人机工程学

错觉（？）
视觉机能及其特征
• 视觉概述
• 视觉系统 • 视觉刺激
• 视觉机能
• 视觉特征
视觉概述
在人们认知世界的过程中，大约有80%的 信息是通过视觉系统获得的，14%来自耳朵， 6%来自其他器官。因此，视觉系统是人与外 界相互联系的最主要途径。
视觉系统
和 视 觉视 中觉 枢系 的统 共是 同由 活眼 动睛 完、 成视 。神 经
刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别 量。
适应
感觉器官经过连续刺激一段时间后，在 刺激不变的情况下，感觉会逐渐减少以致消 失，这种现象称为“适应” 。通常所说“久 而不闻其臭”就是嗅觉器官产生适应的典型 例子。 适应表现的速度是不同的。除暗适应外， 其余各种感觉适应大都表现为感觉逐渐下降 乃至消失。视觉适应中的暗适应约需30min以 上；明适应约需1min；听觉适应约需1min。
感觉和知觉的特征 视觉机能及其特征
听觉机能及其特征
其他感觉机能及其特征 人的信息处理系统
运动系统的机能及其特征
人的运动输出
课后练习
感觉和知觉的特征
• • • • • •
感觉 知觉 感觉与知觉的联系 感觉与知觉的区别 感觉的基本特性 知觉的基本特性
感觉：定义
感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事 物个别属性的反映，是人们了解自身状态和 认识客观世界的开端，也是一切复杂心理活 动的基础和前提。
视距是指人在操作系统中正常的观察距 离。一般操作的视距范围在38－76cm之间。 视距过远或过近都会影响认读的速度和准确 性，而且观察距离与工作的精确程度密切相 关，因而应根据具体任务的要求来选择最佳 的视距。表8一1几种工作任务的视距的推荐 值（见书Ｐ106页） 。
视野与视距（补充）
视野按眼球的工作状态可分为：静视野、 注视野和动视野三类。注视野是指在头部固 定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范 围；动视野是指头部固定而自由转动眼球时 的可见范围。 在人的三种视野中，注视野范围最小， 动视野范围最大。 人机工程中，一般以静视野为以据设计 视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。
心理学解释
心理学上认为，“第六感”是基于内省 和观察之间的一种获得知识的方法。这种方 法不需要应用知觉进行信息加工，而是使用 一些尚未知晓的机制，直接判断是基于对不 确定的感觉和印象的经验。
第六感觉是女人的专利吗？
一些科学家认为，其实男性也和女性一 样拥有神秘的“第六感” ，只不过由于社会 的原因，男性往往不得不表现的更加雄辩、 更加尊重逻辑，因而忽略了感觉，这也许就 是我们将“第六感”归为女性专利的原因吧！
当用单眼视物时，只能看到物体的平面， 即只能看到物体的高度和宽度。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，形成所谓立体视觉。立体视觉产生 的原因，主要因为同一物体在两视网膜上所 形成的象并不完全相同，右眼看到物体的右 侧面较多，左眼看到物体的左侧面较多，其 位置虽略有不同，但又在对称点的附近。最 后，经过中枢神经系统的综合，而得到一个 完整的立体视觉。
视觉系统
和 视 觉视 中觉 枢系 的统 共是 同由 活眼 动睛 完、 成视 。神 经
视觉系统：眼球结构
人 眼 是 直 径 为 21~25mm 的 球 体
视觉系统：眼睛结构示意图
视觉系统：视网膜
视网膜由三层神经细胞组成，最外层是 最重要的，其中包括视杆细胞和视锥细胞， 他们是接受信息的主要细胞。
视角与视力（二）
视角与视力（三）
眼睛能分辨被看物体最近两点的视 角，称为临界视角。
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：
视力 1 能够分辨的最小物体的视角
视角与视力（四）
视角与视力（五）
视野与视距（一）
视野是指人的头部和眼球固定不动的情 况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的 空间范围，常以角度来表示。视野的大小和 形状与视网膜上感觉细胞的分布状况有关， 可以用视野计来测定视野的范围。正常人两 眼的视野： 水平视野 垂直视野
对比
同一感受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 的现象称为对比。 感觉的对比分为同时对比和继时对比两种。
余觉
刺激取消以后，感觉可以存在一极短时 间，这种现象叫“余觉”。例如，在暗室里 急速转动一根燃烧着的火柴，可以看到一圈 火花，这就是由许多火点留下的余觉组成的。
色 盲 测 定 图
色觉与色视野（三）
色觉视野：不同的颜色对人眼的刺激不 同，所以视野也不同。
暗适应与明适应（一）
当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清 物体，而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。 暗适应过程开始时，瞳孔逐渐放大，进 入眼睛的光通量增加。同时对弱刺激敏感的 视杆细胞也逐渐转入工作状态，由于视杆细 胞转入工作状态的过程较慢，因而整个暗适 应过程大约需30min左右才能趋于完成。 眼睛暗适应能力未形成，黄昏开车莫贪快！
整体性（三）
