人机工程学_3人的感知与心理特征

第三章 人的感知与心理特征

3.0 概述

3．0．1 人在系统中的功能

     人是系统中的重要“环节”，对于人机系统中的操作者，如果把他作为一个独立的系统来研究，完整的人体从形态和功能上可划分为：运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统共九个系统。各系统的功能活动相互联系、相互制约，在神经、体液的支配下，构成完整统一的有机体，进行正常的功能活动。

    如果把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，则人与外界直接发生联系的主要是三个系统，即感觉系统、神经系统、运动系统，其它六个系统则认为是人体完成各种功能活动的辅助系统。人在人机系统中的作用可由图3-1说明，人在操作过程中，<器通过显示器将信息传递给人的感觉器官（眼、耳等），经中枢柛经系统对信息进行处理后，再指挥运动系统（手脚等）操纵机器的控制器、改变机器所处的状态。由此可见，从机器传来的信息，通过这个“环节”又反回机器，从而形成一个闭环系统。人机所处的外部环境因素<温度、照明、噪声、振动等）也将不断影响和干涉此系统的效率。因此，从广义来讲，人机系统又称人-机-环境系统。

    显然，要使上述的闭环系统有效工作，就要求人体结构中许多部位协同发挥作用。首先是感觉器官，它是操作者感觉人机系统信息的特殊区域，也是系统中最早可能产生误差的部位; 其次，传入神经将信息由感觉器官传到大脑的理解和决策中心，决策指令再由大脑传出神经传到肌肉；最后一步，是身体的运动器官执行各种操作动作，即所谓作用过程。对于人机系统中人的这个“环节”，除了感知能力、决策能力对系统操作效涤泻艽笥跋熘外，最终的作用过程可能是对操作者效率的最大限制。为了建立一个人与机器、环境之间相适应的关系，以组成一个高效的人-机-环境系统，本章将从人机工程学的角度来讨论人的感觉系统、神经系统和运动系统的机能特点及其功能限度，为人机工程设计提供人体生理学和心笛в泄鼗础。

3.0.2 人的心理现象与行为构成

3. 0.2.1 心理现象

    心理是人的感觉、知觉、注意、记忆、思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。人的心理活动一般分为三大类型：一是人的认知活动，二是情绪活动，三是意志活动。而影响人的行为首要因素是认知心理。参阅图4-1。P71

心理学的心理现象区分为不同方面是为了研究地需要。人的心理活动是一个整体，各种心理现象之间是相互联系、相互影响的，并且在特定情境中综合地表现为一定心理状态，并在行为上得到体现。

    从哲学上讲，人的心理是客观世界在人脑中的主观能动反映，即人的心理活动的内容来源于客观现实和周围环境。每个个人都包含两方面：心理和行为。两者在范围上有区别又有联系。都是描述人的内外活动：心理：人的内部活动（要涉及外部活动） 行为：人的外部活动（都发自内心），所以，人的行为是心理活动的外部表现，是活动空间的状态推移。

3.0.2.2 行为的构成

    心理学家列文（K.Lewin）认为行为取决于个体本身与其所处的环境。即

B=f(P.E)   B行为  P 人 E 环境

个体本身又受到“遗传”、“成熟”、“学习”等因素的影响，上式可概括为：

B=HxMXEXL式中，B－行为  H－遗传  E－环境  L－学习

行为受遗传、成熟、环境、学习四个因素的相互作用、相互影响。遗传因素一经形成，即已决定。

成熟因素 受遗传、成熟环境两种因素共同作用、共同影响。一般，个体成熟遵循一定的自然规律，先后顺序是固械模先爬后立、先走后跑。但在自然成熟过程中，其所处环境的诱导刺激因素作用是不可低估的。

例：狼孩从小被狼收养，不会直立行走、不会说话 智力只有三岁

电影 流浪者之歌（父亲是贼儿子也是贼）

    学习因素 是个体发展中必经的历程，经过尝试和练习，或接受专门训练培养或个体自身主动探求，使行为有所改变。学习和成熟是个体发展过程中两个互相关联因素，相辅相成。成熟提供学习的基本重要条件和行为发展的先后顺序，学习效果受成熟限制，比如“开窍”成绩突然猛进。

    环境因素 是人与环境系统中的客观侧面，遗传、成熟、学习是主观侧面。这里环境因素指宏观远距，既有自然环境、又有社会环境。人是教育和环境的产物。

3.0.2.3 行为反应

    行为是有机体对于d处情境的反应形式。心理学家将行为分解为刺激、生物体、反应三项因素研究，即S→O→R   式中，S－外在、内在的刺激  O－人体   R－行为反应刺激、人体、反应三项因素间的相互作用关系见图4-2，图4-3，图4-4。

刺激

    是心理学上常用词汇，含意很广。围绕机体的一切外界因素，都可以看成是环境刺激因素，同时也可把刺激理解为信息。刺激可分类如下：

2. 人体

    人的中枢神经系统，脑和脊髓，是接受外界刺激及作出相应反应的指挥中心，它既负责&受刺激，又负责对刺激进行判断后做出必要的相应反应，所以称为中枢神经系统。在此系统中脑处于中心地位，协调指挥地位。这一切都是自动进行的，属于自律行为。还有周围神经系统可将环境刺激经传入神经系统直接传递给传出神经系统。

3. 反应

    行为即包括内在的动机情绪，也包括外在显现的动作表现。机体接受刺激必然要做出反应，这种反应不论属于内在或者外在，都是行为的表现形式。外界刺激而产生某种需要和欲望，驱使人们做某一行为达到一定目标。见图。

    此模式告诉我们：人的行为是受动机支配的，动机产生于需要。然而，支配人的动机的心理因素比较复杂，处需要外还受人的意识、意志、情感、兴趣等心理因素窍臁

    人的心理活动一般分为三大类型：一是人的认知活动，二是情绪活动，三是意志活动。而影响人的行为首要因素是认知心理。

3.1 感觉和知觉特征

3.1.1 感觉与感觉特征

1.感觉：是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反应。

    人在感觉包括：视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉、运动觉、平衡觉等 人体的这些感觉既能接受外部环境的信息，又能感知自身所处的状态。感觉是一种最简单又最基本的心理过程，在人的各种活动过程中起着极其重要的作用。人除了通过感觉分辨客观事物的个别属性和感知人体自身各个部位的状况外，其它高级的相对复杂的心理活动，如思维、情绪、意志等，都是以感觉为却《产生的。因此感觉是人们认识外部物质世界，了解自身状态的开端。

    适宜刺激：感官最敏感的刺激形式 

    外部环境中有许多物质的能量形式，人体的一种感觉器官只对一种能量形式的刺激特别敏感，能引起感觉器官有确从Φ拇碳こ莆该感觉器官的适宜刺激。人的各种感觉都有最敏感的刺激见表2-17

3 .感觉阈限 能为感觉器官所感受的刺激强度范围

1）感觉阈下限：引起感觉的最小刺激量

2）感觉阈上限：能产生正常感觉的最大刺激量h超过不但无效且引起器官损伤（例长期听MP3 一种刑法）

3）差别感觉阈限：刚刚能引起差别感觉的刺激最小差别量。当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作用于某一感觉器官时，它们在强度上的差别必须达到一定程度，才能引起人的差别感觉。差别感觉阈限即为刚刚能引起h别感觉的刺激之间的最小差别量，对最小差别量的感受能力则为差别感受性，两者成反比关系。

4.感觉的其它特征

1） 适应：在同一刺激物的持续作用下，人的感 性发生变化的过程

    这种适应现象，除痛觉外，几乎在所有感觉中都存在，但适应的表现和速度是不同的。除暗适应外，其余各种感觉适应大都表现为感受性逐渐下降乃至消失。

    视觉适应中的暗适应约需45分钟以上；明适应约需1-2分钟；听觉适应约需15分钟；味觉和轻适应分别适应约需30S和2S。

2） 相互作用：在一定的条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低，由此使感受性发生变化的现象。

    例如：人在同时输入两个视觉信息1，往往只倾向于注意一个而忽略另一个，如果同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个信息的辩别能力将降低50%，当视觉信息和听觉信息同时输入时，听觉信息对视觉信息的干扰较少。此外，味觉、嗅觉、平衡觉等都会受其它感觉刺激的影响而发生不同程度的变化。

3） 1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。

    同时对比：几种刺激物同时作用于同一感受器时产生的对比称为同时对比。

    例如：同样一个灰色图形，在白色背景上显得深一些1在黑色背景上显得顔色浅。这是无色彩对比。而灰色图形放在红色

背景呈墨色，放在绿色背景呈红色。这种图形放在彩色背景上向补色方的现象叫色彩对比。

继时对比：几个刺激物先后作用在同一感觉器时，将产生继时对比。草莓和菠萝用盐水洗甜。

例如：吃了糖后再吃酸，更酸。又如：左手放在冷水里，右手放在热水里，过一会儿，再同时将两手放在温水里，左手热，右手冷。

余觉：刺激取消后，感觉可存在一极短时间的现象。例如观看亮着的白炽灯，一会儿闭上眼睛就发现灯丝在空中游动，这就是 发光灯丝留下地余觉。

应用：动画 电影 绕梁三日不绝于耳 余音袅袅

3.1.2 知觉及其特征

1. 概念

知觉:人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映.

