第3章 人体感知与信息处理及输出系统概要
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优选人体感知与信息处理及输出系统
人体感知与信息处理及输出系统
第三章 导学
2 视觉机能及其特征
视觉刺激 视觉机能
视觉系统 视觉特征
视错觉
掌握人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细 胞和视锥细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的 概念及计算公式；了解视野与视距、中央视觉和周围 视觉、双眼视觉和立体视觉、色觉和色视野，理解暗 适应和明适应的概念和过程；掌握人的视觉特征。
3.2.4 视觉特征
1.眼睛运动速度及疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。 3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。 4.观察优先性：左上—右上—左下—右下（图3-9）。
视区内的仪表布置必须考虑这一点。 5.设计依据：应以双眼视野为设计依据。 6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；
如果周围视觉的视野范围缩小 到10°以内称为工业盲。
3.2.3 视觉机能
4.双眼视觉和立体视觉
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。 5.色觉和色视野
色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围， 见图3-7。 6.暗适应和明适应
当人从亮处进入暗处时，需要经过一段适应的时 间才能看清物体，这种适应过程称为暗适应，反之为 明适应。见图3-8。
随着年龄增大，人对高频声波的感受能力逐渐减弱， 但对1000Hz以下低频声波的感受能力变化不大。 见图3-13。
3.3.3 听觉特性
2.方向敏感度（双耳效应）
双耳效应产生的原因：声音到达两耳的微小时间差、 强度差和由于头部对声音阻挡而使声音频谱发生改变。
声音的频率越高，辨别声音方向越容易，即：听觉 的方向敏感性随频率增大而增大。
难点： 1.视角、视力、临界视角的概念及计算公式； 2.声压级的定义和计算方法，双耳效应产生的原因，听 觉的方向敏感性与频率的关系，掩蔽、掩蔽效应和听觉 残留的概念。
第三章 导学
2 视觉机能及其特征
视觉刺激 视觉机能
视觉系统 视觉特征
视错觉
掌握人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细 胞和视锥细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的 概念及计算公式；了解视野与视距、中央视觉和周围 视觉、双眼视觉和立体视觉、色觉和色视野，理解暗 适应和明适应的概念和过程；掌握人的视觉特征。
3.2.4 视觉特征
1.眼睛运动速度及疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。 3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。 4.观察优先性：左上—右上—左下—右下（图3-9）。
视区内的仪表布置必须考虑这一点。 5.设计依据：应以双眼视野为设计依据。 6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；
如果周围视觉的视野范围缩小 到10°以内称为工业盲。
3.2.3 视觉机能
4.双眼视觉和立体视觉
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。 5.色觉和色视野
色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围， 见图3-7。 6.暗适应和明适应
当人从亮处进入暗处时，需要经过一段适应的时 间才能看清物体，这种适应过程称为暗适应，反之为 明适应。见图3-8。
随着年龄增大，人对高频声波的感受能力逐渐减弱， 但对1000Hz以下低频声波的感受能力变化不大。 见图3-13。
3.3.3 听觉特性
2.方向敏感度（双耳效应）
双耳效应产生的原因：声音到达两耳的微小时间差、 强度差和由于头部对声音阻挡而使声音频谱发生改变。
声音的频率越高，辨别声音方向越容易，即：听觉 的方向敏感性随频率增大而增大。
难点： 1.视角、视力、临界视角的概念及计算公式； 2.声压级的定义和计算方法，双耳效应产生的原因，听 觉的方向敏感性与频率的关系，掩蔽、掩蔽效应和听觉 残留的概念。
人机工程学-03人体感知PPT精品课件
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
知觉的整体性
在知觉时，把由许 多部分或多种属性 组成的对象看作具 有一定结构的统一 整体，这一特征称 为知觉的整体性。
Department of Industry Design, SME, USTB
视角与视力
视角：被看目标物的 两点光线投入眼球的 交角。
在设计中，视角是确 定设计对象尺寸大小 的依据。
视力是眼睛分辨物体 细节能力的一个生理 尺度，用临界视角的 倒数来表示。
视角
D
L
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Chapter 3: Information Input and Processing
