第七章 顯示器
1.在人機(jī)系統(tǒng)中，存在一個(gè)人與機(jī)相互作用的“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個(gè)面上，通常把這個(gè)“面”稱為人機(jī)界面。在人機(jī)界面上，向人表達(dá)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對(duì)人來(lái)說(shuō)，通過(guò)感受器接受機(jī)器的輸出效應(yīng)是輸入。
第一節(jié) 信息顯示器的類型及其特點(diǎn)
2.由于人對(duì)突然發(fā)生的聲音具有特殊的反應(yīng)能力，所以聽(tīng)覺(jué)顯示器作為緊急情況下的報(bào)警裝置，比視覺(jué)顯示器具有更大的優(yōu)勢(shì)。
3.儀表顯示器的種類：
⑴按顯示形式分為：
①數(shù)字式顯示器。直接用數(shù)碼來(lái)顯示信息的儀表。特點(diǎn)是，認(rèn)讀過(guò)程簡(jiǎn)單、速度快、讀數(shù)準(zhǔn)確、精度高。
②模擬式顯示器。用標(biāo)定在刻度盤上的指針來(lái)顯示信息的顯示器。特點(diǎn)是，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢(shì)，使人對(duì)模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。
⑵按顯示功能分為：
①讀數(shù)用儀表。
②檢查用儀表。
③警戒用儀表。
④追蹤用儀表。
⑤調(diào)節(jié)用儀表。
4.顯示裝置的選擇原則。
對(duì)顯示裝置的要求，最重要的是，使操作者能夠迅速而準(zhǔn)確地觀察和監(jiān)控而又不疲勞：
①數(shù)量識(shí)讀儀表的選擇。數(shù)量識(shí)讀的主要目的是獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，數(shù)量識(shí)讀應(yīng)選擇數(shù)字顯示裝置，具有精度高、識(shí)讀性好的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)指針顯示裝置，以開窗式為，圓形次之，豎直直線形最差。
②狀態(tài)識(shí)讀儀表的選擇。狀態(tài)識(shí)讀儀表只需向操作者顯示被測(cè)對(duì)象參數(shù)變化趨勢(shì)的信息，指示該參量在哪一范圍是正常狀態(tài)，哪一范圍是不正常狀態(tài)。由于不需要顯示精確的數(shù)值等，因此通常選用指針儀表。
第二節(jié) 視覺(jué)顯示器的分類和設(shè)計(jì)原則
5.視覺(jué)顯示器的形式按顯示信息的特點(diǎn)可分為：動(dòng)態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器；定量顯示器和定性顯示器。
6.動(dòng)態(tài)顯示器所顯示的信息，可以隨時(shí)發(fā)生變化的顯示裝置。
7.定量顯示器：是指以數(shù)量顯示某種變量變化的顯示器；定量顯示器既可顯示動(dòng)態(tài)信息變量，又可顯示靜態(tài)信息變量。
定性顯示器：反映某種變量的近似值、變化趨勢(shì)、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。
8.論述設(shè)計(jì)和選用視覺(jué)顯示器的原則：
視覺(jué)顯示器的顯示必須滿足以下基本要求：①鮮明醒目；②清晰可辨；③明確易懂。
視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)遵循的原則：
①根據(jù)使用要求，選用最適宜的視覺(jué)刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺(jué)代碼的數(shù)目，限制在人的絕對(duì)判別能力允許的范圍內(nèi)。
②使顯示精度與人的視覺(jué)辨認(rèn)特性同系統(tǒng)要求相適應(yīng)。
③盡量采用形象直觀的、與人的認(rèn)知特點(diǎn)相匹配的顯示格式。
