第六章

顯示器與控制器設計

第四章人機界面設計本章知識框架人機界面設計人機界面簡介視覺顯示器的設計聽覺顯示器的設計控制器的設計視覺顯示器的類型視覺顯示器設計原則視覺顯示器空間特性的設計要求視覺顯示器的信息編碼符號標志聽覺顯示器設計的一般原則聽覺信號編碼聽覺告警信號第四章人機界面設計一、人機界面簡介1.概念：界面（interface）：兩物交接的地方人機界面（man-machineinterface）：人同機器硬件及軟件間的界面。2.人-機硬件界面硬件：是人機系統中為人所使用的各種有形體的機具構件研究人機界面就是要研究人與顯示器、控制器達到理想的匹配3.人-機軟件界面 在人機系統中，人與機器的信息交換，除了必須依靠硬件界面外，還需依賴軟件（software）界面第四章人機界面設計二、視覺顯示器的設計1.視覺顯示器利用人的視覺通道傳遞信息的裝置手表、電視機、計算器分類顯示狀態：動態、靜態顯示功能：定性、定量結構和顯示方式：表盤指針式、信號燈、電 子顯示器第四章人機界面設計第四章人機界面設計二、視覺顯示器的設計2.視覺顯示器的設計和選用原則：選用最適宜的視覺刺激維度作為傳遞信息的代碼顯示精度與人的視覺辨認特征相適應盡量采用形象直觀并于人的認知特點相匹配的顯示格式盡可能實現綜合顯示目標和背景之間有適宜的對比關系具有良好的照明水平和系統兼容性第四章人機界面設計二、視覺顯示器的設計3.視覺顯示器空間特性的設計要求a.顯示器的空間設置設定觀察角度：水平視線偏15°為最佳觀察角度視覺作業區：人眼對視野不同區域察覺和辨別能力有所不同，對于搜索作業中心視野優于邊緣視野b.空間排列原則重要性原則、使用頻數原則、功能原則、使用順序原則c.顯示器各元素的最小允許尺寸顯示器尺寸往往是影響能見性和清晰度的重要原因。刻度標記：大、中、小刻度間距：刻度間距最好設計成與需要讀出的最小單位在刻度盤上的讀數一致，盡量避免內插讀數第四章人機界面設計二、視覺顯示器的設計4.視覺顯示器的信息編碼1、單維視覺編碼用視覺刺激物的單一屬性作為代碼進行的信息編碼稱為單維視覺編碼顏色、形狀、線長、亮度、面積、閃光、字母等都可用作單維視覺編碼２、多維視覺編碼多維視覺編碼指同時將兩個以上刺激特征結合一起作為代碼的視覺編碼多維余度編碼、多維復合編碼第四章人機界面設計二、視覺顯示器的設計5.符號標志符號標志的選擇符號編碼作為傳遞信息的編碼具有簡單、不受文化知識和語言差異限制的優點評價符號標志的適用性通常采用直選法、主觀評價法、反應時法、混淆矩陣法符號設計中的知覺因素形-基分明、邊界明顯、閉合、簡明、整體第四章人機界面設計三、聽覺顯示器的設計概述：聽覺顯示器是利用聲音通過人的聽覺通道向人傳遞信息的裝置。聲音聽覺顯示器、言語聽覺顯示器優缺點:易引起人的隨意注意，反應速度快，不受照明條件限制信道容量低于視覺，對復雜信息模式的短時記憶保持時間較短第四章人機界面設計三、聽覺顯示器的設計1.聽覺顯示器設計的一般原則使它與人的聽覺通道特征相匹配聽覺刺激所代表的意義一般應與人們已經習慣的或自然的聯系相一致避免采用聲音的強度、頻率、持續時間等信息代碼的極端值信號的強度應高于背景的噪音盡量使用間歇和可變的聲音信號，不同聲音信號應當分時段呈現顯示復雜的信息時可采用兩級信號第四章人機界面設計三、聽覺顯示器的設計2.聽覺信號編碼在聲音信號編碼中，常使用聲音的強度、頻率、持續時間、方位等維度特征，人對不同聲音信號的識別依賴于人對信號特征的絕對辨別能力。維度等級數強度4-5頻率4-7持續時間2-3第四章人機界面設計三、聽覺顯示器的設計3.聽覺告警信號a.聽覺告警顯示器的選擇汽笛、霧角、蜂鳴器、哨子b.告警信號的選擇1）告警信號的音高頻率范圍應以150-1000Hz為宜2）信號至少應該由4個主要頻率組成3）信號盡量用諧音頻率成分組成4）信號的主要頻率成分中至少有2/5的諧音成分落入1000-4000Hz的頻率范圍內5）采用使信號基頻滑移的方法向接受者傳遞緊急事件的信息第四章人機界面設計四、控制器的設計概述：控制器是人用以將控制信息傳遞給機器，使之執行控制功能的裝置人也通過觸覺和本體覺從控制器那里接受到完成作業所需要的反饋信息1.控制器的分類操作所用的身體器官或行為：手控制器、足控制器、言語控制器輸入信息的特點：離散為選控制器、連續調節控制器運動方式：平移式控制器、旋轉式控制器第四章人機界面設計四、控制器的設計2.控制器的編碼七種方式：標論、顏色、大小、形狀、表紋、操作方式和位置3.控制器的尺寸控制器的尺寸包括形狀和大小等參數。由控制作業的要求、控制器的位置，在特定耦合條件下手的解剖特點、生物力學特征、人體測量尺寸等多種因素決定4.控制器的阻力操作者驅動控制器需要克服一定的阻力控制器阻力類型：彈性阻力、靜摩擦力和滑動摩擦、粘滯阻尼、慣性第四章人機界面設計四、控制器的設計5.控制器的排列1）位置安排的優先權當具有許多控制器且它們不可能都安裝在最佳操作區時，應該根據控制器的重要性和使用頻數來確定它們的排列優先權2）功能組合與順序排列具有相同功能的控制器或者所有與某一子系統相聯系的控制器，只位置上構成一個功能整體。所有同類設備上功能相似的控制器應放在控制板的相對同一的位置上第四章人機界面設計6.按鍵的設計

