视觉及视觉显示器课件.pptx

1、第一节第一节 视觉概述视觉概述一、视觉系统的构造和功能一、视觉系统的构造和功能 视觉系统包括：眼睛、传入神经和脑皮层视视觉系统包括：眼睛、传入神经和脑皮层视区等部分。区等部分。二、视觉的空间特性：视野、视敏度二、视觉的空间特性：视野、视敏度三、视觉的时间特性三、视觉的时间特性四、颜色视觉四、颜色视觉第二节第二节 视觉显示器的分类和设计原则视觉显示器的分类和设计原则一、一、视觉显示器视觉显示器及及分类分类1 视觉显示器指依靠光波作用于人的眼睛向人提视觉显示器指依靠光波作用于人的眼睛向人提供外界信息的装置。供外界信息的装置。二、二、视觉显示器的选择视觉显示器的选择三、三、视觉显示器设计中的人机匹配

2、原则视觉显示器设计中的人机匹配原则1）按显示状态分：静态和动态显示器）按显示状态分：静态和动态显示器2）按信息的量化分：数量和性质显示器）按信息的量化分：数量和性质显示器3）按显示信息的表示方式分：形象显示器和抽）按显示信息的表示方式分：形象显示器和抽象显示器象显示器4）根据其结构特点分：机电式显示器、电光式）根据其结构特点分：机电式显示器、电光式显示器、灯光显示器等显示器、灯光显示器等5）按功用分：读数显示器、核查显示器、告警）按功用分：读数显示器、核查显示器、告警显示器、追踪显示器和调节显示器等。显示器、追踪显示器和调节显示器等。显示器的选择步骤：显示器的选择步骤：1 确定显示器的功能要求

3、确定显示器的功能要求2 明确使用者的作业特点和身心素质要求明确使用者的作业特点和身心素质要求3 理解和比较显示器的物理特性、技术水平和可理解和比较显示器的物理特性、技术水平和可能存在的问题。能存在的问题。4 根据以上几步所考虑的问题和掌握的资料，从根据以上几步所考虑的问题和掌握的资料，从人机匹配的角度，选择功效高、安全可靠、人机匹配的角度，选择功效高、安全可靠、费用合理的显示器。费用合理的显示器。1 要根据使用要求选择最适宜的视觉刺激纬度作信息要根据使用要求选择最适宜的视觉刺激纬度作信息代码，并将代码数目限制在人的绝对辨别能力允代码，并将代码数目限制在人的绝对辨别能力允许的范围内。许的范围内。

4、2 要使显示精度与人的视觉辨别能力相适应要使显示精度与人的视觉辨别能力相适应3 要尽量采用形象直观的显示方式要尽量采用形象直观的显示方式4 要尽量采用与所表示意义有内在联系的显示方式，要尽量采用与所表示意义有内在联系的显示方式，避免使用与人们的习惯相冲突的显示方式。避免使用与人们的习惯相冲突的显示方式。5 要对同时呈现的有关信息尽可能实现综合显示要对同时呈现的有关信息尽可能实现综合显示6 要使显示的目标与背景时间在形状、亮度或颜色方面要使显示的目标与背景时间在形状、亮度或颜色方面具有较鲜明的对比具有较鲜明的对比7 要适应照明条件的变化，并避免产生眩光要适应照明条件的变化，并避免产生眩光8 把最

5、重要和使用频次最多的显示器安放在最有利于辨把最重要和使用频次最多的显示器安放在最有利于辨认的位置认的位置9 要使同时使用的显示器在信息编码上尽可能互相兼容要使同时使用的显示器在信息编码上尽可能互相兼容10 显示器与相应的控制器在空间关系和运动关系上应显示器与相应的控制器在空间关系和运动关系上应 相互兼容相互兼容第三节第三节 表盘式仪表显示中的人的因素表盘式仪表显示中的人的因素一、一、概念概念二、表盘式仪表的形式二、表盘式仪表的形式三、三、刻度盘大小的设计刻度盘大小的设计四、四、刻度及标尺设计刻度及标尺设计五、五、指针设计指针设计概念：表盘式仪表是指相对于刻度盘的不同位概念：表盘式仪表是指相对于