④對(duì)同時(shí)呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息，盡可能實(shí)現(xiàn)綜合顯示，以提高顯示的效率。
⑤目標(biāo)和背景之間要有適宜的對(duì)比關(guān)系，包括亮度對(duì)比、顏色對(duì)比、運(yùn)動(dòng)對(duì)比和形狀對(duì)比等。
⑥具有良好的照明性質(zhì)和適宜的照明水平，以保證對(duì)目標(biāo)的顏色辨認(rèn)和細(xì)節(jié)辨認(rèn)。
⑦根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)和使用條件，確定視覺(jué)顯示器的尺寸和定放位置。
⑧要與系統(tǒng)中的其它顯示器和控制器，在空間關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系上兼容。
9.視覺(jué)編碼：用顏色、數(shù)字、字母、圖形等視覺(jué)刺激對(duì)信息進(jìn)行編碼，稱為視覺(jué)編碼。
視覺(jué)代碼：用作視覺(jué)編碼的刺激稱為視覺(jué)代碼。
10.用刺激物的單一視覺(jué)屬性對(duì)信息進(jìn)行的編碼，稱為單維視覺(jué)編碼。
11.多維視覺(jué)編碼：是指將兩種或多種視覺(jué)屬性結(jié)合起來(lái)作為代碼的信息編碼方式。
第三節(jié) 熒光屏顯示器設(shè)計(jì)中的人的因素
12.熒光屏顯示器（CRT）：是利用陰極射線管顯示視覺(jué)信息的裝置。具有顯示空間小、顯示格式靈活可變，并能綜合顯示多種信息等優(yōu)點(diǎn)。
13.影響熒光屏顯示效率的主要因素（CRT設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些人的因素）：
①目標(biāo)亮度。在一定的亮度范圍內(nèi)，視覺(jué)作業(yè)的績(jī)效隨目標(biāo)亮度的增加而提高，但其提高率隨目標(biāo)亮度增加而下降。場(chǎng)合，目標(biāo)背景亮度的設(shè)定，應(yīng)特別考慮顯示器的分辨率、刷新頻率、目標(biāo)背景亮度比和目標(biāo)在屏上的位置等因素的影響。
②目標(biāo)與背景的亮度比。目標(biāo)與背景的亮度比取決于目標(biāo)亮度、屏面亮度和周圍環(huán)境照明三因素。決定CRT目標(biāo)與背景對(duì)比度的主要參數(shù)有：柵偏壓、余輝、屏面噪聲和聚焦?fàn)顩r。
③分辨率。CRT的分辨率是指可視圖像中最小可辨或可測(cè)的細(xì)節(jié)。其指標(biāo)常以電視限定法測(cè)得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測(cè)定的屏幕每厘米的掃描線數(shù)表示。要使顯示效果更加清晰、真切，應(yīng)選擇高分辨率的顯示器。
④顏色。CRT彩色顯示器的合理設(shè)計(jì)，應(yīng)以顏色編碼和顯示工效的心理學(xué)研究為依據(jù)。在單色顯示屏上，白色、綠色、黃色對(duì)深灰色或黑色形成的顏色對(duì)比，最適于圖形和字符的識(shí)別。通常將白色、綠色等明快顏色用作目標(biāo)色，而將深色或黑色作為背景色。
⑤目標(biāo)位置指示物。目標(biāo)位置指示物是雷達(dá)屏的常用輔助部分。它包括坐標(biāo)格線、光電筆、電子十字絲等多種形式
⑥屏幕大小及位置。CRT屏幕大小與視距是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素。對(duì)屏面尺寸的確定，還應(yīng)綜合考慮顯示目標(biāo)的大小、觀察精度、顯示器的分辨率等因素的影響。
屏面處于正對(duì)視線的位置。如果要為站立的觀察者使用時(shí)，屏面處于屏面中心與眼的連線以下、偏離水平視線5度為宜；如果要為坐姿觀察者使用，則以下偏15－20度為宜。
視距的范圍應(yīng)為50-70厘米。
第四節(jié) 信號(hào)燈設(shè)計(jì)中的人的因素
14.信號(hào)燈是以燈光形式傳遞信息的顯示器。用來(lái)顯示危險(xiǎn)或緊急狀態(tài)的信號(hào)燈稱為警告燈。