Selectivity of Perception 知觉的选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中优先区分出 来，并予以清晰反映的特征，称为知觉的选择 性。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Misconception 错觉-1 错觉是对外界事物不正确的知觉。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
触觉的定位
头部,面部,手指触觉 定位准确较高; ~1mm
Chapter 3: Information Input and Processing
知觉的整体性
在知觉时，把由许 多部分或多种属性 组成的对象看作具 有一定结构的统一 整体，这一特征称 为知觉的整体性。
Department of Industry Design, SME, USTB
视角与视力
视角：被看目标物的 两点光线投入眼球的 交角。
在设计中，视角是确 定设计对象尺寸大小 的依据。
视力是眼睛分辨物体 细节能力的一个生理 尺度，用临界视角的 倒数来表示。
视角
D
L
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Chapter 3: Information Input and Processing
Selectivity of Perception 知觉的选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中优先区分出 来，并予以清晰反映的特征，称为知觉的选择 性。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
Misconception 错觉-1 错觉是对外界事物不正确的知觉。
Department of Industry Design, SME, USTB
Chapter 3: Information Input and Processing
触觉的定位
头部,面部,手指触觉 定位准确较高; ~1mm
《人机工程学》第三章人体感觉与信息处理
自然的广告
浑然天成
会展中心一
红毯迎宾
l 生活之美，在于发现
人的感觉
一、引言
l 人机关系如图所示：
一、引言
l
一、引言
l 内容： l 感觉系统、神经系统、运动系统的功能限制和
技能特点 l 为人机工学设计和人体生理学、心理学打下基
础
二、感觉和知觉的特征
l 一）、感觉和知觉的定义 l 感觉：直接作用于感觉器官的客观事务个别属性的反
二、感觉和知觉的特征
l 同时对比》》有不同的颜色作的广告，
l
路边的警示牌等—学校西面的广告分析
l 继时对比》》冷热
l
一种坚持30秒后特别甜的糖，用了酸甜继
时对比的感念
l 6）余觉
l 刺激消失，记忆留一定的时间
l 》》电影
l 》》鬼影
l 》》》幻觉
l
二、感觉和知觉的特征
l 三、知觉的基本特征 l 定义：直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况的整
体的反映 1、整体性 l 把许多的部分或多种的属性组成看作具有一定结构的
统一整体。 l 熟悉的物体 l 》》只要有主要特征和个别属性 l 不熟悉的物体 l 》》倾向于感知为一个整体。如： l 数码管 如图的体：
二、感觉和知觉的特征
l 影响知觉整体性的因素有： l 接近
二、感觉和知觉的特征
l 相似
l 二、视觉系统 l 》》眼睛、视神经、视觉中枢的共同活动完成 l 如图：
数字
左视野
文字
右视野
处理文字的能力较强
人的视觉系统
处理数字的能力较强
四、视觉技能及其特征
l 视网膜由三层神经细胞组成，最外层的最重要， 起着不同的作用。
浑然天成
会展中心一
红毯迎宾
l 生活之美，在于发现
人的感觉
一、引言
l 人机关系如图所示：
一、引言
l
一、引言
l 内容： l 感觉系统、神经系统、运动系统的功能限制和
技能特点 l 为人机工学设计和人体生理学、心理学打下基
础
二、感觉和知觉的特征
l 一）、感觉和知觉的定义 l 感觉：直接作用于感觉器官的客观事务个别属性的反
二、感觉和知觉的特征
l 同时对比》》有不同的颜色作的广告，
l
路边的警示牌等—学校西面的广告分析
l 继时对比》》冷热
l
一种坚持30秒后特别甜的糖，用了酸甜继
时对比的感念
l 6）余觉
l 刺激消失，记忆留一定的时间
l 》》电影
l 》》鬼影
l 》》》幻觉
l
二、感觉和知觉的特征
l 三、知觉的基本特征 l 定义：直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况的整
体的反映 1、整体性 l 把许多的部分或多种的属性组成看作具有一定结构的
统一整体。 l 熟悉的物体 l 》》只要有主要特征和个别属性 l 不熟悉的物体 l 》》倾向于感知为一个整体。如： l 数码管 如图的体：
二、感觉和知觉的特征
l 影响知觉整体性的因素有： l 接近
二、感觉和知觉的特征
l 相似
l 二、视觉系统 l 》》眼睛、视神经、视觉中枢的共同活动完成 l 如图：
数字
左视野
文字
右视野
处理文字的能力较强
人的视觉系统
处理数字的能力较强
四、视觉技能及其特征
l 视网膜由三层神经细胞组成，最外层的最重要， 起着不同的作用。
人的信息处理系统模型、输入、处理和输出
人的信息处理系统模型、 输入、处理和输出