6、刻度盘的不同位置来显示信息的视觉显示器。置来显示信息的视觉显示器。1 按刻度盘的形状分：开窗式、圆形、半园形、按刻度盘的形状分：开窗式、圆形、半园形、垂直带式和水平带式等基本类型。垂直带式和水平带式等基本类型。2 按指针与刻度盘的运动关系分：刻度盘固定按指针与刻度盘的运动关系分：刻度盘固定动指针和指针固定动刻度盘两类。动指针和指针固定动刻度盘两类。三、刻度盘大小的设计三、刻度盘大小的设计1 格雷赛尔研究了圆形刻度盘的直径（从格雷赛尔研究了圆形刻度盘的直径（从25毫米至毫米至100毫毫米）与刻度判读速度和正确率的关系。结果是：刻度米）与刻度判读速度和正确率的关系。结果是：刻度盘直径为盘直径为25

7、35毫米时判读效果随直径增大而提高，毫米时判读效果随直径增大而提高，在直径在直径3570毫米的范围内判读成绩趋于稳定，表盘毫米的范围内判读成绩趋于稳定，表盘直径继续增大时，判读成绩下降。韦特的实验表明直直径继续增大时，判读成绩下降。韦特的实验表明直径为径为44毫米的仪表认读效果最佳。查帕尼斯指出直径毫米的仪表认读效果最佳。查帕尼斯指出直径为为75毫米的仪表可读性最佳。毫米的仪表可读性最佳。2 结论：当刻度较小时，随着直径的增加，刻度上的结论：当刻度较小时，随着直径的增加，刻度上的基本元素的刻度间距、刻度标记、字符等都有相基本元素的刻度间距、刻度标记、字符等都有相应的增大，这有利于改善认读条件；

8、但当直径增应的增大，这有利于改善认读条件；但当直径增至一定的范围后，人眼已足以清晰地分辨盘面上至一定的范围后，人眼已足以清晰地分辨盘面上的基本元素，认读效果保持稳定；若直径继续增的基本元素，认读效果保持稳定；若直径继续增大，眼睛在认读过程中的扫描路线变长，从而对大，眼睛在认读过程中的扫描路线变长，从而对认读产生不利影响。认读产生不利影响。1 刻度间距与刻度读数单位间距。刻度间距指两个最小刻度标刻度间距与刻度读数单位间距。刻度间距指两个最小刻度标记之间的距离。刻度读数单位间距是需要读出的最小单位记之间的距离。刻度读数单位间距是需要读出的最小单位在刻度盘上的间距。两者最好一致。刻度间距一般以视角在

9、刻度盘上的间距。两者最好一致。刻度间距一般以视角表示，视角临界值约为表示，视角临界值约为2分，最理想的间距为分，最理想的间距为10分。分。2 刻度读数进级。标尺上刻度间的数值关系称为刻度读数进级。刻度读数进级。标尺上刻度间的数值关系称为刻度读数进级。一般认为采用以一般认为采用以1或或10的整倍数进行读数进级，如的整倍数进行读数进级，如1，2，；10，20，四、刻度及标尺设计四、刻度及标尺设计3 刻度标记的尺寸。标尺上的刻度标记一般分大、中、刻度标记的尺寸。标尺上的刻度标记一般分大、中、小三类。各类刻度标记尺寸的设计以最小刻度标记小三类。各类刻度标记尺寸的设计以最小刻度标记为基础。最小刻度标记的

10、宽度以占刻度间距的为基础。最小刻度标记的宽度以占刻度间距的515为宜，其长度（高度）应为刻度间距的为宜，其长度（高度）应为刻度间距的2550。中刻度标记的尺寸约为小刻度标记的。中刻度标记的尺寸约为小刻度标记的11.5倍。倍。大刻度标记的尺寸约为小刻度标记的大刻度标记的尺寸约为小刻度标记的1.52倍。倍。4 刻度读数方向。刻度读数方向的确定取决于表盘的形状。刻度读数方向。刻度读数方向的确定取决于表盘的形状。圆形或扇形仪表刻度读数方向与顺时针方向一致；垂圆形或扇形仪表刻度读数方向与顺时针方向一致；垂直和水平带式仪表读数方向分别为自上而下和从左到直和水平带式仪表读数方向分别为自上而下和从左到右。右。