知觉是在感觉的基础上对客观事物所产生的高一级的认识, 在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，在心理学中就把感觉和知觉统称为“感知觉”。

感觉的性质较多取决于刺激物的性质,而知觉很大程度上受到人的知识、经验、情绪、态度等因素的制约和影响，因此，不同的人对同一事物会产生不同的知觉，在产品设计中设计师应考虑人在跃跎系墓残裕又要考虑人的知觉的差异性

基本特征:  整体性 选择性 理解性 恒常性 错觉

整体性：在知觉时，把由许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体的特性

知觉的整体性可使人们在感知自己熟悉的对象时，只根据其主要特征可将其作为一个整体而被知觉。如，见到建筑群中的冷水塔，电力工程师立即会将该建筑群知觉为一个热电厂。

影响知觉整体性的因素：  原则:接近性 相似性 封闭性 良好图形 对称性

接近/ 相似/ 封闭/ 连续/ 美的形态，见图4-5，图4-6

选择性：在知觉时，把某些对象从背景中优先的区分出来，并予以清晰反映的特性，见图4-7

    作用于感官的事物是很多的，但人不能同时知觉作用于感官的所有事物或清楚地知觉事物的全部。人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为知觉对象，对它产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象，从而成为烘托知觉对象的背景，这种特性称为知觉的选择性。

    知觉对象与背景在一定条件下是可以转换的。

    影响知觉选择性的因：

1、知觉对象与背景之间的差别越大，对象越容易从背景中区分出来。

（黄色家电）广告前实后虚

2、在固定不变或相对静止的背景上，运动着的对象最容易成为知觉对象，如在荧光屏上显示的变化着的曲线。  广告 海王感冒箭头

3、人的主观因素，如任务、目的、知识、兴趣、情绪不同，则选择的知觉对象也不同。

4、刺激物各部分相互关系的组合，如彼此接近的对象比相隔较远的对象、彼此相似的对象比不相似的对象容易组合在一起，而成为知觉的对象。

3)  理解性：根据已有的知识经验去理解当鄣母兄对象，这种特性称为知觉的理解性。

由于人们的知识经验不同，所以对知觉对象的理解也会有不同，与知觉对象有关的知识经验越丰富，对知觉对象的理解也就越深刻。在复杂的环境中，知觉对象隐蔽、外部标志不鲜明、提供的信息不充分时，语言的提示或思维的推论,可燮鸸去的经验，帮助人们去立即理解当前的知觉对象，使之完整化。此外，人的情绪状态也影响人对知觉对象的理解。(戏剧海报、戏剧知识、平面知识)

4） 恒常性：人们总是根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为知觉恒常性。

大小恒常性：在一定范围内，知觉的物体大小不完全随距离而变化，表现出知觉大小恒常性。天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。（5m 10m看1.9M的人 ）

    形状恒常性：指看物体的角度有很大改变时，知觉的物体仍然保持同样形状。保持形状恒常性最起作用的线索是带来有关深度知觉信息在线索（倾斜、结构等）

    明度恒常性：一件物体，不管照射它的海外光线_度怎么变化，其明度是不变的。决定明度恒常性的重要因素，是从物体反射出来的光的强度和从背景反射出来的光的强度的比例，只要这一比例保持恒定不变，明度就保持不变。（白衬衣，白天黑夜都知觉为白色）

    颜色恒常性：多数物体可见是由于它们对光_反射，只要照明的光线即照在物体上也照在背景上，任何物体的颜色都保持相对的恒常性。（强光和弱光下，煤总是黑色的）

    听知觉恒常性：

    知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地_应环境。

5 错觉：对外界事物不正确的知觉

    错觉是知觉恒常性的颠倒。例如，空间错觉：大小 形状 方向 距离 运动错觉 时间错觉

    错觉是有害的，在工业设计中却被大量应用：车辆上浅下深---平稳 冰箱_高显大 海王银得菲广告箭头快。园脸穿鸡心领 长脸穿一字领

    看趣味心理游戏PPT

3. 2 视觉机能及其特征

    在人们认知世界的过程中，大约有80%-90%的信息是通过视觉系统获得的，因此，视觉系统是人与外界相联系的_主要途径。

3.2.1 视觉刺激

    视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380~780nm，

    紫外线可以消毒杀菌（设计空气清新器 SARS   防晒防紫外线 ）  _外线可加热 （烤箱）

3.2.2 视觉系统

    物体依赖于光的反射映入眼睛，所以，光、对象物、_睛是构成视觉现象的三个要素。但视觉系统并不只是眼睛，从生理学角度看，它包括眼睛和脑；从心理学角度看，它不仅包括当前的视觉，还包括以往的知识经验。换句话说，视觉捕捉到的信息，不只是人体自然作用的结果，而且也是人的观察与过去经历的反映。

    视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的,眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的球体，其基本构造与照相机类似。眼睛的瞳孔、晶状体和视网膜分别相当于照相机的透镜孔、透镜和胶卷。

    光线由曈孔进入眼中，曈孔的直径大小由有色的虹膜控制，使眼睛在更大范围内适应光强的变化。进入的光线通过起“透镜”作用的晶状体聚集在视网膜上，眼睛的焦距是依靠眼周肌肉来调整晶状体的曲率实现的，同时因视网膜感光层是个曲面，能用以补偿晶状体光率的调整，从而使聚焦更为迅速而有效。在眼球内约有蟹种二的内表面覆盖着视网膜，它具有感光作用，但视网膜各部位的感光灵敏度并不完全相同，其中央部位灵敏度高，越到边缘越差。落在中央部位映像清晰可辨，而落在边缘部分则不清晰。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。眼睛还有上下左右共六屑∪饪梢圆咕龋因而转动眼球可审视全部视野，使不同的映像迅速落在视网膜中灵敏度最高处。两眼同时视物，可以得到在两眼中间同时产生的映像，它能反映出物体与环境间相对的空间位置，因而眼睛能分辨三度空间。

3.2.3人的视觉机能

3.2.3.1---- 视角与视力

视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。

α=2arctg(D/2L)被看目标物的两点光线投入眼球的交角。

α—视角；

D—被看物体上两端点的直线距离；

L—眼睛到被看物体的距离；

眼睛能分辨被看目标物最近两点光线投入眼球时的交角，称为临界视角。视力为1.0，即视力正常，此时的临界视觉=1度，若视力下降，则临界视角值增大。

在设计中，视角 是确定设计对象尺寸大小的依据

视力 指人眼识别物体细部结构的能力，也称分辨最近距离两点的视敏度。 以临界视角的钍来表示。

视力=1/能够分辨的最小物体的视角

视力一般可分为“中心视力”(认清物体形状的能力)、“周边视力”(视网膜周边部分所能感受到的范围)、 “夜视力”(在暗处能辨别物体形状的能力)、“主体视力”(辨别物体大小、远近和空间立体形象的能力)和“色视力”辨别颜色的能力)等，两只眼睛中所形成的物象，融合为双眼单视后，可用以辨别物体高低、深浅、远近、大小，这种辨别物体立体位置的视力为立体视力或深度觉。

视力的好坏与人的生理条件有关，也与被看物体周围环境有关。如亮度、对比度(物体与背景在颜色或亮度上的对比)和弦光(物体表面产生的刺眼的强烈光线)等。

这些相关条件及因素在仪表刻度、指针设计及颜色匹配时都应认真考虑。

人眼的視力問題

遠視和近視

遠視和近淼男纬桑就是眼球中的水晶體，未能把外界影像的光線聚焦在視網膜上，。 有些人只能看清近距離的物件，而看不清遠距離的物件; 因為他們眼球內的睫狀肌不能拉平水晶體，以致未能把遠距離的光線聚焦於視網膜，這現像稱為近視。

另外有些人，能清楚看見遠距離的物象，但聿磺褰距離的，因為他們眼球內的睫狀肌不能令水晶體拱凸，郤把近距離入射的光線聚焦在視網膜上，這現像稱為遠視。 這兩種視力問題都很常見，並且可透過配帶眼鏡來解決。

弱視

除上述的視覺問題外，隨着年齡增長，一般人的視力都會衰退，更有可能患上青光眼，白內暲等引致弱視的疾病，在設計時應考慮使用視覺手段，以協助弱視者，例如新設計的公共交通工具，扶手表面大多選用鮮明的顏色，如黃、紅等，以提高與背景的反差，同時黄色和黑色的明度差別大，即使全色盲也能看見明顯的深淺差別。

3.2.3.2----视野和视距

1. 常态视野

静视野(头和眼球不动)  动视野(眼球可动)工业设计一般以静视野为依据设计以减少人眼疲劳.