第一节 第二节 第三节 第四节
人的信息处理系统模型 人的信息输入 人的信息处理 人的信息输出
2
第四章 人的信息处理系统
本章重点
1、人的信息处理系统模型 2、感觉阀限的含义 3、记忆的三个阶段以及各阶段的特点 4、注意的种类、功能及特征 5、简单反应时与选择反应时的影响因素
有意后注意是注 意的一种特殊形 式。从特征上讲 ，它同时具有无 意注意和有意注 意的某些特征
17
第二节 人的信息输入
由于无意注意是自然而然引起的，维持这种注意并不需要付 出意志的努力，所以不至于产生身心疲劳；有意注意需要付出 意志的努力，长时间的坚持，又会引起疲劳，所以在生活、学 习、工作过程中，通常需要两种注意交替进行。
感觉储存编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有 鲜明的形象性。
13
第二节 人的信息输入
3、感觉储存和工作记忆的交互作用 感觉记忆中能够引起个体注意并被及时识别的信息才能进入工
作记忆。 工作记忆的保持时间大约为5s～2min
4、感知映像的衰退和储存容量 感知记忆随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残
6
第一节 人的信息处理系统模型
三、注意 ➢在信息经过这三个阶段时几乎都离不开注意。在人类信息加工 模型中，注意作为一种重要的心理贯穿信息加工的全过程。 ➢ 注意的重要功能在于对外界大量信息进行过滤、筛选，即选 择并跟踪需要的信息，避开和抑制无关的信息，使需要的信息 在大脑中得到精细的加工。 ➢ 注意在一定条件下，还可以在同一时间内分配给两种或几种 活动。人的注意资源量是有限的，假如有些阶段的信息处理占 用了较多的信息资源，那么其他阶段能分配到的就比较少，它 们处理信息的效率就会因此而降低。
第一节 第二节 第三节 第四节
人的信息处理系统模型 人的信息输入 人的信息处理 人的信息输出
2
第四章 人的信息处理系统
本章重点
1、人的信息处理系统模型 2、感觉阀限的含义 3、记忆的三个阶段以及各阶段的特点 4、注意的种类、功能及特征 5、简单反应时与选择反应时的影响因素
有意后注意是注 意的一种特殊形 式。从特征上讲 ，它同时具有无 意注意和有意注 意的某些特征
17
第二节 人的信息输入
由于无意注意是自然而然引起的，维持这种注意并不需要付 出意志的努力，所以不至于产生身心疲劳；有意注意需要付出 意志的努力，长时间的坚持，又会引起疲劳，所以在生活、学 习、工作过程中，通常需要两种注意交替进行。
感觉储存编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有 鲜明的形象性。
13
第二节 人的信息输入
3、感觉储存和工作记忆的交互作用 感觉记忆中能够引起个体注意并被及时识别的信息才能进入工
作记忆。 工作记忆的保持时间大约为5s～2min
4、感知映像的衰退和储存容量 感知记忆随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残
6
第一节 人的信息处理系统模型
三、注意 ➢在信息经过这三个阶段时几乎都离不开注意。在人类信息加工 模型中，注意作为一种重要的心理贯穿信息加工的全过程。 ➢ 注意的重要功能在于对外界大量信息进行过滤、筛选，即选 择并跟踪需要的信息，避开和抑制无关的信息，使需要的信息 在大脑中得到精细的加工。 ➢ 注意在一定条件下，还可以在同一时间内分配给两种或几种 活动。人的注意资源量是有限的，假如有些阶段的信息处理占 用了较多的信息资源，那么其他阶段能分配到的就比较少，它 们处理信息的效率就会因此而降低。
人的信息处理系统模型、输入、处理和输出
18
第二节 人的信息输入
（四）注意的特性 1、注意的广度
注意广度是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。 一般成人能同时把握4～6个没有意义联系的对象。 2、注意的选择性
注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中 选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。
19
第二节 人的信息输入
在人机系统设计中, 视觉警告信号一般都安排在中央视野范 围内, 采用比其他视觉显示刺激高得多的亮度, 或者采用特殊的 声音作为警告信号, 这些都是利用它们容易引人注意的特点。
推理是指人利用逻辑法则对已掌握的信息进行推演，进而得到 新的知识或信息的一种思维过程。推理有两类，即归纳推理和演 绎推理。
36
第四节 人的信息输出
在人－机系统中，人的信息输出通常表现为效应器官（ 例如手、足、口、眼）的运动，通俗地讲，就是作业过程。 效应器官运动的速度和准确度直接关系到人－机系统的效率 和可靠性。在作业中，人的信息输出主要表现为： ➢ 操作运动的输出 ➢ 言语输出
感觉储存编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有 鲜明的形象性。
13
第二节 人的信息输入
3、感觉储存和工作记忆的交互作用 感觉记忆中能够引起个体注意并被及时识别的信息才能进入工
作记忆。 工作记忆的保持时间大约为5s～2min
4、感知映像的衰退和储存容量 感知记忆随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残
24
第三节 人的信息处理 复述
环境
感觉记忆 短时记忆 长时记忆
信息丧失 信息丧失
