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1、第6章 工业造型设计(2),Industrial Design,2.人机界面 人机界面是指人机之间相互施加影响的区域。人通过感觉器官（眼、耳等）接受外界信息，又通过人的执行器官（手、脚、口等）向外界发出信息和动作，因此，凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。概括地讲，人机界面可分为三类：(1)控制系统人机界面，即机器通过显示系统将机器的信息传递给人，人通过机器上的控制系统对机器传达操作指令，使机器按人所规定的状态运行。(2)工具性人机界面，即机器符合人体的形态尺寸及操纵能力，使之在使用过程中用力适当、感觉舒适、操作方便。(3)环境性人机界面，如照明、噪声、小气候等条件，作用 于人的生理、
2、心理，从而影响人的舒适、健康和安全等。,3.人机关系在人机系统中，人机关系主要有两方面：一是机器适应人，即使机器系统尽量满足使用者生理、心理、审美以及社会价值观念等条件的要求；二是人适应机器，即机器在限定条件下，尽量发挥人的因素，让人去适应机器的要求，以保证人机系统具有最佳功效。人机工程学的研究内容：人机工程学研究的对象是工程技术设计中与人体有关的问题。目的是解决工程技术设计如何与人体的各种要求相适应，从而使人机系统工作的效率达到最高。人机工程学研究的目的：设计机器设备时，必须考虑到人的生理和心理的各种因素；产品设计应使操作简便、省力而准确、可靠；使工作环境舒适和安全；提高工作效率。,4.人机
3、工程学的研究内容主要包括三个方面 1）研究人和机的合理分工及其相互适应的问题 造型设计中的人机工程学主要是研究：在充分考虑人和机器特征的前提下，如何做到人、机职能的合理分配。由于人机系统中人是主动者，而机器是人的劳动工具，是被动者。因此，人机关系是否协调要看机器本身是否符合人的特征而言。2）研究被控对象的状态、信息如何输入及人的操纵活动的信息如何输出的问题 这里，主要是研究人的生理特点和心理过程的规律性。3）建立“人-机-环境”系统的原则 这个问题主要是确立环境控制和生命保证系统的设计要求。总之，人机工程学的目标就是根据人的特征，设计出最适合于人的工作范围，最适合人操作的机器，最方便使用的操纵
4、器，最醒目的控制器，最适宜的工作环境，力求操作者付出的精力最少，而人机系统的效率最高。,表6-1 中国成年人人体主要尺寸（摘要）（单位：mm）,百分位数表示在某一身体尺寸范围内，有百分之多少人的身体尺寸等于或小于给定值。例如，中国常年男子身高百分位数为1775mm，它表示这一年龄组男性中身高等于或小于1775mm者占95，大于此值者只占5。实际范围越大，制成的机器和用具的适用度越高，可用的人也越多。,2.产品造型尺度 产品设计时是以某一人体百分位数为依据，不是选该尺寸作为产品的造型尺寸，而是要视条件取与该人体百分位数相应的产品最小功能尺寸(人体百分位数+功能修正量)或最佳功能尺寸(最小功能尺寸
5、+心理修正量)。其中，功能修正量包括：穿鞋着衣产生的各方向尺寸变化量（高度、围度等）；人体姿势不同产生的变化量；为了确保产品功能的修正量。心理修正量是指为了消除空间压抑感、恐惧感或为了追求美观等心理需要而作的尺寸修正量。,以底层船舱高度为例，选男子身高的百分位数为95的1775mm，鞋高修正量25mm，高度最小余裕量90mm，则船舱最小高度为三者之和1890mm。加上心理修正量115mm，则底层船舱的高度为2005mm。人体尺寸百分位数及各种修正量，使用时可查阅国家标准和有关资料。此外，我国不同地区人体尺寸有一定差异，不同国家的人体尺寸差异更为明显，使用时均需要查阅有关资料。表6-a 是几个国