11、5 标尺数字定位。应遵循以下原则标尺数字定位。应遵循以下原则 （1）刻度盘固定动指针仪表的数字应该与刻度盘的水刻度盘固定动指针仪表的数字应该与刻度盘的水平线垂直；指针固定动刻度盘仪表的数字应该与刻度平线垂直；指针固定动刻度盘仪表的数字应该与刻度垂直。垂直。（2）指针位于刻度盘内的仪表，数字应标在刻度外侧；）指针位于刻度盘内的仪表，数字应标在刻度外侧；指针位于刻度盘外的仪表，数字应标在刻度内侧指针位于刻度盘外的仪表，数字应标在刻度内侧（3）开窗式仪表在窗口垂直和窗口水平时，数字应分别）开窗式仪表在窗口垂直和窗口水平时，数字应分别设在刻度的右侧和下方。设在刻度的右侧和下方。五、指针设计五、指针设计

12、1 形状。指针的形状尽可能简单，一般采用尾平、头尖、形状。指针的形状尽可能简单，一般采用尾平、头尖、中间等宽的形状。中间等宽的形状。2 大小。指针的长度应短于刻度盘的半径，最好使指针的大小。指针的长度应短于刻度盘的半径，最好使指针的针尖刚好与刻度标记接触，而不与之重叠。针尖刚好与刻度标记接触，而不与之重叠。3 零点位置。随仪表类型和功用的不同而异，但总的来说，零点位置。随仪表类型和功用的不同而异，但总的来说，极大多数都应选在相当于时钟的极大多数都应选在相当于时钟的12点和点和9点钟位置为点钟位置为忧。忧。第四节第四节 电子显示器设计中的人的因素电子显示器设计中的人的因素一、一、图例图例二、二、

13、显示亮度显示亮度三、三、分辨率分辨率四、四、扫描速度扫描速度五、五、颜色颜色 二、显示亮度二、显示亮度1 总的显示亮度。一般认为再一般照明条件下能使总的显示亮度。一般认为再一般照明条件下能使CRT保持保持100坎德拉每平方米左右的亮度水平就能坎德拉每平方米左右的亮度水平就能取得较好的视觉效果。取得较好的视觉效果。2 目标与背景亮度对比。适中的对比度有利于提高视目标与背景亮度对比。适中的对比度有利于提高视觉作业效果，而对比度过高或过低均会对显示质觉作业效果，而对比度过高或过低均会对显示质量和视觉作业绩效产生不利影响。量和视觉作业绩效产生不利影响。1 分辨率：指的是视觉显示图像单位面积内包含的最分

14、辨率：指的是视觉显示图像单位面积内包含的最小可辨或可测的细节数量。小可辨或可测的细节数量。2 CRT显示器的分辨率一般以屏幕上每厘米或每毫米显示器的分辨率一般以屏幕上每厘米或每毫米高度包含的扫描线数表示，包含的线数多表示分高度包含的扫描线数表示，包含的线数多表示分辨率高，包含的扫描线数少表示分辨率低。辨率高，包含的扫描线数少表示分辨率低。3 CRT用于图像显示时，用于图像显示时，其分辨率不应低于每毫米其分辨率不应低于每毫米5线。线。三、分辨率三、分辨率四、扫描速度四、扫描速度1 扫描速度：指图像像素在扫描速度：指图像像素在CRT屏幕上产生的速屏幕上产生的速度，一般用每帧图像刷新的时间表示，或用

15、度，一般用每帧图像刷新的时间表示，或用每秒钟内刷新图像的次数即帧频表示。每秒钟内刷新图像的次数即帧频表示。2 帧频达到帧频达到60赫，一般就能消除闪烁效应。赫，一般就能消除闪烁效应。3 视觉临界融合频率存在个体差异，并随图像显视觉临界融合频率存在个体差异，并随图像显示亮度和颜色的不同而变化。示亮度和颜色的不同而变化。五、颜色五、颜色1 彩色彩色CRT显示的视觉效果主要取决于颜色间的配显示的视觉效果主要取决于颜色间的配合。因此对颜色显示的优劣只能作相对比较而不合。因此对颜色显示的优劣只能作相对比较而不易作绝对评价。易作绝对评价。2 在在CRT显示设计中，颜色常用来进行信息编码。显示设计中，颜色常