图1 记忆信息三级加工模型 注意：只有短时记忆中的信息可被意识
25
第三节 人的信息处理
一、记忆 （一）感觉记忆
外部刺激直接作用于感觉器官产生感觉象后，虽然刺激作用 停止，但感觉象仍可维持极短的片刻（ms）。感觉记忆有很丰富 的信息，但会迅速消失。
第二节 人的信息输入
（四）注意的特性 1、注意的广度
注意广度是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。 一般成人能同时把握4～6个没有意义联系的对象。 2、注意的选择性
注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中 选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。
19
第二节 人的信息输入
在人机系统设计中, 视觉警告信号一般都安排在中央视野范 围内, 采用比其他视觉显示刺激高得多的亮度, 或者采用特殊的 声音作为警告信号, 这些都是利用它们容易引人注意的特点。
推理是指人利用逻辑法则对已掌握的信息进行推演，进而得到 新的知识或信息的一种思维过程。推理有两类，即归纳推理和演 绎推理。
36
第四节 人的信息输出
在人－机系统中，人的信息输出通常表现为效应器官（ 例如手、足、口、眼）的运动，通俗地讲，就是作业过程。 效应器官运动的速度和准确度直接关系到人－机系统的效率 和可靠性。在作业中，人的信息输出主要表现为： ➢ 操作运动的输出 ➢ 言语输出
感觉储存编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有 鲜明的形象性。
13
第二节 人的信息输入
3、感觉储存和工作记忆的交互作用 感觉记忆中能够引起个体注意并被及时识别的信息才能进入工
作记忆。 工作记忆的保持时间大约为5s～2min
4、感知映像的衰退和储存容量 感知记忆随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残
24
第三节 人的信息处理 复述
环境
感觉记忆 短时记忆 长时记忆
信息丧失 信息丧失
图1 记忆信息三级加工模型 注意：只有短时记忆中的信息可被意识
25
第三节 人的信息处理
一、记忆 （一）感觉记忆
外部刺激直接作用于感觉器官产生感觉象后，虽然刺激作用 停止，但感觉象仍可维持极短的片刻（ms）。感觉记忆有很丰富 的信息，但会迅速消失。
第三章人的信息处理能力
第三章人的信息处理能力
表2-1 列出了人体各主要感觉器官的适宜刺激及其识别外界 的特征
感觉类 型 视觉
听觉
嗅觉
味觉
皮肤感 觉 深部感 觉 平衡感 觉
感觉器官
眼
耳
鼻腔顶部嗅 细胞 舌面上的味 蕾 皮肤及皮下 组织 机体神经和 关节 半规管
适宜刺激 可见光
刺激起
源 外部
一定频率范围的 外部 声波
挥发的和飞散的 外部 物质
1感觉的适宜刺激感觉类型视觉感觉器官适宜刺激刺激起源外部识别外界的特征作用眼可见光色彩明暗形状大小位置远近运动方向等鉴别听觉耳一定频率范围的声波外部声音的强弱和高低声源的方向和位置等报警联络表21列出了人体各主要感觉器官的适宜刺激及其识别外界的特征嗅觉鼻腔顶部嗅细胞挥发的和飞散的物质外部香气臭气辣气等挥发物的性质报警鉴别味觉舌面上的味蕾被睡液溶解的物质接触表面甜酸苦咸辣等鉴别皮肤感觉皮肤及皮下组织物理和化学物质对皮肤的作用直接和间接接触触觉痛觉温度觉和压力等报警深部感觉机体神经和关节物质对机体的作用外部和内部撞击重力和姿势等调整平衡感觉半规管运动刺激和位置变化内部和外部放置运动直线运动和摆动等调整人通过感觉器官接收外界的信号刺激这一刺激可能被人感觉到也可能没有被人感觉到
第三章人的信息处理能力
2.2.3适应
感觉器官持续刺激一段时间后，在刺激恒定不变 的情况下，感觉会逐渐减小以致消失，这种现象称为 适应。除痛觉外，适应现象几乎在所有感觉中都存在， 但适应的表征和持续的时间是不同的，例味觉和触觉 适应分别约需30秒和2秒。
2.2.4相互作用
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。例如：人在同 时输入视觉信息时，往往只倾向于注意其中一个而忽略 另一个；如果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。此外，味觉、嗅觉、平 衡觉等都会受其它感觉刺激的影响而发生不同程度的变 化。
表2-1 列出了人体各主要感觉器官的适宜刺激及其识别外界 的特征
感觉类 型 视觉
听觉
嗅觉
味觉
皮肤感 觉 深部感 觉 平衡感 觉
感觉器官
眼
耳
鼻腔顶部嗅 细胞 舌面上的味 蕾 皮肤及皮下 组织 机体神经和 关节 半规管
适宜刺激 可见光
刺激起
源 外部
一定频率范围的 外部 声波
挥发的和飞散的 外部 物质
1感觉的适宜刺激感觉类型视觉感觉器官适宜刺激刺激起源外部识别外界的特征作用眼可见光色彩明暗形状大小位置远近运动方向等鉴别听觉耳一定频率范围的声波外部声音的强弱和高低声源的方向和位置等报警联络表21列出了人体各主要感觉器官的适宜刺激及其识别外界的特征嗅觉鼻腔顶部嗅细胞挥发的和飞散的物质外部香气臭气辣气等挥发物的性质报警鉴别味觉舌面上的味蕾被睡液溶解的物质接触表面甜酸苦咸辣等鉴别皮肤感觉皮肤及皮下组织物理和化学物质对皮肤的作用直接和间接接触触觉痛觉温度觉和压力等报警深部感觉机体神经和关节物质对机体的作用外部和内部撞击重力和姿势等调整平衡感觉半规管运动刺激和位置变化内部和外部放置运动直线运动和摆动等调整人通过感觉器官接收外界的信号刺激这一刺激可能被人感觉到也可能没有被人感觉到