静视野 可分为常态视野和色觉视野

常态视野：指视野是当人的头部和眼球不动时，人眼能觉察到的空间范围，通常以角度表示

人眼对黑背景上的白色物像的平均视野范围。一般以正常人两眼的综合视野来表述。人双眼形成的视野范围大致为一椭圆形如图(a)

1）在垂直面的视野：

最佳视区：上、下1。5度；最佳视野范围：水平视线以下30度

有效视野范围：水平视线以上25度、以下35度。

最大固定视野：115度   扩大的视野：150度。

在垂直面内，在垂直面的最大视野范围大约为120°

人的自然视线低于标准视线: 直立时低10度，坐姿时低15；很放松时站立低30度，坐姿低38度。因此，视野拔г诖怪泵婺诘南陆缦抟灿Ω盟孀欧潘闪⒆恕⒎潘勺姿而改变。观看展示物最佳视区: 30°

2）在水平面的视野：

最大视野范围约为190°。两眼外侧视野范围即为最大视野范围

10~20°可辨别字  5~30°可辨别字母  1°最敏锐即以单眼计，以视中心线为准，向外侧为100°

向内侧为60°

色觉与色觉视野

色觉

视网膜除能辨别光的明暗外，还有很强的辨色能力，可以分辨出180多种颜色。人眼的视网膜可以辨别波长不同的光波，在波长380~780nm的可见光谱中，只相差3nm，人眼即可分辨，主要是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色。人眼区别不同颜色的机理用“三原色学说”来解释：认为红、绿、蓝为三种基本色，其余颜色都可由这三种基本色混合而成。并认为在视网膜中有三种视锥细胞，含有三种不同的感光色素分别感受三种基本颜色。当红光、绿光、蓝光（或紫光）分别入眼后，将引起三种视锥细胞对应的光化学反应，每种视锥细胞发生兴奋后，神经冲动分别由三种锥细胞受到同等刺激时，引起白色的感觉。

人眼的視力問題

色盲 缺乏辨别某种颜

色的能力，称为色盲；若辨别某种颜色的能力较弱，则称色弱。不宜从事驾驶飞机、车辆。

色盲的形成，是因為視網膜上的錐狀細胞不能分辨顏色。 大部份人天生具有正常色覺，他們可辨認由三原色調配出來的不同顏色。但亦有人是二色視者，他們只可看見光學三原色中的二種。二色視者又稱色弱，他們仍能看見顏色，只是他們看不見其中一種三原色，他們會混淆某些顏色，例如會看不出黃黑條紋顏色，不過可以會出對比大的色樣，所以我菰O計機動部份的時候，應考慮這一點，提高使用者對危險部份的警覺。但亦有人是全色盲的，他們完全不能分辨顏色，他們的眼中世界是全黑白灰的。

2）色觉视野：

色觉视野: 指各种颜色在黑背景条件下，人眼所能看到的最大空间范围。由于各种颜色对人眼的刺激不同，人眼的色觉视野也不同。由图可见，人眼对白色的视野最大,对黄 蓝 红依次减小,而对绿色的视野最小。

3. 视距  

视距 指人眼观察物体的正常距离。人眼的视野范围大致为一椭圆形，那么人眼的视距范围则大致可看成为一个放射状的空间椭球体的一部分。若忽略两眼间的距离，那么人眼的视野即为一定半径所画的空间轨迹球体。

视距的确定：

据有关研究资料记载，在观察各种显示仪表时，人眼的最佳视距半径约为560mm，最大视距半径约为760mm，否则看不清细节。最小视距半径约为380mm，否则引起目眩，视距半径过大或过小，对认读速度和准确性均不利，因此，在设计时应充分注意这些方面。见书P44

头部转动角度：

左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过30度。当转移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避免在转移视线中进行观察  

3.2.3.3 中央视觉和周围视觉

中央视觉—视维细胞（在视网膜上分布着视锥细胞多的中央部位，感色能力强、能清晰分辨物体，用这部分视物称“中央视觉”）。

周围视觉—视杆细胞（边缘部位感受多彩能力较差或不能感受，分辨力差，但由于这部分视野范围广，观察空间范围/正在运动的物体）。

一般情况下，既要求操作者的中央视觉良好，同时要求其周围视觉正常。而对视野各方面都缩小到10度以内者称工业盲。两眼中心视力正常而有工业盲视野缺缺陷者，不宜从事驾驶飞机、车、船、工程机械等要求具有较大视野范围的工作。

3.2.3.4 /眼视觉和立体视觉

当用单眼视物时，只能看到物体的平面，即只能看到物体的高度和宽度。双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。产生的原因主要是因为同一物体在两视网膜上所形成的象并不完全相同，右眼看到物体的右侧面多，左眼看到物体左侧面多，其位置虽略有不同，但又在对称点的附近。最后，经过中枢神经系统综合，而得到一个完整的立体视觉。

立体视觉的效果并不全靠双眼视觉，如物体表面的光线反射情况和阴影等，都会加强立体视觉的效果。此外，生活经验在产生立体视觉效果上也起一定作用。例如：近物色调鲜明，远物色调变淡，极远物似乎是蓝灰色。工业设计和平面设计许多平面造型设计颇有立体感，就是运用这种生活经验。

3.2.4 人眼的运动规律

两眼运动是协调的,同步的.正常情况下不可能一只眼转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物毫硪恢谎鄄皇游铩Ｊ忧内地仪表布置必须考虑这一特点 。

人眼的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西后看到垂直方向的东西。（仪表设计为横向长方形。

对水平方向的尺寸和比例的估计要比垂直方向准确得多。因而水平式仪表的误读率28%比垂直式仪表误郝35%低。

人眼的视线习惯于从左到右和从上到下运动。

看圆形内的东西总是沿顺时针方向来得迅速。

当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，人眼对四个象限的观察

率优劣依次为:左上 右上 左下 右下

眼睛是人的机体的一部分,具有一定的惰性,因此对直线轮廓比对曲线轮廓更容易接受,看单纯形态比看复杂形态顺眼舒服

颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易辨认的顺序是红、绿、黃、白，即红色最先被看到。所以，停车、危险等信号标志都采用红色。当两种颜色相配在一起时，则易辨认顺序是：黃底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。因而交通标志常用黄底黑字。

视觉传达与人机工程

一．视觉传达的价值

1. 视觉传达的概念

视觉传达就是对于视觉信息的传达。对于设计师而言，视觉传达是设计者把自己的设计意图通过人的视觉功能准确地、完美的传达给使用者。

任何设计成果物化为产品后，都具有一定的形体、色彩、肌理和使用效能。事实上，其中的任何外部特征、内在机能包括它的形、色、声、光、静态观感、运转方式和应用价值、社会效益等等，无一不是设计师精心营造的。往往都能使用者一目了然或一见倾心。流线型矮体赛车，想到快速和稳定安全。设计师运用视觉传达的理论和方法所要传达的最终目的，是让使用者通过视觉信息准确无误地、了解设计成果，接受它。

视觉传达来源于设计师对使用者博而需求的深入理解，来源于设计师对新产品效能、材质、内在机制和外部特点的精心构想，也来源于设计师对自然环境、社会条件与相关人和物的综合平衡。因而，视觉传达的实质是设计师对于人、物、环境各方面有关信息进行摄入、分析、综合、概括，从而形成独特思维成果，并通过产品的直观乃卮输给使用者的过程。

视觉传达的主要手段是形、色、光及其载体。它们适合产品实际，适应使用者生理、心理需要的选择和变化，是设计师发挥才能的用武之地。

2. 视觉传达的生理因素

人的视觉生理，是视觉传达的客观条件。它为视觉传达提供了许多可暮拖拗疲设计师必须充分了解它，以便遵循和利用。比如视力的强弱、视野的广狭、视觉容量的多少等生理状况。

人的视觉是有限的。视觉对象的大小、远近、繁简、色彩、光照等，都对人的视力有直接的影响和限制。设计师的任务是巧妙地利用上述因素突出产品优势的视觉效果并排除其它不利干扰。

人的视觉接受外部停息的数量在较短时内是不可能多的，有视觉容量问题。视觉容量有限至少形成了人两大视觉特点：

1）视觉的从简性

是指人们视知外部对象时往往会加以简化，把它看成某种熟知的简单形体。比如把底边平直的月形门成一个园，把门窗多样的大楼看成一个长方形的火柴盒，把装饰繁多的拱桥比作卧波长虹等，在瞬间内只粗识其外形而无视其余。