信號(hào)燈的設(shè)置目的：主要是為了使人能及時(shí)注意到某種狀態(tài)的發(fā)生，以作出正確的應(yīng)答。
15.信號(hào)燈的亮度因素：主要由于燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時(shí)間三方面因素決定。燈光信號(hào)的亮度覺(jué)察閾限，在一定范圍內(nèi)，若信號(hào)燈的面積不變、亮度閾限隨暴露時(shí)間段的增加而下降；若暴露時(shí)間一定，亮度閾限隨投光面積的增大而下降。
16.信號(hào)燈的顏色：信號(hào)燈和警告燈顏色的選擇。有人對(duì)紅、綠、黃、白四種顏色燈光信號(hào)進(jìn)行過(guò)研究，認(rèn)為在信號(hào)燈與背景保持良好的亮度比時(shí)，不同色光的辨認(rèn)速度基本一致，當(dāng)信號(hào)燈與背景的對(duì)比度較低時(shí)，四色燈信號(hào)的優(yōu)劣順序?yàn)榧t、綠、黃、白。
日常生活中，人們把“綠色”與正常、安全、通行等概念聯(lián)系在一起。把“紅色”與故障、危險(xiǎn)、停止等概念聯(lián)系在一起。
17.閃光和穩(wěn)定光：由于閃光比穩(wěn)定光更能吸引人的注意，因此，警告信號(hào)燈宜用閃光。使用單個(gè)閃光信號(hào)時(shí)，以3－10次/秒的閃光速度為宜。
18.信號(hào)燈位置：信號(hào)燈和警告燈處于視野中不同的位置時(shí)具有不同的觀察效果。最重要的信號(hào)燈和警告燈應(yīng)安置在視野中央3度的范圍內(nèi)；所有警告燈不宜超出視野30度的范圍。
19.聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)中人的因素。聽(tīng)覺(jué)顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中利用聽(tīng)覺(jué)通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點(diǎn)，可分為言語(yǔ)聽(tīng)覺(jué)顯示器和聲音聽(tīng)覺(jué)顯示器。
1.在人機(jī)系統(tǒng)中，存在一個(gè)人與機(jī)相互作用的“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個(gè)面上，通常把這個(gè)“面”稱為人機(jī)界面。在人機(jī)界面上，向人表達(dá)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對(duì)人來(lái)說(shuō)，通過(guò)感受器接受機(jī)器的輸出效應(yīng)是輸入。
第一節(jié) 信息顯示器的類型及其特點(diǎn)
2.由于人對(duì)突然發(fā)生的聲音具有特殊的反應(yīng)能力，所以聽(tīng)覺(jué)顯示器作為緊急情況下的報(bào)警裝置，比視覺(jué)顯示器具有更大的優(yōu)勢(shì)。
3.儀表顯示器的種類：
⑴按顯示形式分為：
①數(shù)字式顯示器。直接用數(shù)碼來(lái)顯示信息的儀表。特點(diǎn)是，認(rèn)讀過(guò)程簡(jiǎn)單、速度快、讀數(shù)準(zhǔn)確、精度高。
②模擬式顯示器。用標(biāo)定在刻度盤上的指針來(lái)顯示信息的顯示器。特點(diǎn)是，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢(shì)，使人對(duì)模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。
⑵按顯示功能分為：
①讀數(shù)用儀表。
②檢查用儀表。
③警戒用儀表。
④追蹤用儀表。
⑤調(diào)節(jié)用儀表。
4.顯示裝置的選擇原則。
對(duì)顯示裝置的要求，最重要的是，使操作者能夠迅速而準(zhǔn)確地觀察和監(jiān)控而又不疲勞：
①數(shù)量識(shí)讀儀表的選擇。數(shù)量識(shí)讀的主要目的是獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，數(shù)量識(shí)讀應(yīng)選擇數(shù)字顯示裝置，具有精度高、識(shí)讀性好的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)指針顯示裝置，以開窗式為，圓形次之，豎直直線形最差。