第三章人的信息处理能力
2.2.3适应
感觉器官持续刺激一段时间后，在刺激恒定不变 的情况下，感觉会逐渐减小以致消失，这种现象称为 适应。除痛觉外，适应现象几乎在所有感觉中都存在， 但适应的表征和持续的时间是不同的，例味觉和触觉 适应分别约需30秒和2秒。
2.2.4相互作用
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。例如：人在同 时输入视觉信息时，往往只倾向于注意其中一个而忽略 另一个；如果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。此外，味觉、嗅觉、平 衡觉等都会受其它感觉刺激的影响而发生不同程度的变 化。
第三章人体感知与运动特征3
第三章人体感知与运动特征31. 人体感知人体的感觉系统是指负责接受外界刺激信息的器官和神经。
1.1 视觉视觉是人类最主要的感知途径之一，占所有感知细胞数量的70%以上。
眼睛通过接收光线，将光线信息转化为神经信号，到达视皮层并被解码。
1.2 听觉听觉是指接收声波信息的能力。
人耳是感知声音的器官，接收到的声波信息会被转化为神经信号，传输到听觉皮层并被解码。
1.3 嗅觉嗅觉指的是人类感知气味信息的能力。
人类有数百种嗅觉感受器，能够感知到各种气味。
1.4 触觉触觉是指人类感知物体质地、形状、温度和湿度等信息的能力。
皮肤是最主要的触觉感受器，感受到的信息通过神经传递到感知皮层，并被解码。
1.5 味觉味觉指的是人类感知物体食物的味道的能力。
舌头上有味觉小结，能够感知到甜、咸、酸、苦、麻和辣等味道。
2. 运动特征人体运动特征包括姿势、动作、力量、速度、节奏、精度和协调。
2.1 姿势姿势指的是人体在空间中的位置和方向。
不同的姿势会有不同的运动规律和能量消耗。
2.2 动作动作指的是人体在运动中的不同状态，包括运动状态、静止状态和转移状态。
不同的动作会导致不同的力量、速度和协调度。
2.3 力量力量是人体运动过程中所产生的推动或拉动力。
体力及肌肉力量是影响身体力量的两个主要方面。
2.4 速度速度是指物体在单位时间内移动的距离。
人体在运动中所体现的速度主要与肌肉张力和神经系统的协调性有关。
2.5 节奏节奏指的是人体在动作中的节律感。
节奏感不仅体现在音乐、舞蹈等活动中，也同样体现在运动过程中。
2.6 精度精度是指人体在执行运动时的准确性。
精度方面的表现可以是命中率、预判准确性、反应速度等。
2.7 协调协调指的是人体在运动过程中，各肢体、肌肉、神经系统之间的协调性。
协调性好的人能够更轻松、更快速地完成各种动作。
3. 小结综合来看，人体感知和运动特征是相互关联的，互相影响的。
理解人体感知和运动特征对人们的日常生活、运动训练等方面有着重要的意义。
第三章人体感知与运动特征讲解
第三章人体感知与运动特征讲解人类具有复杂、精细的感觉系统和协调的运动系统，这种感知与运动的能力是我们进行日常生活和社交交往所必需的。
在本章中，我们将探讨人类的感知系统和运动系统的特征和机制。
人类感知系统人类的感知系统包括五种基本感官：视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。
这些感官系统负责接收外界刺激，将它们转化为神经信号，然后传递到大脑中接受后续处理。
视觉系统视觉系统是人类最重要的感觉系统之一。
眼睛接收到光线，转换成神经信号，并通过视神经传输到大脑的视觉皮层进行处理和解释。
在视觉感受中，眼球通过调整焦距，使得物体被聚焦在视网膜上，视网膜上的感光细胞则将光能转换成电能，然后传递到大脑皮层进行处理。
视觉系统是复杂的，涉及许多脑区的相互协作。
视觉信息从视网膜进入视丘，随后到达视觉皮层，在这里进行两种不同的处理：一种是基于短时间内所接收到的信息形成的，另一种则是基于长时间内所形成的信息整体上所呈现的特征。
视觉特征如形状、颜色、运动、空间和深度知觉等，均与这些处理相关。
听觉系统听觉系统由耳朵负责感受声音，转换成神经信号并传输到大脑进行处理。
人耳主要由外耳、中耳和内耳三部分组成。
外耳捕捉到声音，并将其转换为中耳的振动。
中耳中的鼓膜通过上下摆动引起三个小骨头（锤骨、砧骨和剪刀骨）的振动，从而将声音信号传输到内耳。
其中，内耳由一系列液体和毛细胞组成，它们将声波转化为神经信号，然后通过听神经传输到大脑。
听觉信息在大脑中的处理十分复杂，涉及许多脑区。
人类听觉系统非常敏锐，能够接受极为低弱的声音信号，并能够将不同频率的声音区分开来。
触觉系统触觉系统由皮肤、周围神经和中枢神经系统所组成。
人类皮肤包含数十亿个感受器，能够感受到各种物理和化学刺激，如压力、温度、痛觉和触觉等。
这些信号被传输到周围神经系统，然后到达大脑中相应的皮层处理。
触觉信息的处理是复杂的，涉及多个脑区的相互协同作用。
触觉特征如压力、震动、纹理和形状等与这种处理相关。
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第三章 人体感知与信息处理及输出系统
第三章 导学
学习内容与目标： 1
人在系统中的功能
人的感知响应过程
人体的主要感觉通道与适用信息
了解人与外界发生联系的三个子系统；了解人体
的主要感觉通道及其适用场合。
人因工导学
2
视觉机能及其特征
视觉刺激 视觉机能 视觉系统 视觉特征
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