视觉的选择性

视知外部对象时往往先注意到对象的某一部分，对其它部分视觉印象较淡漠。

比如：平视不大物体时，往往首先注意上部而忽视下部。粗看人的衣着时，上衣印象深，下装印象浅。粗看一辆汽车时，只注意到车身的蓝色流线型，而没注意留意黑色车轮。习惯于从左向右写的人，看方块字也先注意字体的左侧；习惯于从上向下、从右向左写汉字的人，常常先看字行的右上方而后才依此向下向左看。习惯不獾娜耍注意力集中的方向也不一致。

视错觉与视幻觉

视错觉是以误为正，视幻觉是以无为有。

把高速运行的点看成线，把高速旋转的点看成圆，坐在火车里以为车不动而车窗外的树木、房屋往后跑，这些都是运动条件下的视错觉。

长时间乘火车后，獬祷氐郊姨稍诖采希觉得床在摇动墙在动，这是静止下的视幻觉。

其实，视错觉和视幻觉在艺术设计中都是可以适当利用。如：为矮个设计服装竖条好，深色显瘦

3 人的视觉感受规律

1）视觉倾向性: 人的视觉感受积累多了,会形成某种定势。(绿色-植物-生机-希望-健康-绿色食品-柔和-和平幸福，黑色-黑夜-神秘

-恐怖-威严)

2) 视觉相对性:人的视觉感受因时代 社会 地域 民族习惯的差别而不同. (红色:中国革命喜庆热烈 婚礼服红色 西方暴力流血 交通信号红危险、刹车 禁止通行；黄色: 中国庄严皇帝衣服  华贵 外国 粗俗下流； 紫色高贵教皇衣 伊斯兰下流。)

3）视觉抽象性: 人的视觉感受中经久不变的因素，久而久之也可能形成某种概念化的印象，具有抽象意义。(比如，一短线上随意画两弧线，人们当作飞鸟；在简单线条勾画的高房内，一条向上倾斜的折线就可以代表楼梯；几条随意弧线围绕在一起，可以表示横飞的白云如果有两条短短的随意竖线插在云下代表树干白云就变成树冠。这类删繁就简的形体都是抽象化的视觉印象，极具概括性。

视觉想象联想:借助旧有形象塑造新形象为想象,或从某一形象引导出另一形象为联想，

人的视ハ胂蠛土想没有止境，是设计师应该关注的话题。人的心理活动永无止境，看见洗衣机的外表和结构就会去想象它的洗涤过程和效果，看见坐具、卧具就会想象它的舒适程度，看见华丽服装会想象穿着的绰约风度，看见优雅的环境设施会去想生活于其中的欢欣、愉快。这些视觉想象都会启ド杓剖υ诓品的视觉形象上多下功夫。

视觉联想的空间比视觉想象的空间更广阔。比铁路想到火车是接近联想，从大拱长桥想到彩虹是相似联想，从严寒想到酷暑是对比联想，从乌云想到大雨是因果联想。所以

(雪花图形点缀冰箱广告 飞鸟做航空标志 海滩风光装饰旅游别墅 丰收稻谷作农机图徽)

视觉联想可以是具象的，也可能是抽象的。为了标示新产品的科技含量，有时可以设计一些新奇的几何图形，有时可以采用巧妙的色彩对比，有时也可以直接把电子符号用在产品广告中。设计师可以借此表达自己的某些设计理念，也可以借此引发使用者的想象、联象，使用者当然更可以依据自己理解去展开又一层的想象、联想。

5）视觉美感倾向

视觉美感主要表现在色彩和造型两方面。无论多么纷繁多样，都要求美学原理：对比统一、比例尺度、稳定均衡、节奏韵律等

二．人机关系的反映

1 人机关系中的视觉语言

1）视觉语言概念

点 线 面及色彩以及它们的排列组合及变化。

2）视觉语言的逻辑规律

a  有明确的含义

b  适应人的视觉生理特点：刺激强弱 图形繁简 颜色对比 位置偏正

处于设计图中心位置或实物中心位置的视觉信息，会首先被关注，印象深刻正确。要偏正得宜，主次分明，另外四个象限左上 右上 左下 右下优劣次序也体现了人视觉功能选择性具体表现。

c 符合人的视觉心理习惯

顺序感: 较小的图形和物体,人们习惯于先看总体轮廓,然后由外向内细看; 

较大的先看比较突出的重点部位,然后逐步向外扩展

理解性:先看容易了解的具体图象,再去慢慢解读费神费脑的抽象内容

好奇心:新奇 独特最具有吸引力

审美欲:平衡感 对称感 虚实相应 刚柔并济都是人们希望看到的.

3）视觉语言的应用

流程：一对视觉信息归纳、总结及表达。二得到众人理解

视觉核心突出: 视线转移流动过程,开始处应是图形核心部位或产品的关键部位,提炼简洁突出

视觉层次分明: 两种或以上的图形和色彩必然有一定的排列次序引导人依次观看: 圆点的大小 线条的粗细 色彩的浓淡

视觉移动方向明确自然: 激大小 强弱 颜色明度渐次变化 图形转角走向 局部衔接方式

整体轮廓清晰

2 人机关系对视觉传达的要求

1）可读性强 指让人看得清、读得懂，乐于接受，较高要求是适应人的生理和心理需要，让人看得顺眼、愉快、喜爱ㄖ直泶锓绞健

2）准确性高 要求视觉语言对视觉信息的传递准确无误，不能引起歧义。

3）心理感受丰富 满足人的多方面情感需要。经过视觉语言将人与物的关系表现得丰盈、充实、富有人情味。

4）富于创造性成果

3.3 人的听觉机能及

特性

3.3.1 听觉刺激

听觉是仅次于视觉的重要感觉，其适宜的刺激是声音。振动的物体是声音的声源，振动在弹性介质（气体、液体、固体）中以波的方式进行传播，所产生的弹性波称为声波，一定频率范围的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。低于20HZ的a波称为次声; 高于20000HZ的声波称为超声。次声和超声人耳都听不见。

3.3.2 听觉系统

人耳为听觉器官，只有内耳的耳蜗起司听作用，外耳、中耳以及内耳的其他部分是听觉的辅助部分。人耳的基本结构如图3-9所示，外耳包括耳廓及外耳道，是外界声波传入耳和内耳a通路。中耳包括鼓膜和鼓室，鼓室中有锤骨、砧骨、镫骨三块听小骨以及与其相连的听小肌构成一杠杆系统；还有一条通向喉部的耳咽管，其主要功能是维持中耳内部和外界气压的平衡及保持正常听力。内耳中的耳蜗是感官器官，它是个盘旋的管道系统，有前庭阶、蜗管及鼓界阶三个并排a旋的管道。

3.3.3　听觉的物理特性

1．频率响应---可听范围 通常情况下，入耳接收声波传人的途径主要是靠空a传导。入耳的适宜刺激是空气振动的疏密度,入耳能感知的频率范围应在16-20000Hz之间，其中对500-4000Hz的频率较敏感。作为音响讯号显示的频率宜选在1000-3000Hz之间.  

辨别声频能力 人耳对频率的辨别率较强,大于4000Hz的频率,相差1％就能加以区别。  

2. 动态范围（声音的强度）

听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强 / 正好能听见的声强。 

（1）听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。

（2）痛阈：对于感受给定各频&的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。

（1）与（2）都与频率有关系，是在某一频率下的听阈值或痛阈值。

（3）听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区,见图3-11。

辨别声强能力 人耳对声强的辨别力不甚灵敏，声强与人的主观感觉的响度&不是比例关系，而是对数关系。当声强增加10倍时，主观感觉的响度只增加l倍；声强增加100倍时，响度只增加2倍，依次类推。

3. 方向敏感度（双耳效应）

（1）时差：∆t=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声   信号入射的最小偏角为3°。

（2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同，见图3-12。由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。

辨别声音的方向和距离 人可根据声音到达两耳的强度和时间先后为58ms,人耳识别最短时间为20~50ms,头的障碍作用降低声强,判断声源的方向。 距离/主观经验和声压判断.距离每增加一倍声压衰减6dB. 

