第七章 顯示器
1.在人機(jī)系統(tǒng)中，存在一個人與機(jī)相互作用的“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個面上，通常把這個“面”稱為人機(jī)界面。在人機(jī)界面上，向人表達(dá)機(jī)械運轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對機(jī)械來說，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對人來說，通過感受器接受機(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
2.由于人對突然發(fā)生的聲音具有特殊的反應(yīng)能力，所以聽覺顯示器作為緊急情況下的報警裝置，比視覺顯示器具有更大的優(yōu)勢。
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)碼來顯示信息的儀表。特點是，認(rèn)讀過程簡單、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顯示信息的顯示器。特點是，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢，使人對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)量識讀儀表的選擇。數(shù)量識讀的主要目的是獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，數(shù)量識讀應(yīng)選擇數(shù)字顯示裝置，具有精度高、識讀性好的優(yōu)點。對指針顯示裝置，以開窗式為，圓形次之，豎直直線形最差。
②狀態(tài)識讀儀表的選擇。狀態(tài)識讀儀表只需向操作者顯示被測對象參數(shù)變化趨勢的信息，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) 視覺顯示器的分類和設(shè)計原則
5.視覺顯示器的形式按顯示信息的特點可分為：動態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器；定量顯示器和定性顯示器。
6.動態(tài)顯示器所顯示的信息，可以隨時發(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、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。
8.論述設(shè)計和選用視覺顯示器的原則：
視覺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。
視覺顯示器的設(shè)計和選用應(yīng)遵循的原則：
①根據(jù)使用要求，選用最適宜的視覺刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺代碼的數(shù)目，限制在人的絕對判別能力允許的范圍內(nèi)。
②使顯示精度與人的視覺辨認(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)知特點相匹配的顯示格式。
④對同時呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息，盡可能實現(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比關(guān)系，包括亮度對比、顏色對比、運動對比和形狀對比等。
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)系和運動關(guān)系上兼容。
9.視覺編碼：用顏色、數(shù)字、字母、圖形等視覺刺激對信息進(jìn)行編碼，稱為視覺編碼。
視覺代碼：用作視覺編碼的刺激稱為視覺代碼。
10.用刺激物的單一視覺屬性對信息進(jìn)行的編碼，稱為單維視覺編碼。
11.多維視覺編碼：是指將兩種或多種視覺屬性結(jié)合起來作為代碼的信息編碼方式。
第三節(jié) 熒光屏顯示器設(shè)計中的人的因素
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。
13.影響熒光屏顯示效率的主要因素（CRT設(shè)計中應(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)，視覺作業(yè)的績效隨目標(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的細(xì)節(jié)。其指標(biāo)常以電視限定法測得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測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，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、黃色對深灰色或黑色形成的顏色對比，最適于圖形和字符的識別。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相互關(guān)聯(lián)的因素。對屏面尺寸的確定，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。
屏面處于正對視線的位置。如果要為站立的觀察者使用時，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) 信號燈設(shè)計中的人的因素
14.信號燈是以燈光形式傳遞信息的顯示器。用來顯示危險或緊急狀態(tài)的信號燈稱為警告燈。
信號燈的設(shè)置目的：主要是為了使人能及時注意到某種狀態(tài)的發(fā)生，以作出正確的應(yīng)答。
15.信號燈的亮度因素：主要由于燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時間三方面因素決定。燈光信號的亮度覺察閾限，在一定范圍內(nèi)，若信號燈的面積不變、亮度閾限隨暴露時間段的增加而下降；若暴露時間一定，亮度閾限隨投光面積的增大而下降。
16.信號燈的顏色：信號燈和警告燈顏色的選擇。有人對紅、綠、黃、白四種顏色燈光信號進(jìn)行過研究，認(rèn)為在信號燈與背景保持良好的亮度比時，不同色光的辨認(rèn)速度基本一致，當(dāng)信號燈與背景的對比度較低時，四色燈信號的優(yōu)劣順序為紅、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、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，警告信號燈宜用閃光。使用單個閃光信號時，以3－10次/秒的閃光速度為宜。