3.2.3 视觉机能 3.中央视觉和周围视觉 中央视觉—视锥细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉—视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。
如果周围视觉的视野范围缩小 到10°以内称为工业盲。
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
1.视角、视力、临界视角的概念及计算公式； 2.声压级的定义和计算方法，双耳效应产生的原因，听 觉的方向敏感性与频率的关系，掩蔽、掩蔽效应和听觉 残留的概念。
人因工程学（ Ergonomics ） 西南科技大学
3.1 人在系统中的功能
人是系统中的重要“环节”，人与外界发生联系 的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动 系统，见图3-1。 1.人的感知响应过程
3.2.3 视觉机能
视力：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。 视力=1/临界视角
临界视角：能够分辨的最小物体的视角 （单位：′）
按标准规定，人站在离视力检 查表5m远处观看表中第十行“E” 字，若能分辨清楚，视力为1.0即 视力正常，此时的临界视角=1´。
人因工程学（ Ergonomics ）
人接受到外界信息（刺激）而作出一定反应，这 一过程称为感知响应过程。
2.人体的主要感觉通道及其适用场合，见表3-1。
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉刺激
视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的
光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为 380~780nm，见图3-2。
3.3.2 听觉系统 起主要作用的部位：内耳耳蜗；
起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分。 （见图3-11）
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
3.3.3 听觉特性 1.人耳的听觉范围
6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.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。（图3-10：交通标志）
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3.3 听觉机能及其特征
3.3.1 听觉刺激 听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物 体，人的听感范围：20~20000Hz。
视错觉
掌握人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细 胞和视锥细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的 概念及计算公式；了解视野与视距、中央视觉和周围 视觉、双眼视觉和立体视觉、色觉和色视野，理解暗 适应和明适应的概念和过程；掌握人的视觉特征。
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第三章 导学
人因工程学（ Ergonomics ）
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3.2.3 视觉机能 1.视角与视力 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。
α=2arctg(D/2L) α—视角（单位：′）； D—被视对象上两端点的直线距离； L—眼睛到被视对象的距离，称为视距。
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3.2.4 视觉特征 1.眼睛运动速度及疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。
3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。
4.观察优先性：左上—右上—左下—右下（图3-9）。 视区内的仪表布置必须考虑这一点。
5.设计依据：应以双眼视野为设计依据。
3.2.3 视觉机能 4.双眼视觉和立体视觉 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。 5.色觉和色视野 色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围， 见图3-7。 6.暗适应和明适应 当人从亮处进入暗处时，需要经过一段适应的时 间才能看清物体，这种适应过程称为暗适应，反之为 明适应。见图3-8。
3
听觉机能及其特征
听觉刺激 听觉系统 听觉特性
掌握人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听 阈和痛阈的概念；了解双耳效应产生的原因，理解听觉 的方向敏感性与频率的关系；掌握掩蔽、掩蔽效应和听 觉残留的概念。
人因工程学（ Ergonomics ）
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第三章 导学
