播公司数字化广播策略的一个关键部分IV“KIDCOM”:为为4岁至岁至9岁儿童设计的通讯岁儿童设计的通讯产品。通过友好的界面设计、适度的形体、产品。通过友好的界面设计、适度的形体、项链式的佩带方式，利用儿童对项链式的佩带方式，利用儿童对“虚拟宠物虚拟宠物”的迷恋，使儿童对该产品爱不释手，这样，的迷恋，使儿童对该产品爱不释手，这样，通过通过GPS功能，使父母能知道孩子

42、在哪里，功能，使父母能知道孩子在哪里，能与孩子保持联系能与孩子保持联系“Quantum”：Sunbeam的电热水壶。设计中体现出很好的使用者操作界的电热水壶。设计中体现出很好的使用者操作界面研究，传达出一种柔美的、稳定的视觉感受，并且易于清洗。出于对产品面研究，传达出一种柔美的、稳定的视觉感受，并且易于清洗。出于对产品安全性的考虑，该产品设计中把人机工程学设计放在了优先位置。壶的把手安全性的考虑，该产品设计中把人机工程学设计放在了优先位置。壶的把手部分位于水的质心部位，并处于一定倾斜角度，这样可以提供最佳的力平衡，部分位于水的质心部位，并处于一定倾斜角度，这样可以提供最佳的力平衡，从而减少使用

43、者提起壶倒水时腕部产生的疲劳。这一点对于老年人或有关节从而减少使用者提起壶倒水时腕部产生的疲劳。这一点对于老年人或有关节炎的使用者尤为重要。壶顶面向壶嘴方向倾斜，避免倒水时壶中溢出的热气炎的使用者尤为重要。壶顶面向壶嘴方向倾斜，避免倒水时壶中溢出的热气伤手。两边都有水位观察窗，同时底座可做伤手。两边都有水位观察窗，同时底座可做360度旋转，这些都考虑到左右度旋转，这些都考虑到左右手两种使用者的使用方便性。手两种使用者的使用方便性。IVK23系列高级商务终端：系列高级商务终端：Keycorp公司的下一代电子付款终端公司的下一代电子付款终端人机工程要素：使用者人机工程要素：使用者手掌尺寸的适配性、

44、大手掌尺寸的适配性、大面积的发光信息显示、面积的发光信息显示、给使用者以适当压力触给使用者以适当压力触觉反馈的按键设计、紧觉反馈的按键设计、紧凑和保密性等。有一定凑和保密性等。有一定倾斜度的使用界面也便倾斜度的使用界面也便于操作。于操作。IVIV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 一、信号显示的类型与特点v 信号显示有视觉、听觉、触觉信号3种类型。各类型都可以是有源、或无源信号。（1）视觉信号 一般由稳光、或闪光的信号灯构成。信号灯是实现远距离信息显示的常用方法，主要优点是刺激持久、明确、醒目，闪光信号灯的刺激强度更高。易于管理和维护，便于实现自动控制。缺点是不适于传达复杂信息。IV采用多

45、种颜色表示不同的状态。打印机、电脑采用多种颜色表示不同的状态。打印机、电脑v 荧光屏 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。控制室荧光屏信息显示界面控制室荧光屏信息显示界面IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 （2）听觉信号 铃、蜂鸣器、哨笛、语言等听觉信号的即时性、警示性强，尤其语言能传达复杂信息。主要应用于报警、提示。听觉信号会侵扰无关人群，不宜持续提供。听觉信号常需要配以人员守护管理。（3）触觉信号 触觉信号是近身传递信息的辅助方法。图图 仅用触觉可识别形态的示例仅用触

46、觉可识别形态的示例IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 二、信号灯设计1、信号灯的视距与亮度、信号灯的视距与亮度v 信号灯与背景的亮度及亮度比 信号灯与背景的亮度比应大于2。为避免过亮的信号灯对人产生“眩光”刺馓，信号灯的背景亮度应该较低。v 信号灯的亮度与视距 信号灯的亮度与视距的关系受环境、气象、警戒级别等影响，针对具体问题，设计时需需查阅相关的技术资料。IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 2 2、信号灯的颜色、信号灯的颜色v 信号灯的颜色与图形符号颜色的使用规则相同.例:红色:警戒、禁止、停顿等，黄色:提请注意，蓝色表示指令，强制行为,绿色:安全或正常，白色无特定含义等。I

47、V第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 3 3、稳光与闪光信号的闪频、稳光与闪光信号的闪频v 闪光信号灯可提高信号的察觉性，造成紧迫的感觉，更适宜用于一般警示，险情警示及紧急警告等v 一般警示，例如路障警示等，可用1Hz以下的较低闪频，(双跳灯)v 紧急、重大险情，应采用较高闪频，并与声信号结合使用，例如消防车、急救车所使用的信号。IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 4 4、信号灯的形状、组合和编码、信号灯的形状、组合和编码v 把信号灯与图形符号相结合，通过信号灯的形状来增加它信息含量的方法，现在已被日益广泛地应用，例如：v 用箭头“”、“”、“”、“”、“”、“”表示前进方向，v

48、用“”、“”、“”或“”中加一从左上到右下方向的45斜杠表示禁止，v 用“!”表示注意险情或警告，等等。IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 v 采用多个信号灯的组合，可显示较为复杂的信息内容。IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 图图 显示飞机着陆过程的信号灯系统显示飞机着陆过程的信号灯系统v 通过信号灯颜色、形状、位置的变换组合，来更有效地增加其信息量，称为信号灯的编码。IV第四节第四节 信号显示设计信号显示设计 图图 汽车尾灯系统的信号编码示例汽车尾灯系统的信号编码示例1红色信号灯，指示有车、制动和转向红色信号灯，指示有车、制动和转向 2红色信号灯，指示制动和转向红色信号灯，指示制动和转向3红色信号灯，指示有车红色信号灯，指示有车 4绿色信号灯，指示有车绿色信号灯，指示有车5绿色信号灯，指示车速绿色信号灯，指示车速88km/h 6绿色信号灯，指示车速小于绿色信号灯，指示车速小于56km/h 7红色信号灯，指示车速小于红色信号灯，指示车速小于8km/h 8黄色信号灯，指示转向；黄色信号灯，指示转向；9红色信号灯，指示制动和滑行红色信号灯，指示制动和滑行