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1、人 体 工 程 学,人 体 工 程 学,人 体 工 程 学,人 体 工 程 学,Human Factors Engineering Human Factors Engineering,第二部分 人体感知,1 感觉和知觉特征,感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。包括视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉、运动觉、平衡觉等。1.1 感觉的基本特征1.1.1 感觉的适宜刺激 能够引起感觉器官有效反应的刺激。 （表2-1）,人体主要感觉器官的适宜刺激及其识别特征,（表2-1）,1.1.2 刺激阈 使人从没有到获得感觉的刺激强度的界限值，称为“刺激阈” ，它是产生刺激的刺激下限；刺激强度的上
2、限称为刺激极限，也称“痛阈”。从下限到上限称为“感觉阈值”。1.1.3 适 应 感觉器官在持续刺激一段时间后，在刺激恒定不变的情况下，感觉会逐渐减少以至消失。1.1.4 相互作用 感受能力因受到其他刺激的干扰影响而降低。1.1.5 对 比 同一感受器官接受两种完全不同，但属于同一类的刺激物的作用而使感受性发生变化的现象。,1.1.6 余 觉 刺激取消后，感觉可以存在一段极短的时间。,同时对比：,继时对比：,1.1.7 补 偿 当某种感觉丧失后，其他感觉可在一定程度上进行补偿。,1.2 知觉及其基本特征1.2.1 知 觉 人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况的整体反映。 产生在感觉的基础
3、上，受知识、经验、情绪、态度等因素的制约和影响。1.2.2 知觉的基本特性 a、整体性：,(a),（a）接 近（b）相 似 （c）封 闭 （d）连 续,(a),(b),(c),(d),b、选择性： 选择性的取决因素：对象与背景的差别程度；对象在背景上运动与否；人的主观因素。,“鲁宾之杯反转图形,c、理解性：d、恒常性： 大小恒常性 形状恒常性 明度恒常性 颜色恒常性,双关图,常见错觉图形,e、错 觉 空间错觉（大小、形状、方向、距离）、运动错觉、时间错觉。,室内设计中常用错觉形式,人感知的途径：,2 视觉的功能及其特征,视觉系统：眼睛和脑（生理学）；视觉和知识经验（心理学）； 人眼可以感觉到的
4、光波波长大约是380-780nm。2.1 视觉过程 人眼的构造；,人眼成像的视觉过程：,2.2 视觉功能 是视觉器官对客观事物识别能力的总称，包括视角、视力、视野、对比感度和视觉适应。2.2.1 视 角 被看目标物的两点光线投入眼球时的夹角。眼睛能分辨被看目标物最近两点的视角，称为临界视角。 =2arc tg(D/2L),2.2.2 视 力 视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度 视力=1/临界视角2.2.3 视 野 当人的头部和眼球不动时，人眼能观察到的空间范围。,颜色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。,2.2.4 视 距 人在工作过程中正常的观察距离。（表2-3） 一般操作的视距范
5、围在380-760mm之间，在560mm处最为适宜。,2.2.5 对比感度2.2.6 视觉适应 人眼随视觉环境中光量的变化而感受性发生变化的过程，分暗适应和明适应。 暗适应与明适应曲线：（图2-13）,2.2.7 颜色辨认 人能感觉到的光谱波长和频率与颜色相对应。（表2-4）,色光混合规则： a、人的视觉只能分辨颜色的三种特性：明度、色调、饱和度； b、混合色中，如果一种成分连续变化，混合色的外貌也会连续变化； c、颜色相同的光，无论它们的光谱组成是否相同，在颜色混合中具有相同的效果； d、混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和。,2.2.8 视觉特征 观察方向； 偏离视觉中心时，在
6、相同的偏离条件下的优先顺序； 双眼协调动作； 获得视觉印象的最短时间为0.07-0.3s，平均0.17s； 对运动目标的鉴别，速度大于（1-2）s； 眼睛对表面与轮廓比形体更为注意，直线轮廓比曲线轮廓更易于接受； 观察人时； 阅读时眼睛作单挛运动。,3 听觉机能及其特征,以时间上的连续为特征，属于慢速的信息传递；是人际交往的主要沟通渠道。3.1 听觉器官和听觉过程3.1.1 听觉器官 耳的解剖示意图：（图2-15）3.1.2 听觉过程 第一阶段：将声波转变为机械振动； 第二阶段：将机械振动转变为液体波动； 第三阶段：将液体波动转变为神经冲动；,3.2 人对声音的分辨能力频 率：听阈频率范围：2
7、0-20000Hz 感受性最高：1000-4000Hz；声 强：两种声音声强相差26%或声压相差12%才能被人识别；音 调：基底膜长、短纤维的振动。3.3 方向敏感性 “双耳效应”即立体声效应。3.4 掩蔽效应 一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。,4 其他感觉机能及其特征,4.1 肤 觉 皮肤表面的感受器接受外来刺激而产生的感觉，包括触觉、痛觉、温觉、冷觉。4.1.1 触 觉 压觉或触压觉：被动触觉、主动触觉； 两点阈限：手指为4-5mm，脸部为5-10mm，肩与背部为45-50mm。（图2-18）,4.1.2 痛 觉4.1.3 温觉和冷觉4.2 平衡觉 人对自己头部位置的各种
8、变化及身体平衡状态的感觉。4.3 运动觉 人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种内部感觉； 感受器：肌梭、腱梭、关节小体; 运动觉未必完全受意识支配。,5 人的心理特征,心理现象：心理过程和个性心理。5.1 能 力 一般能力：智力（观察力、注意力、思维力、想象力等）； 特殊能力：各种专业技能（管理能力，机械操作能力等）。,5.2 气 质 指主要同生物遗传因素决定的、相当稳定的心理活动的动力特征。主要表现在心理过程的强度、速度、稳定性、灵活性上及指向性上。四种基本类型：胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质。（表2-5）,5.3 性 格 有别于他人最重要、最鲜明的个性心理特征（表2-6）。,6 神经
9、系统组成及其功能,组 成： 脑：延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑、大脑； 中枢神经：脊髓、脑神经（12对）； 神经系统（按解剖分）：脊神经（31对）； 周围神经（按功能分）：感觉（传入）神经、运动（传出）神经、躯体运动神经（支配骨骼肌）； 植物性神经（支配内脏器官）：交感、副交感神经。 功 能：统一控制和调节全身各器官、系统，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。,7 运动系统的机能及其特征,7.1 运动系统 组 成：骨骼、关节与韧带、肌肉7.2 人体力学 a、人体骨骼力学模型（图1-6） 足弓重力线：（图1-7）,b、人体姿势：（图1-8）c、力的传递：（图1-9）,体重压力分布：（图1-10）姿势与脊椎内力：（图1-11）,d、运动与疲劳 疲劳的主要特征：通过肌体的活动产生，通过休息可减轻或消失；耐疲劳能力可以提高；人体能量消耗越多，疲劳的产生越快；疲劳程度有一定限度，超过限度会损伤肌体。 测量疲劳的方法：通过心电图测量心率恢复期；通过肌电图测量肌力的消耗；通过能量的测量。,