4
人的信息处理系统
了解人机之间的信息传递和处理过程。 5
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3.2.3 视觉机能 2.视野与视距 视野：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。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视 野，见图3-5，3-6。 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种 工作视距推荐值参阅表3-3。
一般应根据观察目标的大小和 形状以及工作要求确定视距，普通 操作的视距范围在38～76cm之间， 在56cm处最为适宜。
人的信息输出系统
反应时间 运动速度 运动准确性
掌握反应时间的概念、组成及分类；了解人体动作 轨迹特征；理解运动速度与准确性的关系。
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第三章 导学
重点： 1.人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细胞和视锥 细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的概念及计算 公式，人的视觉特征； 2.人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听阈和痛 阈的概念，掩蔽、掩蔽效应和听觉残留的概念； 3.反应时间的概念、组成及分类。 难点：
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3.2.2 视觉系统
视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完 成的，见图3-3 。 眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为
21~25mm的球体，质量约为7g。其基本构造与
照相机类似，见图3-4。 视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞， 它们是接受信息的主要细胞，其主要性质见表3-2。
第三章 导学
学习内容与目标： 1
人在系统中的功能
人的感知响应过程
人体的主要感觉通道与适用信息
了解人与外界发生联系的三个子系统；了解人体
的主要感觉通道及其适用场合。
人因工导学
2
视觉机能及其特征
视觉刺激 视觉机能 视觉系统 视觉特征
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3.2.3 视觉机能 3.中央视觉和周围视觉 中央视觉—视锥细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉—视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。
如果周围视觉的视野范围缩小 到10°以内称为工业盲。
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1.视角、视力、临界视角的概念及计算公式； 2.声压级的定义和计算方法，双耳效应产生的原因，听 觉的方向敏感性与频率的关系，掩蔽、掩蔽效应和听觉 残留的概念。
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3.1 人在系统中的功能
人是系统中的重要“环节”，人与外界发生联系 的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动 系统，见图3-1。 1.人的感知响应过程
3.2.3 视觉机能
视力：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。 视力=1/临界视角
临界视角：能够分辨的最小物体的视角 （单位：′）
按标准规定，人站在离视力检 查表5m远处观看表中第十行“E” 字，若能分辨清楚，视力为1.0即 视力正常，此时的临界视角=1´。
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人接受到外界信息（刺激）而作出一定反应，这 一过程称为感知响应过程。
2.人体的主要感觉通道及其适用场合，见表3-1。
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3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉刺激
视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的
光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为 380~780nm，见图3-2。
3.3.2 听觉系统 起主要作用的部位：内耳耳蜗；
起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分。 （见图3-11）
人因工程学（ Ergonomics ）
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3.3.3 听觉特性 1.人耳的听觉范围