②狀態(tài)識(shí)讀儀表的選擇。狀態(tài)識(shí)讀儀表只需向操作者顯示被測(cè)對(duì)象參數(shù)變化趨勢(shì)的信息，指示該參量在哪一范圍是正常狀態(tài)，哪一范圍是不正常狀態(tài)。由于不需要顯示精確的數(shù)值等，因此通常選用指針儀表。
第二節(jié) 視覺(jué)顯示器的分類和設(shè)計(jì)原則
5.視覺(jué)顯示器的形式按顯示信息的特點(diǎn)可分為：動(dòng)態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器；定量顯示器和定性顯示器。
6.動(dòng)態(tài)顯示器所顯示的信息，可以隨時(shí)發(fā)生變化的顯示裝置。
7.定量顯示器：是指以數(shù)量顯示某種變量變化的顯示器；定量顯示器既可顯示動(dòng)態(tài)信息變量，又可顯示靜態(tài)信息變量。
定性顯示器：反映某種變量的近似值、變化趨勢(shì)、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。
8.論述設(shè)計(jì)和選用視覺(jué)顯示器的原則：
視覺(jué)顯示器的顯示必須滿足以下基本要求：①鮮明醒目；②清晰可辨；③明確易懂。
視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)遵循的原則：
①根據(jù)使用要求，選用最適宜的視覺(jué)刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺(jué)代碼的數(shù)目，限制在人的絕對(duì)判別能力允許的范圍內(nèi)。
②使顯示精度與人的視覺(jué)辨認(rèn)特性同系統(tǒng)要求相適應(yīng)。
③盡量采用形象直觀的、與人的認(rèn)知特點(diǎn)相匹配的顯示格式。
④對(duì)同時(shí)呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息，盡可能實(shí)現(xiàn)綜合顯示，以提高顯示的效率。
⑤目標(biāo)和背景之間要有適宜的對(duì)比關(guān)系，包括亮度對(duì)比、顏色對(duì)比、運(yùn)動(dòng)對(duì)比和形狀對(duì)比等。
⑥具有良好的照明性質(zhì)和適宜的照明水平，以保證對(duì)目標(biāo)的顏色辨認(rèn)和細(xì)節(jié)辨認(rèn)。
⑦根據(jù)任務(wù)的性質(zhì)和使用條件，確定視覺(jué)顯示器的尺寸和定放位置。
⑧要與系統(tǒng)中的其它顯示器和控制器，在空間關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系上兼容。
9.視覺(jué)編碼：用顏色、數(shù)字、字母、圖形等視覺(jué)刺激對(duì)信息進(jìn)行編碼，稱為視覺(jué)編碼。
視覺(jué)代碼：用作視覺(jué)編碼的刺激稱為視覺(jué)代碼。
10.用刺激物的單一視覺(jué)屬性對(duì)信息進(jìn)行的編碼，稱為單維視覺(jué)編碼。
11.多維視覺(jué)編碼：是指將兩種或多種視覺(jué)屬性結(jié)合起來(lái)作為代碼的信息編碼方式。
第三節(jié) 熒光屏顯示器設(shè)計(jì)中的人的因素
12.熒光屏顯示器（CRT）：是利用陰極射線管顯示視覺(jué)信息的裝置。具有顯示空間小、顯示格式靈活可變，并能綜合顯示多種信息等優(yōu)點(diǎn)。
13.影響熒光屏顯示效率的主要因素（CRT設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些人的因素）：
①目標(biāo)亮度。在一定的亮度范圍內(nèi)，視覺(jué)作業(yè)的績(jī)效隨目標(biāo)亮度的增加而提高，但其提高率隨目標(biāo)亮度增加而下降。場(chǎng)合，目標(biāo)背景亮度的設(shè)定，應(yīng)特別考慮顯示器的分辨率、刷新頻率、目標(biāo)背景亮度比和目標(biāo)在屏上的位置等因素的影響。