在感知不熟悉的对象时，则倾向于把它 感知为具有一定结构的有意义的整体。在这 种情况下，影响知觉整体性的因素有以下几 个方面：
１、接近 ２、相似 ３、封闭 ４、连续
整体性（四）
整体性（五）
选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中优先 地区分出来，并予以清晰反映的特性，叫知 觉的选择性。 从知觉背景中区分出对象来，一般取决 于下列条件： １、对象和背景的差别 ２、对象的运动 ３、主观因素
第三篇 第七章
概述（一）
如果把操作者作为人机系统中的一个 “环节”来研究，则人与外界直接发生联系 的主要是三个系统，即感觉系统、神经系统、 运动系统，其他六个系统则认为是人体完成 各种功能活动的辅助系统。人在人机系统中 的作用可由图3-１来加以说明。
概述（二）
本次课我们将学习
• • • • • • • •
双眼视觉和立体视觉（二）
三维立体画是利用人眼立体视觉现象制 作的绘画作品。普通绘画和摄影作品，包括 电脑制作的三维动画，只是运用了人眼对光 影、明暗、虚实的感觉得到立体的感觉，而 没有利用双眼的立体视觉，一只眼看和两只 眼看都是一样的。充分利用双眼立体视觉的 立体画，将使你看到一个精彩的世界。
双眼视觉和立体视觉（三）
中央视觉和周围视觉
在视网膜上分布着视锥细胞多的中央部 位，其感色力强，同时能清晰地分辨物体， 用这个部位视物的称为中央视觉。 视网膜上视杆细胞多的边缘部位感受多 彩的能力较差或不能感受，故分辨物体的能 力差。但由于这部分的视野范围广，故能用 于观察空间范围和正在运动的物体，称其为 周围视觉。
双眼视觉和立体视觉（一）
相互作用（一）
在一定条件下，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称 为感觉的相互作用。
相互作用（二）
例如：同时输入两个视觉信息，人往往 只倾向于注意其中一个而忽视另一个；如同 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％；当视觉信息 与听觉信息同时输入时，听觉信息对视觉信 息的干扰较大，视觉信息对听觉信息的干扰 较小。
人体各主要感觉器的适宜刺激及其识别 特征如表7-1（书P80页）。
感觉阈限（一）
感觉阈下限 刚刚能引起感觉的最小刺激量。 感觉阈上限 能产生正常感觉的最大刺激量。
绝对感觉阈值
能被感觉器官所感受的刺激强度范围。
感觉阈限（二）
差别感觉 当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作 用于某一感觉器官时，它们在强度上的差别 必须达到一定程度，才能引起人的差别感觉 差别感觉阈限
感觉：类型
视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉、 本体感觉等。本体感觉能告知操作者躯体正 在进行的动作及其相对于环境和机器的位置； 而其他感觉能将外部环境的信息传递给操作 者。
知觉：定义
知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的 客观事物和主观状况整体的反映。
感觉与知觉的联系
感觉和知觉都是客观事物直接作用于感 觉器官而在大脑中产生对所作用的反映。在 生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直 接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分 而存在于知觉之中，很少有孤立的感觉存在， 在心理学中称为“感知觉”。
对象和背景的差别
对象和背景的差别越大（包括颜色、形 态、刺激强度等方面），对象越容易从背景 中区分出来，并优先突出，给予清晰的反映， 反之，就难予区分．例如，重要新闻用红色 套印或用特别的字体排印就非常醒目，特别 容易区分。
对象的运动
在固定不变的背景上，活动的刺激物容 易成为知觉对象。例如，航道的航标用闪光 作信号，更能引人注意，提高知觉效率。
错觉（一）
以错 正 下觉 确 是是 的 错 典知 知 觉 型觉 觉 是 的恒 。 对 错常 总 外 觉性 的 界 ：的 来 事 颠说物 倒，不 。
错觉（二）
错觉（三）
错觉（四）
错觉产生的原因目前还不很清楚，但它 已被人们大量地利用来为工业设计服务。例 如，表面颜色不同而造成同一物品轻重有别 的错觉，早被工业设计师所利用小巧轻便的 产品涂着浅色，使产品显得更加轻便灵巧； 而机器设备的基础部分则采用深色，可以使 人产生稳固之感。从远处看，圆形比同等面 积的三角形或正方形要大出约1/10，交通上 利用这种错觉规定圆形为表示“禁止”或 “强制”的标志等等。
双眼视觉和立体视觉（四）
双眼视觉和立体视觉（五）
立体视觉的效果并不全靠双眼视觉，如 物体表面的光线反射情况和阴影等，都会加 强立体视觉的效果。 此外，生活经验在产生立体视觉效果上 也起一定作用：例如近物色调鲜明，远物色 调变淡，极远物似乎是兰灰色。
色觉与色视野（一）
三 原 色 学 说
色觉与色视野（二）
感觉与知觉的区别
感觉反映的是客观事物的个别属性，而 知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质 较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有 主观成分如人的知识、经验、需要、动机、 兴趣等因素直接影响知觉的过程。