4.掩蔽效应

掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。

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。

声的掩蔽效应  强的声音可以掩盖另一个弱的声音，尽管弱的声强也远远超过听阈，但仍然听不见。对于两个音调接近的声音，人耳所能听到的不是两种频率的声音，而是被低频调制了的单频声音。

5. 听觉的适应和疲劳 在声音连续作用的过程中，听觉敏感度会随时间的延长而降低，叫做“听觉适应”。若声强不大，作用时间又不太久，一般在声刺激停止后的10-20s，听觉敏感度就会恢复到原来的水平。若声强很大，作用的时间很长，就不仅是听觉适应问题，而会引起听觉疲劳。听觉疲劳后，要经过几小时，直至几天才能恢复听觉敏感度、严重的引起听力减退或丧失。 

音波在人-机通信中猛持蔚匚唬听觉的感知频率大约在20HZ~20000HZ,在1000HZ~4000HZ最高。在500HZ以下和5000HZ以上在声音，需要大得多的强度才能被听到。当音强超过140dB时，所引起的不再是听觉，而是痛觉。

人可以辨认的语音频率范围是260HZ~5600hz,电话只传送300HZ~3000HZ,对我们听

清语言已足够

3.4 其他感觉机能及其特征

3.4.1 肤觉

肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。

1. 触觉，分触压觉和触摸觉.见图3-13和图3-14。

2. 温度觉

3. 痛觉

3.4.2 本体感觉

本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感受身体和四肢所在位置的信息。P52

1耳前庭系统---保持身体姿势及平衡

2运动觉系统---感受并指出四肢和身体不同部分的相对位置

1、平衡觉：人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态 感觉。

影响平衡觉的因素：  酒、年龄、恐惧、突然的运动、热紧迫、不常有的姿势等。

2、运动觉：人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种感觉。运动觉涉及人体的每一个动作，是仅次于视、听觉的感觉。人的各种操作技能的形成更有赖于运动觉信息的 馈调节。

3.4.3 味觉和嗅觉

味觉和嗅觉器官担负着一定的警戒任务，因为它们出在人体沟通内外部的入口处．在安全技术中，味觉与嗅觉用作信息传递器是相当重要的．

１ 味觉

　　　凡溶于水的物质都能提供味觉刺激．味觉感受器主要是分布在舌表面上的味蕾．味觉的感受性用不同浓度溶液的阈值表示．舌尖对甜的感受性大，舌尖和舌测对酸性的感受性大；舌根对苦的感受性大

２ 嗅觉

　　人的嗅觉感受性很强，影响嗅觉感受性的因素有环境条件和人的生理条件．温度有助于嗅觉感受，最适应的温度是３７～３８度．清洁空气中嗅觉感受性也提高．感冒低．

　　嗅觉的适应性比较快，但有选择性．接触某一中气体一段时间后感受性下降．另外一些刺激性气体使人眩晕、恶心、中毒，嗅觉就失去作用。

嗅觉传示器

3.5　人的信息传递与处理

3.5.1　人与信息

人体与外界之间的联系有三种基本形式：物质、能量、信息的传递，信息传递往往随物质和能量的传递进行的。

在人机发生关系和相互作用中最本质联系是信息交换。

人脑信息容量约108~1011bit ,但大脑皮层只能处理感官接受的部分信息．从感官接受信息到加工到永久储存（记忆）过程中，信息减少很多，真正作为记忆而永久储存的信息量仅有极少一部分．

工作效率很大取决于人体接受信息的能力、速度和准确性，而这些又与感觉器官的机能状态有密切联系。人的多种感觉通道传递信息能力均有一定的限度。

3.5.2　人体接受信息的途径

人体与外界之间的联系有三种基本形式：物质、能量、信息的传递，信息传递往往随物质和能量的传递进行的。

在人机发生关系和相互作用中最本质联系是信息交换。

人脑信息容量约108~1011bit ,但大脑皮层只能处理感官接受的部分信息．从感官苁苄畔⒌郊庸さ接谰么⒋妫记忆）过程中，信息减少很多，真正作为记忆而永久储存的信息量仅有极少一部分．

3.5.3　人体接受信息的能力

不同处理阶段时人的信息传递率

 3.5.4　影响人体信息接受和处理的主要因素

无关信息的干扰   如信息过多，会对想得到信息产生干扰，很容易造成误判段。另外，当两个或两个以上的信号同时发生时，若两者强度相近，则不易区别。

信号维量数的影响 各种信号的每一个特征为一个维量,尽可能以两个或多个感觉通道去接受同一个信息以增加信息接受的机会(指示灯加铃声)视觉刺激反应最灵敏,听觉抗干扰能力最强

分时的影响 信号输出最好有时间先后,或事先提供暗示尽量减少需短时间记忆的事件.

刺激—反应之间的一致性影响

1 空间位置上的一致性 显示单元与控制单元在空间位置排列上对应

2 运动方向上的一致性 仪表或运动部件的运动方向与人的观念相适应 

3 概念上的一致性 绿—安全--通行 红色—危险—停止

大脑的意识水平:

1 五个阶段意识水平相互隔断,人不易自控制

2 异常情况下I II会达到III 恐惧到IV

3 III维持时间一次15-30分一天总计2-3h

3.6 注意与记忆的特征

注意是依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种心理现象，人的心理活动均有一定的指向性和集中性，心理学上称为“注意”。这里的“一定对象”，既可以是外界的客观事物，也可以是人体自身的行动和观念。

3.6.1 注意的模型P80

人对信息处理过程的一般模式为：

刺激→感知→  选择→   判断→   决策→   执行

注意的过程：“注意”就相当于该模式中的“选择”，见图4-10。

由图可见，各种外界刺激通过多种感觉器官并行输入，感知的信息首先通过短时记忆存储体系（S体系）保持下来，但能否被中枢神经系统清晰地感知,要受到选择过滤器的制约。该过滤器相当于一个开头，且按“全或无”规律工作，其结果是只使得一部分住处能到达大脑，而另一部分信息不能进入中枢，以免中枢接受量太多，负担过重。由此造成注意有选择性和注意广度等特性。也就是说

，并不是所有的外界刺激都能被注意到，由不被注意也就相当于“没注意”或“不注意”。过滤器的“开关”动作是受中枢信息处理能力的限定，而哪些信息通过，哪些不能通过，则和人的需要经验等主观因素有关。

实例分析：

1.电视广告： 漂亮模特衣着保守 72小时受试36%还记得品牌名，模特衣着性感受试9%记得。

3.6.2 注意的特点

当一个人对某一事物发生注意时，他的大脑半球内的有关部分就会形成最优越的兴奋中心，同时这种兴奋中心会对周围的其他部分发生诱导作用，导致对这种事物具有高度的意识性，从而对该事物产生清晰、完整和深刻的反映。其类型有以下两类：

无意注意－不需作意志努力的注意

有意注意－有预定目的的注意，它是由于周围环境变化而引起的。

影响注意的因素有两个方面：一是人的自身努力和生理因素，二是客观环境。注意力是有限的，被注意的事物也有一定的范围，这就是注意的广度。它是指在同一时间内能清楚地注意到的对象的数量。心理学家通过研究证实：人们在瞬间的注意广度一般为7个单位。如果是数字或没有联系的外文字母的话，可以注意到6个；如果是黑色圆点，可以注意到8~9个，这是注意的极限。

在多数情况下，如果受注意的事物个性明显、与周围事物反差较大，或本身面积或体积较大、形状较显著、色彩明亮艳丽，则容易吸引人的注意，应加强相对刺激量，常用方法有三种：加强环境刺激的强度，加强环境刺激的变化性，采用新颖突出的形象刺激。

实例分析：

克里莉克化妆品 宣传单面 针对夏季的口红和粉饼 干净的高脚杯 冰块矿泉水 一大块柠檬 口红和柠檬在里面

报纸广告减价商品插页 在黑白广告中插一颜色，该产品增加销售41%

超市高利商品放在显眼处人流大的地方。

3.6.3 记忆的特点

人们感知过、思考过、体验过、操作过的事物，都可以保留在头脑中，并且在需要的时候又可以将它们重现出来，这一过程即为记忆。

记忆的作用：他是人们获取知识、积累经验、进行高级认识活动和发展个性心理特征的必要条件。

记忆的含义：包括记和忆。记体现为识记和保持；忆体现为再认和回忆。记忆可具有划分为识记、保持、再认、再现等阶段，参阅表4-2。

记忆的种类：   有意记忆和无意记忆

机械记忆和意义记忆

 瞬时记忆龆淌奔且洹⒊な奔且

 形象记忆、听觉记忆、动作记忆

各类记忆的特点参阅表4-2至4-5。

记忆的三个阶段：瞬时记忆；短时记忆；长时记忆。

瞬时阶段：记忆的初级阶段，它是外界刺激以极短的时间一次呈现后，一定数量的信息在感觉通道内被鏊俚羌遣⒈３忠凰布洌ú怀过1秒）的过程。

短时阶段：它是信息一次呈现后，保持时间在一分钟以内的记忆。

长时阶段：记忆发展最高阶段，保持时间在一分钟以上、数日、数月、数年、甚至终身不忘的记忆。

感性知识：

如何增强记忆力呢？

1、把人名、面孔、事件等，按一定的思考模式编码。

2、采用“注—义”方法：把注意力集中在想记住的事情上，然后赋予意义。（广告词）

3、把枯燥无味的事物简单地组织起来能帮助记忆。（食物杂货单可分成肉类、谷类、蔬菜等）

4、设法减少必须记住的事物、事项的数目。（如放钥匙的地方；出门要拿的东西等）

5、所谓的“脑慢跑”即多动脑筋，能让头脑强健。（玩猜字迷、多阅读书籍、报刊、杂志、辩论等）

6、健身也有利于健脑。（每星期多步行1.6公里,认知能力衰退的几率就降13%)