②目標(biāo)與背景的亮度比。目標(biāo)與背景的亮度比取決于目標(biāo)亮度、屏面亮度和周圍環(huán)境照明三因素。決定CRT目標(biāo)與背景對(duì)比度的主要參數(shù)有：柵偏壓、余輝、屏面噪聲和聚焦?fàn)顩r。
③分辨率。CRT的分辨率是指可視圖像中最小可辨或可測(cè)的細(xì)節(jié)。其指標(biāo)常以電視限定法測(cè)得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測(cè)定的屏幕每厘米的掃描線數(shù)表示。要使顯示效果更加清晰、真切，應(yīng)選擇高分辨率的顯示器。
④顏色。CRT彩色顯示器的合理設(shè)計(jì)，應(yīng)以顏色編碼和顯示工效的心理學(xué)研究為依據(jù)。在單色顯示屏上，白色、綠色、黃色對(duì)深灰色或黑色形成的顏色對(duì)比，最適于圖形和字符的識(shí)別。通常將白色、綠色等明快顏色用作目標(biāo)色，而將深色或黑色作為背景色。
⑤目標(biāo)位置指示物。目標(biāo)位置指示物是雷達(dá)屏的常用輔助部分。它包括坐標(biāo)格線、光電筆、電子十字絲等多種形式
⑥屏幕大小及位置。CRT屏幕大小與視距是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素。對(duì)屏面尺寸的確定，還應(yīng)綜合考慮顯示目標(biāo)的大小、觀察精度、顯示器的分辨率等因素的影響。
屏面處于正對(duì)視線的位置。如果要為站立的觀察者使用時(shí)，屏面處于屏面中心與眼的連線以下、偏離水平視線5度為宜；如果要為坐姿觀察者使用，則以下偏15－20度為宜。
視距的范圍應(yīng)為50-70厘米。
第四節(jié) 信號(hào)燈設(shè)計(jì)中的人的因素
14.信號(hào)燈是以燈光形式傳遞信息的顯示器。用來(lái)顯示危險(xiǎn)或緊急狀態(tài)的信號(hào)燈稱為警告燈。
信號(hào)燈的設(shè)置目的：主要是為了使人能及時(shí)注意到某種狀態(tài)的發(fā)生，以作出正確的應(yīng)答。
15.信號(hào)燈的亮度因素：主要由于燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時(shí)間三方面因素決定。燈光信號(hào)的亮度覺(jué)察閾限，在一定范圍內(nèi)，若信號(hào)燈的面積不變、亮度閾限隨暴露時(shí)間段的增加而下降；若暴露時(shí)間一定，亮度閾限隨投光面積的增大而下降。
16.信號(hào)燈的顏色：信號(hào)燈和警告燈顏色的選擇。有人對(duì)紅、綠、黃、白四種顏色燈光信號(hào)進(jìn)行過(guò)研究，認(rèn)為在信號(hào)燈與背景保持良好的亮度比時(shí)，不同色光的辨認(rèn)速度基本一致，當(dāng)信號(hào)燈與背景的對(duì)比度較低時(shí)，四色燈信號(hào)的優(yōu)劣順序?yàn)榧t、綠、黃、白。
日常生活中，人們把“綠色”與正常、安全、通行等概念聯(lián)系在一起。把“紅色”與故障、危險(xiǎn)、停止等概念聯(lián)系在一起。
17.閃光和穩(wěn)定光：由于閃光比穩(wěn)定光更能吸引人的注意，因此，警告信號(hào)燈宜用閃光。使用單個(gè)閃光信號(hào)時(shí)，以3－10次/秒的閃光速度為宜。
18.信號(hào)燈位置：信號(hào)燈和警告燈處于視野中不同的位置時(shí)具有不同的觀察效果。最重要的信號(hào)燈和警告燈應(yīng)安置在視野中央3度的范圍內(nèi)；所有警告燈不宜超出視野30度的范圍。
19.聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)中人的因素。聽(tīng)覺(jué)顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中利用聽(tīng)覺(jué)通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點(diǎn)，可分為言語(yǔ)聽(tīng)覺(jué)顯示器和聲音聽(tīng)覺(jué)顯示器。