16、用来进行信息编码。一般认为用色调作单维编码的系统最多可容纳一般认为用色调作单维编码的系统最多可容纳10种色调，若超过种色调，若超过10种就容易发生混淆。种就容易发生混淆。第五节第五节 信号灯设计中的人的因素信号灯设计中的人的因素一、一、信号灯的亮度要求信号灯的亮度要求二、二、信号灯的颜色要求信号灯的颜色要求三、闪光信号灯三、闪光信号灯 闪动速度：闪动速度：310次次/秒秒 闪频代码数目：不可超过闪频代码数目：不可超过4种，两种最好。种，两种最好。防止环境灯光干扰防止环境灯光干扰信号灯的亮度要求信号灯的亮度要求1 必须有足够的亮度，在高强度背景光下使用的信必须有足够的亮度，在高强度背景光下使用的

17、信号灯需要有较高的亮度。号灯需要有较高的亮度。2 信号灯标志的正确辨认率有随信号灯亮度增强而信号灯标志的正确辨认率有随信号灯亮度增强而提高的趋势。亮度达到提高的趋势。亮度达到1000坎德拉每平方米时，坎德拉每平方米时，三种颜色信号灯均可达完全正确辨认的程度。三种颜色信号灯均可达完全正确辨认的程度。3 在变化不定的环境照明下使用的信号灯，其亮度在变化不定的环境照明下使用的信号灯，其亮度应随着环境照明亮度的不同而变化。应随着环境照明亮度的不同而变化。信号灯的颜色要求信号灯的颜色要求1 要使所选用的颜色在一切使用信号灯的场合都不要使所选用的颜色在一切使用信号灯的场合都不易发生混淆易发生混淆2 在一个

18、复杂的人机系统中有多处使用颜色信号灯在一个复杂的人机系统中有多处使用颜色信号灯或同一使用者需要在多处使用颜色信号灯时，相或同一使用者需要在多处使用颜色信号灯时，相同颜色在意义上应尽量保持一致同颜色在意义上应尽量保持一致3 信号灯颜色的含义应尽可能与人们在日常生活中信号灯颜色的含义应尽可能与人们在日常生活中对颜色形成的习惯联系或已有概念相一致。对颜色形成的习惯联系或已有概念相一致。第六节第六节 字符标志设计中的人的因素字符标志设计中的人的因素一、一、字母数字设计字母数字设计二、二、标志设计标志设计 形象性形象性 可理解性可理解性 醒目性醒目性 整体性整体性 兼容性兼容性 统一性统一性字母数字设计

19、字母数字设计1 字体字体2 字型：用以构成字母数字的格式称做字型。字型：用以构成字母数字的格式称做字型。5*7是是构成字母数字的最小点阵。构成字母数字的最小点阵。3 字高宽比：字高宽比：5:33:24 笔画宽度：大的字母数字取笔画宽度：大的字母数字取1:8,小的取小的取1:65 字母数字大小与视距字母数字大小与视距 H0.0022D+K1+K21）应尽可能突出每一个字母或数字特有的成分，）应尽可能突出每一个字母或数字特有的成分，同时使字母数字中可能与其它字母数字相混淆的同时使字母数字中可能与其它字母数字相混淆的成分相对减弱。成分相对减弱。2）在照明暗、能见度低等条件下使用的字母数字，）在照明暗、能见度低等条件下使用的字母数字，要采用直线或尖角，因为在辨认条件较差时，尖要采用直线或尖角，因为在辨认条件较差时，尖角与直线比圆弧容易辨认。角与直线比圆弧容易辨认。3）把容易混淆的字母数字加以特殊的设计。）把容易混淆的字母数字加以特殊的设计。室外液晶显示器室外液晶显示器n屏幕大小、颜色屏幕大小、颜色n位置、形状位置、形状n屏幕的性能要求屏幕的性能要求n屏幕需要显示的信息有哪些屏幕需要显示的信息有哪些n如何兼顾各学院需求又能做到综合显示如何兼顾各学院需求又能做到综合显示