按鍵的顏色應根據其功能決定：表示“停止”、“斷電”或發生事故的按鍵應為紅色；“起動”或“通電”的，應優先用綠色，不能用綠色時，允許用白灰或黑色鍵；按下為開，抬起為停或進級的，優先用黑色鍵，忌用紅色鍵。第四章人機界面設計7.手控制器的形態語言第四章人機界面設計手控操作器的尺寸第四章人機界面設計第四章人機界面設計控制器間距第四章人機界面設計五.操作與顯示的結合操縱器右移或右旋時，水平式代表的指針應右移，垂直式儀表的指針朝上移動。操縱器朝上或朝前移動時，顯示器指針必須朝上或向右移動。操縱器右移或順時計轉動時，表示被控量增加，顯示器應顯示出增加。如果采用指針固定式定式顯示器，則操縱器右移時，表盤應左移，而顯示刻度應從左至右表示數值增加，以保讓操縱器右移時讀數增加的相應關系。操縱器朝上、朝前和向右移動時，顯示器應顯示讀數增加，或者開關進入“開”的位置，反之亦然。第四章人機界面設計1、操作與顯示的運動方向第四章人機界面設計2、顯示與控制第四章人機界面設計重點難點解析1、人機界面的概念2、視覺顯示器設計的原則3、聽覺顯示器設計的原則4、控制器設計的原則第四章人機界面設計本章討論：1、討論完善關于計算機人機界面的設計第四章人機界面設計2、案例分析右圖是一個教室內空調設備的開關裝置，空調風量的大小有強、中、弱三個階段的控制，分別使用I、II、III的符碼來表示。其中I表示強、II表示中、III表示弱。這種設計對于第一次使用這個空調開關的人而言，很容易會造成風量選擇上的混淆。從風“量”的觀點而言，一般人都會認為I代表最小的風量，III才是最大的風量，所以常常會在使用的過程中選擇了錯誤的開關，使得教室內的同學因為溫度過低而感覺到不適應的情況。第四章人機界面設計

這個問題應該是不當的符碼設計造成使用者在概念兼容的混淆。你認為這個解釋合理嗎？在許多家電開關設計上是否您也碰到這種看似簡單卻又不合理的設計呢？你的改善意見為何？第四章人機界面設計建議參考資料：《現代心理學》，張春興，東華書局（繁體字版）（臺北），辭書出版社（簡