6.接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.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。（图3-10：交通标志）
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3.3 听觉机能及其特征
3.3.1 听觉刺激 听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物 体，人的听感范围：20~20000Hz。
视错觉
掌握人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细 胞和视锥细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的 概念及计算公式；了解视野与视距、中央视觉和周围 视觉、双眼视觉和立体视觉、色觉和色视野，理解暗 适应和明适应的概念和过程；掌握人的视觉特征。
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第三章 导学
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3.2.3 视觉机能 1.视角与视力 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。
α=2arctg(D/2L) α—视角（单位：′）； D—被视对象上两端点的直线距离； L—眼睛到被视对象的距离，称为视距。
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3.2.4 视觉特征 1.眼睛运动速度及疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。
3.准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。
4.观察优先性：左上—右上—左下—右下（图3-9）。 视区内的仪表布置必须考虑这一点。
5.设计依据：应以双眼视野为设计依据。
3.2.3 视觉机能 4.双眼视觉和立体视觉 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。 5.色觉和色视野 色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围， 见图3-7。 6.暗适应和明适应 当人从亮处进入暗处时，需要经过一段适应的时 间才能看清物体，这种适应过程称为暗适应，反之为 明适应。见图3-8。
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听觉机能及其特征
听觉刺激 听觉系统 听觉特性
掌握人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听 阈和痛阈的概念；了解双耳效应产生的原因，理解听觉 的方向敏感性与频率的关系；掌握掩蔽、掩蔽效应和听 觉残留的概念。
人因工程学（ Ergonomics ）
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第三章 导学
4
人的信息处理系统
了解人机之间的信息传递和处理过程。 5
西南科技大学
3.2.3 视觉机能 2.视野与视距 视野：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。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视 野，见图3-5，3-6。 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种 工作视距推荐值参阅表3-3。
一般应根据观察目标的大小和 形状以及工作要求确定视距，普通 操作的视距范围在38～76cm之间， 在56cm处最为适宜。
人的信息输出系统
反应时间 运动速度 运动准确性
掌握反应时间的概念、组成及分类；了解人体动作 轨迹特征；理解运动速度与准确性的关系。
人因工程学（ Ergonomics ）
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第三章 导学
重点： 1.人眼可以感受到的光波的波长范围，视杆细胞和视锥 细胞的主要性质，视角、视力、临界视角的概念及计算 公式，人的视觉特征； 2.人的听感范围，声压级的定义和计算方法，听阈和痛 阈的概念，掩蔽、掩蔽效应和听觉残留的概念； 3.反应时间的概念、组成及分类。 难点：
人因工程学（ Ergonomics ）
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3.2.2 视觉系统
视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完 成的，见图3-3 。 眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为
21~25mm的球体，质量约为7g。其基本构造与
照相机类似，见图3-4。 视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞， 它们是接受信息的主要细胞，其主要性质见表3-2。