7、药物治疗：银杏有助于增强记性。

8、食物疗法。

9、充分休息：睡眠可让大脑有时间去为记忆编码，也可以舒解精神压力。

10、放慢生活节奏。

11、多关心家人与朋友，多培养几种爱好，都对记忆力有好处。提倡“热

爱生活、积极生活”。

德国记忆天才——塞勒

36岁的塞勒能把24卷的大百科全书倒背如流，仅用几秒钟就能把一本电话簿全部装进脑子里，心算速度快于计算器，独特的记忆术、天资聪颖与后天的勤奋，是塞勒成为当之无愧的记忆大王。

遗忘：保持在头脑中的信息随着时间的推移和后来经验的影响，不论在质量上，还是在数量上都发生一定的变化，在数量上变化的一个重要表现，即为识记的保持量逐渐减少，致使识记过的信息不能再认和回忆，或者发生错误的再认和回忆，这就是遗忘。

遗忘的作用：积/作用：人体的自然保护机制 痛苦 恐怖记忆 选择性失忆 催眠术

消极作用：不利于学习

遗忘曲线：

3.6.4 学习的迁移

学习是与长时记忆密切相关的,学习来的信息必须存储在长时记忆内作为经验的积累.在学习与使用学习来的知识或技能之间,人的活动会极大地影响遗忘.由于学习迁移造成的对记忆的干扰可以分为两类：先学的干扰和后学干扰

如何背单词：分组每组七个 联系记忆 有效重复（一天之内多次）起床后第一件事 睡觉前最后一件事

多个感觉通道 ：视 听 读 写 用

3 .7疲劳 

疲劳是一种人体的生理状态,在作业过程中,作业者作业机能衰退、作业能力下降、有时并伴有疲倦感等主观症状的现象，就叫作业疲劳。是一系列复杂现象的综合体，既有人的生理和心理因素，又有机器系统的因素，还受环境和社会因素的影响。

3.7.1疲劳的特点与分类

疲劳的特点：操作者为了某种目的，通过自已的努力可以在短时期内掩盖疲劳效应，相反，若心理上的某种不适或不满情绪又会提前或加速疲劳的出现。

疲劳的分类：

1肌肉疲劳：个别器官疲劳或全身疲劳。前者发生在仅需个别器官或肢体参加紧张作业如：计算机操作人员的肩肘痛、眼疲劳，打字员手指、腕疲劳等。后者主要是全身参与较为繁重的体力劳动所致，表现为全身肌肉、关节酸痛，困乏思睡，作业能力明显下降工，失误增多，操作迟钝等。

2 精神疲劳： 智力 技术性 心理性

智力：长期从事紧张的脑力劳动引起的缁枘哉汀⑷身乏力嗑睡或失眠等，常与心理因素有关。

技术性：常见于体力与脑力并用的劳动和神经相当紧张的作业，如驾驶员

心理性：单调作业引起，如监视仪表的人员、信号率越低越易疲劳，使警觉性下降。这时体力并不疲劳，而是大脑皮层的一个部位经常兴奋引绲囊种啤

3 生物疲劳（周期性疲劳） 根据疲劳周期的长短分为周期性疲劳和月、周、日周期性疲劳。这种疲劳出现的周期越长，似乎越具有社会因素和心理因素的影响。人的生物节律和生物备动度的昼夜动力学。是有周期性的智力曲线、情绪曲线 体力曲线都有高潮期和低潮期。这种周期是可以通过办法调整的。

实例：本人参加硕士学位英语考试 下午2:00~4:00 是我的一天中智力及情绪最低潮期，考前一个月开始调整，在此时间段做真题。考试时达到最好状态。

3.7.2 引起疲劳的原因及某些规律

原因

超生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动

工作单调 使人不愉快和厌烦，另外还会使人注意力失调。注意力是最易疲劳的心理机能之一

环境不良 温度 湿度 照明 振动 噪声等不适应人的心理和生理需要，会增加劳动强度和疲劳感

精神因素 受强烈刺激、焦虑、烦恼、工作责任骷叭思什缓偷贾虏徽

身体状况不好

人机工程设计不合理

1 劳动姿势与体位选择不合理

2 生产设备与工具设计不合理,不能减轻劳动强度和人的紧张情绪

3 人机界面设计不合理不符合人的感觉功能和心理特点

4 未按生物力学原则合理使用体力

5 工作空间过小

某些规律

疲劳可以恢复 青年人比老年人恢复快，产生疲劳小，因其心血管和呼吸系统旺盛，供血、供氧机能强；体力上的疲劳比精神上的疲劳恢复快。心理上造成的疲劳常

与心理状态同步存在，同步消失。

疲劳有一定的累积效应 未完全恢复的疲劳可在一定程度上延续到次日。

人对疲劳有适应能力 连续工作反而不觉累，（马拉松长跑到最后不觉累 机械迈腿）

生理周期的影响 低潮期月经期疲劳自我感受较重，高潮期轻

环境因素的影响 如噪声可加重疲劳，美音乐舒张血管，松弛紧张情绪并减轻疲劳。

3.7.3 降低作业疲劳的措施

一 提高作业的自动化水平

二 正确选择作业姿势和体位

1 影响劳动姿势的因素

1）人机界面的设计布置

2）工作空间的大小及照明条件

3）身体负荷的大小 频率 用力方向及作业要求的准确性与速度

4）工作场所的布置 设备与工具的大小安排位置及取用与操作方法

5) 工作台面与坐椅的形状 尺寸大小及容膝空间大小

2 人体不同姿势的能耗P145

不同姿势相对耗氧量

（a）仰卧100 （b）坐姿 103~105

（c）立姿 108~110 （d）跪姿 130~140

（e）弯腰 150~160

姿势与活动度

各种作业姿态相对应的能耗（kcal/min）

3 立姿作业分析

正确的立姿应是身体各部分的重心恰好垂直于其支承物上，使全身重量由骨架来承受。这样，身体变形、肌肉和韧带的负荷最小，各种器官的功能发挥得最好。常用情况

1）须经常改变体位的操I，因为站着比频繁的起坐动作消耗能量少

2）常用的控制器分布在较大的区域，需要手足有较大幅度活动者

3）在没有容膝空间的机器旁工作，坐着还不如站立舒服

4)  需要用力较大的作业，在站立时易于用力；

5）单调的作业易引起心理性疲劳I立位时可以适当走动，有助于维持工作能力

注意问题

1）长期立位时脚下应垫以柔软而有弹性的垫子，不要长期站在石头、水泥或铁板上

2）不宜长期停留在原位，应经常改变体位

3）站立时应力求避免不自然体位，以免肌肉做不必要的静力功

4 坐姿作业分析

正确的坐姿应是使身体上身各部分保持正直，避免腰部弯曲或变形。优点是：身体稳定性好，不易疲劳，易于操作，尤其用于需要精确、细致操作的场合。

1）持续时间较长的工作应尽可能采取坐姿操作以免疲劳

2）精确而细致的操作应采取坐p，因在坐姿状态下，可完成较精确在操作。

3）需要手足并用的作业 。

5 立坐交替

6 不正确的劳动姿势:

1）长期静止不动的立姿   (特别是女性）

2）长期或反复弯腰 （弯度超过15度）

3）弯腰并伴躯干扭曲或半p位 

4）经常反复让身体一侧承重

5）双手长时间上举或前伸

7 劳动姿势的选择P43

立着操作时肌肉所承受的负荷是坐着的1.6倍，而上身倾斜时可多达10倍左右。因此，一般采用坐姿最为合理，特别是靠坐姿势。为了体现坐姿作业的优越性，必须p作业者提供合适的座椅、工作台、容膝空间、搁脚板、搁肘板等装置。