6、家的男子高度值。,表6-a几个国家男子的平均身高（mm）,图6-q人体测量数据表,图6-r人体各部分的活动范围数据表,(2)数字式显示器。这种显示器直接用数码来显示有关的参数或状态。常见的有条带式数字显示器、荧光屏显示器、数码管或液晶显示数码等。(3)图形显示器。这种显示装置用形象化图标指示机器的工作状态。具有直观、明显的特点。它使用于需要短时间内立即做出判断并进行操纵的场合，如飞机上用的一些仪表。一般工业产品多采用指针式和数字式显示器。指针式显示器具有显示形象化、直观，能反映显示值在全程范围内的位置和变化趋势的特点，但认读难以快捷准确。数字式显示器具有认读简单准确的特点，但不能直观反映参数变
7、化的趋势。,许多常用的显示器都有专业厂商制造，除特殊需要外，不需要专门设计。只要根据产品功能和造型需要选择适合的产品即可。选择显示器的原则是：显示器的精度应符合设计要求；信息以最简单的方式传递给操作者；显示信息易于识别并尽量避免换算；显示器及标记符号的大小必须适合预计的最大距离。,1小手臂的抓捏区 2 最有利的手动范围 3 手操作的最大范围 图6-v 人站立时上肢的活动范围,3.手脚尺寸及运动特征成年人的手脚尺寸及百分位数，详见国家标准GB10000-88。由于人手的运动比脚灵活得多，所以绝大部分的控制器是手控的。为此了解手的运动规律，对于手控控制器的设计是很重要的。生活及生产实践表明：手的垂
8、直方向运动速度比水平运动速度快；手从上往下运动的速度比从下往上运动的速度快；在水平面内，手的前后运动速度比左右运动速度快；旋转运动比直线运动快；对一般人来说，右手活动比左手快，顺时针活动比逆时针快；单手操作比双手操作既快又准。,4)合理地组合控制器的功能，减小控制器的数量和操作程序的复杂程度。5)大小适当，造型新颖美观。,2.控制器的布置控制器布置的一般原则是：1)常用的、重要的控制器，应安置在手活动最方便、用力最适宜的区域。2)有操作顺序的控制器，应依序自左向右或自上向下排列。3)联系较多的控制器，应尽量靠近排列。4)总电源开关、紧急停车等装置应与其他控制器分开，安置在便于操作的地方。标志要
9、醒目，大小要适当。5)各控制器间应保持一定的安全距离。6)水平控制面板一般以后高前低为宜，铅垂控制面板可稍向后仰。大型设备的操作控制台有坐姿和立姿两种，其结构尺寸和区域划分与人体作业空间有关，设计时可查阅有关资料。下图6-w 列示了坐姿和立姿两种控制台布置的有关人机参数。,图6-w坐姿和立姿控制台布置的人机参数,这样，孟塞尔表色系便以色彩的三要素构成了一个三维体系，形成了色彩的三维结构，即孟塞尔色立体。在这个色立体中，每个确定的坐标位置，均表示一个特定的颜色。也就是说，这个颜色是用它的坐标位置的数值准确地表示出来的。孟塞尔表色系的颜色标记方法为：HV/C（式中：H为色相，V是明度值，C是纯度值
10、）。例如，某色彩的表色符号为：5R4/14，即表示色相为5R，明度值为4，纯度为14的鲜红色。对于无彩色系，只标记明度值V，并在前面冠以非彩色符N，并加斜线，即写成：NV/。如标记为：N5/，表示明度值为5的中性灰色。,图6-a3 孟塞尔色立体的各色彩,(2)色彩调和 色彩调和的含义：有差别的色彩组合在一起，能给人以和谐、秩序、统一的感觉，这样的色彩配置便是调和的；或者有差别的色彩经过调整与组合，构成和谐统一的整体，也称为色彩的调和。色彩有差异才有调和，而有差异必然有对比。可见调和与对比是同一事物互相依存、对立统一的两个方面。有关色彩调和的理论很多。总的来说，色彩的三要素有的相同，有的相近，或
