第八章信息的聽覺傳示聽覺的特征聽覺傳示的信息類型與設計原則信息的聽覺傳示裝置8．1聽覺特征

8．1．1聲音的波形振動：物體在平衡位置附近的往復運動。物體振動會發出聲音。聲源：振動的物體叫做聲源。聲音介質：傳播聲音的物質叫做聲音介質。單音（純音）、復音：具有一定的周期和只有一種簡單頻率、波形為正弦波的聲音，稱為單音或純音，其他為復音。樂音、噪音：由頻率成整數比值的幾個純音可以形成樂音，或周期音。由不規則波構成非周期音，或噪音。白噪音：包含各種可聽到的聲音。8．1．2．人耳與聲波傳導1人耳的構造人的聽覺器官是耳。耳包括外耳、中耳和內耳三部分，如圖所示。外耳包括耳廓和外耳道，有保護耳孔、集聲和傳聲的作用。中耳包括鼓膜、鼓室以及連接鼓室與鼻咽腔的咽鼓管。內耳包括耳蝸、前庭和半規管。2聲波的傳導鼓膜—聽骨—前庭窗膜—外淋巴、內淋巴、基底膜

—蝸神經末梢—電信號—神經傳導—聽覺低級中樞—大腦聽覺中樞｜-----外耳(聲能)----｜---中耳(機械能)-｜-內耳(液態能)-｜-中樞(電能)-｜構造包含器官各器官之基本功能外耳1.耳廓

2.外耳道

3.鼓膜1.收集聲波。

2.把聲波傳到耳膜，有放大效果。

3.外耳、中耳之分界線，聲波撞擊耳膜時，會引起耳膜之振動，傳入三塊聽小骨。中耳4.錘骨

5.砧骨

6.鐙骨

7.卵圓窗

8.咽鼓管4-6.合稱「聽骨鏈」，以「杠桿原理」，把聲波的能量轉成「機械能，從外耳經中耳送到內耳，有放大效果。

7.是內耳門戶，鐙骨振動，引起內耳淋巴液波動，最后經由圓窗得到釋放

8.連接中耳腔與咽喉部，排除積聚在中耳的液體，維持耳膜兩邊氣壓平衡內耳9.前庭

10.半規管

11.耳蝸

12.聽神經9.10.維持身體平衡。

11.有約1萬余計的毛細胞，將「液態能」轉換成「電能」，連接聽神經傳至大腦。

12.將電能傳送至大腦，產生聽覺8．1．3．人耳的分辨能力可聽范圍辨別聲音的強弱辨別聲音的方向和距離可聽范圍人的頻率聽覺范圍：20Hz~20,000Hz聲壓聽覺范圍：0.00002Pa為聽閾；20Pa為痛閾。辨別聲音的強弱受過良好訓練的被試者，在良好的聲環境條件下，聽覺器官能夠覺察到0.5dB的強度變化，因此在人機系統設計運用強度變化傳遞信息時，必須考慮沒有接受過訓練的作業者。辨別聲音的方向和距離聽覺器官具有方位辨別能力，主要根據聲信號到達兩耳的強度差和時間差判別聲源方向。其中對高頻聲信號根據強度差，對低頻聲信號則根據時間差來判斷。判斷聲源的距離主要依靠人的主觀經驗。

8．1．4．聽覺的掩蔽效應兩種聲音同時存在會出現聲音之間的掩蓋作用。1掩蔽的特征強的聲音可以掩蓋弱的聲音聽兩個音調相近的聲音，所聽到是被低頻調制了的單頻聲音。一個聲音為另一個聲音掩蔽的現象，叫做掩蔽。一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽而增強的現象，叫掩蔽效應。2掩蔽效應的范圍從掩蔽效應曲線8.4可以看到，曲線上的一些凹谷，思考一下其特點是什么？產生的原因是什么？3殘余掩蔽掩蔽聲去掉以后，掩蔽效應仍然會存在一會兒，人的聽閾復原需要一定的時間。我們稱為殘余掩蔽。這是一種聽覺疲勞。與刺激的時間和強度有關?！坝嘁衾@梁，三日不絕”4掩蔽對語言的影響噪音對語言的掩蔽不僅使聽閾提高，對語言的清晰度有影響。噪聲超過說話10-15dB， 必須全神貫注才能聽清；噪聲超過說話20-25dB，根本無法聽清說話聲音。噪聲在800~2500Hz（人的語言頻率），影響最大。8．2聽覺傳示

8．2．1聽覺傳示的信息類型機械聲信息、語言聲信息1機械聲信息與語言聲信息的比較項目機械聲信息語言聲信息信息聲性質音調信號系統語言信號系統信息內容單一或單純多變復雜信息源不一定清楚一般清楚信息互換性一般不互換互換可懂度熟悉編碼可以懂語言相通可以懂信息處理立即處理各種情況都可以環境影響影響較大一般影響小時間性瞬時可以瞬時和延續2適合機械聲系統的信息類型非常簡單又暫時的信息與后續信息無關的信息；應急信息；需要立即作出反映的信息；等3適合語言聲系統的信息類型需要靈活機動的通信場合；需要能辨別信息源的場合；聽者未掌握信號編碼的場合；信息涉及到一些準備時間的場合；等8．3聽覺傳示信息類型和設計準則

一致性原則選用反映物理量的信號和編碼時，應當選用使用者熟悉或在邏輯上有聯系的信號及編碼。漸進性原則信息表示復雜內容時，信號可以分為兩步或三步設置。不變原則：同樣信號表示同樣的信息內容，不混雜，不交叉，這樣可以提高識別度。適應原則：信號強度不宜過大過小，要適應人的承受能力和識別能力。8．3信息聽覺傳示裝置8．3．1聲納利用水聲進行定位，定向用的裝置叫做聲納。送波用聲納裝置：向水中發射各種形式的聲信號，碰到目標時產生回波，經過多普勒頻移等等裝置系統，對回波分析，得到所需要的信息。受波用聲納裝置：不主動發射聲波，通過裝置接受水中目標的噪聲場，得出目標信息。聲納8．3．2水聲測深裝置在船上向下發射聲脈沖，測出發射和收到回波的時間就能知道海深了。把測深儀的功率加大,頻率降低,則發出的聲波就能透射進海底地層,并能記錄不同地質層間的反射,這就構成了海底地層剖面儀。將測深儀的發射、接受固定在海底，接受海面回波，就可以測量海面波浪、潮汐。

8．3．3水聲控制與通訊裝置在海洋工程和航海工程領域有廣泛應用。比如潛水員的通訊；潛艇之間；潛艇與水面之間的聯系；海面上發布指令等；控制水下儀器、設備作業（如海底油井）。8．3．4音響報警裝置1音響報警裝置的種類蜂音器：聲壓級低，50~60dB；頻率較低。鈴：較蜂音器聲壓頻率都高。角笛：吼聲和尖叫聲。汽笛：聲頻率和聲強高，適用于緊急事態的音響報警。報警器：聲音強度大，頻率由低向搞，可以抵抗噪聲干擾。2．音響報警裝置設計要點傳播距離遠的時候，要使