只有在坐姿操作确有困难时，才用立姿操作。由于立姿作业需要下肢作功支承体重，长期站立易引起下肢静脉曲张。可按工作情况选择劳动姿势见表2-24

 三 合理设计作业中用力方法

1 合理安排施力方式与负荷 避免静态肌肉施力P151

1）避免弯腰或其他不自然的身体姿势

2）避免长时间地抬手作业

3）坐着比立着工作省力

4）双手同时操作时，手的运动方向应相反或者对称运动

5）作业位置应按工作者的眼睛和观察时所需要的距离来设计

6）常用工具应按使用频率或操作频率安放在人的附近。

7)  当手不得不在较高位置作业时，应使用支撑物来托住肘关节、前臂或者手

8）利用重力作用

9） 避免弯腰提起重物

2 按生物力学原理用力  作业时要把力用到完成某一动作的做功上去，避免浪费在身体本身或不合理的动作上。c举重运动员抓举时，应用体重平衡负荷。随着杠铃向上举起，人体重心向下移动，这样可以减少内耗。换句话说，若身躯和头部随杠铃举起而与重力方向相反方向往上移动，则有一部分能量被消耗在体内。同理，向下用力时，立姿较坐姿更有效，因为这样可利用头和身躯的重量与伸直了的c肢协同起来提供较大的力。

3 利用人体活动特点用力 人体大肌肉关节突然弯曲或伸直，可产生很大的爆发力，并伴有运动肢体的冲力，这是获得较大力量的方法。但是，当进行较精确的作业时，需要动用围绕关节的两组肌群（引起运动的主动肌群和对抗这一运动的对抗肌群）。c这两组肌群的作用下，肢体处于运动范围中间部位时，可获得准确的动作。因此，坐姿作业比立姿准确的多

4 利用人体动作的经济原则:P148  保持动作自然 对称 和有节奏。自然是为了让那些最适合运动的肌群及符合自然位置的关节参与动作；动作对称是为了保证用力后不破坏身体的平衡和稳定；动作有节奏是为了使能量不致于因为肢体的过度减速而被浪费掉，避免过早发生疲劳。

5 节约动作能级 这是指能用手指完成的作业，不用手臂的运动来完成；能用手臂运动完成的作业，不用全身运动来完成。

6 动作重构原则   取消 合并 重排 简化

四 改善作业内容，避免单调重复性作业

1 使操作内容适当复杂化 2 交换操作内容或作业岗位

五 合理设计作业空间及环境

3.8 其他心理特性
3.8.1想象与思维的特征

1 想象

想象是利用原有的形象在人脑中 成新形象的过程

想象的分类

无意想象：没有目的、不需要作出努力的想象

有意想象：指再造想象（即根据一定的文字或图形等描述所进行的想象）、创造想象（即在头脑中构造出前所未有的想象）、幻想（是对未来的一种想象）。

想象的作用之一

设计需要想象，每一种设计的创造活动都是创造想象的结果，缺乏创造想象的设计师，没有创造性的指导思想，不可能创造出优秀的、具有一定风格的设计。再现或模仿他人的设计，跳不出现实和已有的设计模式，缺乏个性和判断，其结果必然是大同小异或千篇一律。

想象的作用之二

1、想象是一种内省，可以调节人体在各种情况下的反应。想象通过正面积极地对事物作出回应，使身体作出有益于健康的反应。

2、想象可以帮助我们克服恐惧、树立自信、增强兴趣，使潜意识（这是控制我们的态度和思维的重要部分）中充满快乐。

3、想象就象是人们所说的“白日梦”，可使我们的思维摆脱单调而无聊的日常定式，来到一个更加美好的宇宙中，在这里，我们的愿望都能实现。

4、想象能够帮助我们树立积极和向上的思维方式，从而培养乐观的个性，来享受现实生活中的美好并对未来充满憧憬，将过去的种种美好和不幸转变成自己的经验和智慧。

5、想象是一种感觉、一个主意、一个计划，远不是作个幸福的白日梦那么简单。想象是在我们的心底对我们所渴望的一切作出最完善的准备。

6、想象就是为了保持积极的态度，想象就是改善我们的生活质量。

7、想象能够锻炼人的形象思维能力和创造能力。将形象的力量转化为内在

的健康、自信以及满足。所有的人都能够在自己的心中创造出美好的形象。

8、想象能够帮助我们将大脑的左右半球联系起来，并刺激大脑的各个部位参于整体活动。

（我<的大脑有着完善的能力，能够将现实的生活转变为不可思议的美好景象。大脑的每个半球都有自己不同的职能。左半球负责逻辑思维、从事分析、计算和语言学习，右半球则负责形象思维，代表我们的想象力和创造力，负责形象、感觉、诗歌、梦想和创新。最理想的状态是大脑的两个半球<调一致的工作，在这样的状态下，大脑能够完善地捕捉外界的信息，从而作出全面的决定。但在通常情况下，两个半球很少能协同工作）

想象力的锻炼方法

1、想象一个简单的物体，比如一个水晶做成的小金字塔，完全透明、非常明亮。然后试着去在脑海中构想这个金字塔的形状、内部光线的折射，接着设想你把它放在手里，感觉它的能量。

2、在你的回忆中寻找一个最为复杂的印象，如在野外郊游的一天，让你的思想去重温每一个细节，温暖的阳光，吹过脸庞的清风，花草树木的清香，小鸟的呜叫和蓝蓝的天空。5分钟之后你就发现，这一次神游能让你浑身轻松，就像是真的在原野中度过了美好的一天。

2 思维

思维是人脑对客观现实的间接和概括的反映，是认识过程的高级阶段。人们通过思维可以把握事物的一般属性、本质属性和规律性。按照信息论观点，思维是人脑对进入人脑的各种信息进行加工、处变竦墓程。才能获得知识和经验，才能适应和改造环境。因此，思维是心灵的中枢。 

思维的基本过程是分析、综合、比较、抽象和概括

分析：就是在头脑中把事物整体分解为各个部分进行思考的过程。

综合：就是在头脑中把事物的各个部分联系起来的思考过程。

比较：就是在头脑中把事物加以对比，确定它们的相同点和不同点的过程。

抽象：把事物的本质特征和非本质特征区别开来的过程。

概括：把事物和现象中共同和一般的东西分离出来，并以此为基础，在头脑中把它们联系起来的过程。

3. 思维品质

1）人在思维过程中表现出来的不同特点，

敏捷性 指思维活动的敏锐程度。可以培养，多思考、多观察会提高思维的敏捷性

灵活性 思维的灵活程度。举一反三，看到周围环境中对创作有用的东西，会很快在设计中加以运用。

深刻性 思维活动的度。

独创性 思维活动的创造精神，亦即精神创造性思维。

批判性 分析和批判的深度。

2）思维的基本特征

思维的间接性  思维对事物的把握和反映，是借助于已有的知识和经验，去认识那些没有直接感知过的或根本不能感知到的事物，以及预和推知事物的发展进程。如人们常说的“以近知远”“以微知著”“以小知大”“举一反三”“闻一知十”等等

思维的概括性  思维的概括性指思维是人脑对于客观事物的概括认识过程。即它不是建立在个别事实或个现象之上，而是依据大量已知事实和已有经验，又能通过舍弃各个事物的个别特点和属性，抽出它们共同具有的一般或本质属性，并进而将一类事物联系起来的认识过程。通过思维的概括，可以扩大人对事物的认识广度和深度

思维的与语言的不可分性 正常成人的思维活动，一般都是借助语言实现的。语言的构成是词，而任何“词”都是已经概括化了的东西。反映的都是一类事物的共同或本质特性。它们是人类在许多世代的社会发展进程中固定下来的，为全体社会成员所理解的一种“信号”，是以往人类经验和认识的凝结。利用语言（ 概念）进行思维，大大简化了思维过程，也减轻人类头脑的负荷。

思维的形式

概念：是人们对事物一般特征和本质特征的反映。

判断：是对事物之间关系的反映。

推理：是从一个和几个已知判断中

推出的新的判断。

3）思维种类

首先，按照思维的性质或思维时所采用的形式（或思维元素）思维可以分为两大类；具体思维和抽象思维。其中具体思维又包括：动作思维和形象思维。

其次按思维的指向不同分为发散思维和集中思维，

发散思维：又称辐射思维、求异思维或分殊思维。它是指思维者根据问题提供的信息，从多方面或多角度寻求问题的各种可能答案的一种思维方式。发散思维无论在日常生活还是生产活动中都是一种常见的思维方式。一般来说，有“果”求“因”的问题，首先采用的就是发散思维。

发散思维不是一种重要的创造性思维方式。吉尔福特认为，发散思维在人们的言语或行为表达上具有三个明显特征，即流畅、灵活和独特。所谓流畅，就是在思维中反应敏l，能在较短时间内想出多种答案。所谓灵活，是指在思维中能触类旁通、随机应变，不受心理定势的消极影响，可以将问题转换角度，使自已的经验迁移到新的情境中，从而提出不同于一般人的新构想、新办法。所谓独特，是指提出的解决方案或方法能打破常规，有特色。利用上述三个基l特征可以衡量一个人发散思维能力的大小。

集中思维：与发散思维相对立。集中思维也称辐合思维、聚合思维、求同思维、收敛思维等。它是一种在大量设想或方案的基础上，引出一两个正确答案或引出一种大家认为是最好答案的思维方式。