11、都相近，则色彩是调和的；或者说在色立体上相距较近的色彩是调和的。由此可见，中等明度和纯度的色位于色立体的内部，能与之调和的色较多；而高纯度色位于或靠近色立体表面，能与之调和的色则较少。与色彩对比相同，通过改变色块的面积或形状也可以达到调和的目的。,产品色彩设计应符合以下原则：(1)色彩符合产品的功能要求这是产品色彩设计的重要原则，往往居于主导地位。例如，医疗器具具有如白、淡蓝等冷色调，有利于安定患者的情绪。工程机械采用高明度、高纯度的艳丽色彩，可增强与环境的对比，提高注目性。(2)色彩应适合结构和工艺特点色彩的配置不但要在工艺上易于实现，还要适合产品的结构特征。如选择零部件的结合处分色，会更便
12、于工艺实施。此外，工业产品应色质并重。材料除了固有的本色，采用不同的加工和面饰工艺可获得不同的表面色、质，表现力十分丰富。,(4)色彩应体现产品的时代性和消费群体的差异性 对于消费群体，由于年龄、性别、职业及地区习俗、民族风格的差异，对色彩的审美要求有很大差别。尤其是销往不同国家和地区的产品，应特别注意该国、该地区对色彩的好恶与禁忌。,(3)色彩设计应符合统一与变化、均衡和稳定、尺度 与比例等形式法则产品配色要有统一的整体感，同时要有对比产生韵味和生气。色彩的轻重感、进退感、软硬感等都会影响产品形态的均衡与稳定感。产品表面分色应符合尺度与比例的法则。产品配色还应注意重点色的运用，突出特殊零件或
13、部位，形成视觉中心。,2)应满足产品功能的要求 每一种产品都具有其自身的功能特点，在进行产品的色彩设计时，应首先考虑满足产品功能的要求，使色调与功能统一，以利于产品功能的充分发挥。例如消防器械、消防车用醒目的警戒色，即红色基调；医疗卫生器械宜用素雅的医疗色，如乳白色、淡灰色基调；军用器械、军用车辆常用迷彩色、草绿色基调；机电产品宜用稳重的静感色调；运输机械宜用流畅的轻感、动感色调；制冷设备应用冷色基调等，都从产品各自的功能特点出发，选择了不同的色彩，作为产品的色彩基调。,3)应满足人机协调的要求 由于色彩对人的生理和心理都有直接影响，所以产品色调的选择应使人们使用时感到亲切、舒适、安全、愉快和
14、美的享受，满足人们的精神要求，从而提高工效。例如机械设备与人较为接近，色调应是对人无刺激的明度较高纯度较低的色彩，才能有利于操作者精神集中，有安全感，不易失误，提高工作效率。再如对于需要频繁操作的劳动器械和需要准确认读的仪器仪表，色彩设计要注意减轻视觉疲劳，避免出现过分刺激和眩光。又如各种机床的主色调均为浅灰或浅绿色，使工人在工作时感到轻松、舒适，不易疲劳；如果机床都涂以大红大绿，其后果是不堪设想的。所以产品色彩设计要满足人机协调的要求，以有利于使用者的身心健康，减少差错事故，提高工效。,6)符合人们对色彩的好恶不同国家和地区的人们，对色彩有着不同的好恶情绪。色调设计迎合了人们的喜好情绪，就会受到欢迎；反之，产品在市场上就会遭到冷遇。因此，产品的色彩设计必须注意到不同国家、民族、地区、年龄、文化层次、职业、工种等人的审美要求。,图6-a6 利用CorelDraw绘制的矢量概念草图,图6-a7 利用Photoshop绘制的点阵概念草图,图6-a9 三维产品效果图的制作,图6-a10 利用UG绘制的产品装配效果图,本章结束,Thank you！,