18.信號燈位置：信號燈和警告燈處于視野中不同的位置時具有不同的觀察效果。最重要的信號燈和警告燈應(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.聽覺顯示器設(shè)計中人的因素。聽覺顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中利用聽覺通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點，可分為言語聽覺顯示器和聲音聽覺顯示器。
1.在人機(jī)系統(tǒng)中，存在一個人與機(jī)相互作用的“面”，所有的人機(jī)信息交流都發(fā)生在這個面上，通常把這個“面”稱為人機(jī)界面。在人機(jī)界面上，向人表達(dá)機(jī)械運轉(zhuǎn)狀況的儀表或器件叫做顯示器。對機(jī)械來說，顯示器執(zhí)行的功能是輸出，而對人來說，通過感受器接受機(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
2.由于人對突然發(fā)生的聲音具有特殊的反應(yīng)能力，所以聽覺顯示器作為緊急情況下的報警裝置，比視覺顯示器具有更大的優(yōu)勢。
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)碼來顯示信息的儀表。特點是，認(rèn)讀過程簡單、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顯示信息的顯示器。特點是，能連續(xù)、直觀地反映信息的變化趨勢，使人對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)量識讀儀表的選擇。數(shù)量識讀的主要目的是獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，數(shù)量識讀應(yīng)選擇數(shù)字顯示裝置，具有精度高、識讀性好的優(yōu)點。對指針顯示裝置，以開窗式為，圓形次之，豎直直線形最差。
②狀態(tài)識讀儀表的選擇。狀態(tài)識讀儀表只需向操作者顯示被測對象參數(shù)變化趨勢的信息，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) 視覺顯示器的分類和設(shè)計原則
5.視覺顯示器的形式按顯示信息的特點可分為：動態(tài)顯示器和靜態(tài)顯示器；定量顯示器和定性顯示器。
6.動態(tài)顯示器所顯示的信息，可以隨時發(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、讀數(shù)方向或其它性質(zhì)變化的顯示量。
8.論述設(shè)計和選用視覺顯示器的原則：
視覺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。
視覺顯示器的設(shè)計和選用應(yīng)遵循的原則：
①根據(jù)使用要求，選用最適宜的視覺刺激維度作為傳遞信息的代碼，并將視覺代碼的數(shù)目，限制在人的絕對判別能力允許的范圍內(nèi)。
②使顯示精度與人的視覺辨認(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)知特點相匹配的顯示格式。
④對同時呈現(xiàn)的有關(guān)聯(lián)的信息，盡可能實現(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比關(guān)系，包括亮度對比、顏色對比、運動對比和形狀對比等。
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)系和運動關(guān)系上兼容。
9.視覺編碼：用顏色、數(shù)字、字母、圖形等視覺刺激對信息進(jìn)行編碼，稱為視覺編碼。
視覺代碼：用作視覺編碼的刺激稱為視覺代碼。
10.用刺激物的單一視覺屬性對信息進(jìn)行的編碼，稱為單維視覺編碼。
11.多維視覺編碼：是指將兩種或多種視覺屬性結(jié)合起來作為代碼的信息編碼方式。
第三節(jié) 熒光屏顯示器設(shè)計中的人的因素
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。
13.影響熒光屏顯示效率的主要因素（CRT設(shè)計中應(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)，視覺作業(yè)的績效隨目標(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的細(xì)節(jié)。其指標(biāo)常以電視限定法測得的屏幕線數(shù)，或以壓縮光柵法測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，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、黃色對深灰色或黑色形成的顏色對比，最適于圖形和字符的識別。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相互關(guān)聯(lián)的因素。對屏面尺寸的確定，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。
屏面處于正對視線的位置。如果要為站立的觀察者使用時，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) 信號燈設(shè)計中的人的因素
14.信號燈是以燈光形式傳遞信息的顯示器。用來顯示危險或緊急狀態(tài)的信號燈稱為警告燈。
信號燈的設(shè)置目的：主要是為了使人能及時注意到某種狀態(tài)的發(fā)生，以作出正確的應(yīng)答。
15.信號燈的亮度因素：主要由于燈光的亮度、大小和呈現(xiàn)時間三方面因素決定。燈光信號的亮度覺察閾限，在一定范圍內(nèi)，若信號燈的面積不變、亮度閾限隨暴露時間段的增加而下降；若暴露時間一定，亮度閾限隨投光面積的增大而下降。
16.信號燈的顏色：信號燈和警告燈顏色的選擇。有人對紅、綠、黃、白四種顏色燈光信號進(jìn)行過研究，認(rèn)為在信號燈與背景保持良好的亮度比時，不同色光的辨認(rèn)速度基本一致，當(dāng)信號燈與背景的對比度較低時，四色燈信號的優(yōu)劣順序為紅、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、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，警告信號燈宜用閃光。使用單個閃光信號時，以3－10次/秒的閃光速度為宜。
18.信號燈位置：信號燈和警告燈處于視野中不同的位置時具有不同的觀察效果。最重要的信號燈和警告燈應(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.聽覺顯示器設(shè)計中人的因素。聽覺顯示器是人機(jī)系統(tǒng)中利用聽覺通道向人傳遞信息的裝置，按其所顯示信息的特點，可分為言語聽覺顯示器和聲音聽覺顯示器。