集中思维的特性是来自各方l的知识和信息都指向同一个问题。其目的在于通过对各相关知识和不同方案的分析、比较、综合、筛选，从中引出答案。如果说发散思维是“从一到多”的思维，集中思维则是“从多到一”的思维。

发散思维与集中思维在一个完整的解决问题的过程中是相互补充、相辅相成的。发散思维是集中思维的前提，集中思维是发散思维的归宿；发散思维都运用于提方案阶段，集中思维都运用于做决定阶段。只有将两者结合起来，才能使问题的解决有新意、不落俗套，又便于执行。

3.8.2 创造性心理特征

1 创造性机理

1）ピ煨晕逡素：知识、经验 才能 心理素质 机遇。一个人做100件事，上述五种因素都适合的也许只有几件。一百个人各自做同一件事，成功的几率也受上述五种因素影响。

2）创造性的三个推动力 一个人即使具备了上述五个创造力要素，还不一定能发挥出创造性来，还需要具备发挥创造力的三个推动力：创造性欲望、创造性欲望、创造性思维和创造性实践。

3）创造性素质，人的创造性本能和创造性形成机理见图4-12和4-13

成功者只能属于那些最有事业心、自信心、毅力并且机敏和勇于进取的人们。这些因素再加上好奇心强、富于想象、洞察力强、合作精神好、幽默乐观、不怕失败等，形成一个人的创造性“心理素质”。

图4-13表明了创造性形成的机理：心理素质是核心；知识、经验、能力是基础；灵活的思维不断探索方向；实践是成功之路；如果在前进道路上遇到国成功的机会，就有可能抓住机会取得成功。

2 创造性知识基础 科学技术知识加丰富的实践经验

一个好的设计师应该具有很广的知识面和较坚实的知识基础。为了扩大人们在求解过程搜索的眼界，人们编制国一些知识库供参考。最典型是德国学者洛特（Roth）编制的“设计目录”。其中列举国各种已知的物理效应、技术结构。。。。。。有些德国学者还提出一种系统化思想，他们力图把各种技术问题的解法分类排序系统地编排成表格，以供设计人员查阅。这都属于知识系统化的工作。

创造活动肯定是需要知识的，而且更需要高科技知识。但是，书本知识如果不和实际相结合，确实很难说是有了真正的知识。相反，有丰富实践经验的人如果不掌握现代科学技术知识，也很难取得有较高科技含量的创造性成果。对于从事创造活动的人来说

，必须要有清楚的物理概念，这就要学习和掌握现代科学知识。

对设计人员来说，最宝贵的还是在不断参加设计和制造实践中积累起来的知识和经验，特别是那些失败的经验。

3 创造性思维规律

人的思维类型有以下几种：

动作思维 边动作边思维，这是一种最原始也是最重要的思维方式。从事创造性设计时，动作思维是最重要的思维方式。必须通过模型实验或样机实验，才能取得对构思和原理的价，是否实现了要求的功能、性能和指标，是否达到预定的目标。

形象思维 以一种“智力图像”的形象进行的思维方式。图式思维。形象思维是相对于抽象思维而言的思维方式。人是惟一能进行抽象思维的生物，而形象思维是抽象思维的有力助手。当人们看着某种实进行思维时，较易于获得正确的认识，而且能产生解决问题的灵感。在解数学问题时，这本是一种抽象思维，但人们必须借助于草稿在纸上推导公式，而不可能从头到尾完全靠脑中的抽象思维。故设计初期，提倡多画草图，只要有想法尽管不成熟，也先把它画下来。

形象思维的另一个意义是指在思维时，在头脑中产生“形象”来帮助思维。例如我们看到平面三视图，就应该能想象出空间的立体实物。又如我们在坐车或休息时，脑子里构思一种机器，而手头又没有纸笔，那么最好在脑中想象一种“形象”来帮助你构思，而不要仅仅做抽象思维

逻辑思维  抽象的推理性思维 逻辑思维是人们最熟悉的思维方式，人们从小学到大学一直在受逻辑思维的教育，人们用这种思维方式去求解问题，所有的人都得出同样的答数。逻辑思维的思维方式导致人的思维教条化，影响人们创造性的发挥，但逻辑思维又是创造性的基础，缺乏逻辑常识的人很难得出合乎物理规律性结果。因此，在提倡创造性思维时，千万不可反对逻辑思维。

直觉思维 非推理性思维往往不是人们在集中精神考虑某个问题时直接得出的结果，往往是当人们绞尽脑汁不得其解，而在休息、散步、聊天甚至做梦时突然出现的思维“火花”。因此不得不相信人脑本身存在一种我们称之为直觉的思维方式，这种思维方式是不能被主观意志控制的，但也不是唯心的。

科学实践证明，创造性思维是包括上述四种思维类型的综合思维方式。当人们偏重逻辑思维时，他的创造性就表现的差一些，极端的例子就u教条主义，当人们的思维偏重于直觉思维时，他的创造性也许全是不合乎科学的空想。因此，从事创造性工作的人们，一定要注意加强科学修养，尤其重要的是要有“清楚的物理概念”。在重视科学的基础上，重视培养自己的创造性思维能力，即动作思维、形象思维和直觉思维u力。应该知道，创造性思维的主要思维方式是直觉思维。

4. 创造性思维方法

1）直觉和灵感,见图4-14 直觉是创造性思维的一种重要形式，几乎没有任何一种创造性活动能离开直觉思维活动。直觉和灵感并不是唯心的东西，它的基础是平时积累的“思维元素”和“经验”。直觉和灵感不过是它们的升华。由于直觉往往出现在无意识的思维过程中（如散步时、睡梦中），而不是在集中注意力思维的时候，因此常常给人们一种“神秘感”。

爱因斯坦说: 我相信直觉和灵感“。他还画了一个模式图来描绘直觉产生的机理。他认为直觉起源于创造性的想像，通过反复的想像和构思并激发起潜意识，然后就可能在某种环境条件下飞跃、升华为直觉或灵感。

例：牛顿发现万有引力 门捷列夫发现元素周期表

2）潜意识 有些心理学家认为在人脑的思维活动中，存在着“无意识”和“下意识”的行为就和这种思维活动有关。这些心理学家强调这种“无意识”思维的重要性并称之为“潜意识”。他们把它看得

比有意识的思考更重要。在他们看来，创造性思维活动过程可以分为四个意识阶段，即：有意识活动（准备）阶段、无意识活动（潜伏、酝酿）阶段、过渡（产生灵感）阶段和有意识活动（发展、完善）阶段。其中第二 三阶段就是潜意识活动的过程o

3）形象思维和思维实验 形象思维是指头脑里产生实物形象的思维方式，这种形象是介于实物和抽象概念之间的一种图形，爱因斯坦认为直觉思维必须借助于这种“智力图象”。只有这种形象思维才能使人对空间状态和变化过程进行思维。

思维实验则是指在o脑里对所构思的过程进行模拟性的实验。

4）视觉思维和感觉思维 这是一种强化认识、强化联想和诱发灵感的重要手段，都属于动作思维的范畴。视觉的重要性在于它能从形象上修正人们的主观臆测，从形象上启发人的想象力，从而进一步引发人的灵感。工业设计师强调视觉思维，机械设计强调实验和模型实验。模型实验可以给人以视觉以外的更多的感觉，因为它可以使人们从形象思维的基础上，通过视觉和感觉得到更真切的思维判断。

5）想象力

6）敏感和洞察力 创造性思维的一个重要能力是要善于抓住一闪即逝的思想火花。一个好的构思，它的基本点在开始时是不成熟的，大多数人往往会把它轻易放过，只有思想敏感的人才会抓住它，看出其与众不同的特点并发展成为一个很好的解法。“机会只偏爱那些有准备的头脑.”丰富的知识和敏锐的洞察力才能使人们不致放过那些偶然出现、一瞬即逝的机遇（例：镭的发现在居里夫人之前但忽略了）

7）联想、侧向思维、转移思维

创造性思维要求“发散“，尽可能把思维的触角伸到很多陌生的领域，以探索那些尚未被发现的、更有前途的解法、原理。这类思维方法中最典型的要算”仿生法”,但这只是发散思维的⒏龇矫妫还应向更广的方向去联想，侧向思维和转移经验则是联想的另一些方式。

发明就像向世界纪录挑战的奥运会选手一样，需要一定的素质和才能。素质好又有才能的话，经过实际工作的磨练便可能得到成功。因此要加强创造性素质的修养和实际创造活动的锻炼，同时不断提高自己的知识、经验和能力。

创造思维程序

决定设计优劣的是设计师的思考方法和思维习惯，多样性 扩散性 逆向性等

王国维：三个境界：昨夜西风凋碧树，独上西搂，望断天涯路

为伊消的人憔悴，衣带减宽终不悔

众里寻它千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处