Эргономические характеристики систем отображения информации

Раздел 1. Психофизические особенности восприятия информации человеком 1.1. Психофизические особенности деятельности человека-оператора 1.2. Основные характеристики органов чувств человека 1.3. Память и оперативное мышление 1.4. Эргономические требования к системам отображения информации Раздел 2. Физические принципы отображения информации и их техническая реализация 2.1. Классификация физических принципов отображения информации. 2.2. Электронно-лучевые индикаторы 2.3. Электролюминесцентные индикаторы 2.4. Светодиодные индикаторы 2.5. Газоразрядные индикаторы 2.6. Жидкокристаллические индикаторы 2.7. Прочие типы индикаторов Раздел 3. Программирование устройств отображения информации 3.1. Интерфейсыустройствотображения информации 3.2. Математические основы формирования изображения Раздел 4. САПР систем и устройств отображения бортовой информации летательного аппарата 4.1. Методы и средства автоматизированного проектирования бортовых средств индикации 4.2. Автоматизация разработки с помощью квалифицированных (по стандарту безопасности) инструментальных средств 1.4 Психофизиологические основы восприятия информации человеком. Ощущения — отражение свойств предметов объективного мира, возникающее при их непосредственном воздействии на рецепторы. Эта простейшая форма психического отражения свойственна как животным, так и человеку. Существуют ощущения нескольких видов: зрительные, слуховые, кожные, обонятельные, вкусовые, кинестетические и органические. Без ощущений не может быть восприятия. Восприятие — это процесс отражения в сознании человека предметов или явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств, в ходе которого происходит упорядочение и объединение отдельных ощущений в целостные образы предметов и событий. Прием и анализ информации об окружающем мире осуществляется с помощью внешних анализаторов — подсистем центральной нервной системы. Различают следующие внешние анализаторы: зрительный (рецептор — глаз), слуховой ( рецептор — ухо), тактильный (рецептор кожи), болевой (рецептор кожи), температурный (рецептор кожи, на тепло и холод отдельно), вкусовой (рецепторы на поверхности языка и неба), обонятельный (рецептор в носовой полости). Зрительные ощущения. Зрительные ощущения возникают в результате действия электромагнитных колебаний, соответствующих видимой части спектра, на световой рецептор глаза . Все цветовые тона, включая нейтральные (серые), могут быть получены смешением трех основных цветов (красного, синего и зеленого). Зрительный анализатор принимает и анализирует информацию в диапазоне 400—760 нм. Инерционное свойство зрительного анализатора человека, то есть свойство глаза сохранять зрительное впечатление в течение некоторого времени (около 0,1 с), позволяет человеку воспринимать как непрерывный процесс сменяющиеся кадры кино и видеоизображений с частотой свыше 16 кадров в секунду. Понятие о звуке. Звуковые ощущения. Звук — это механические колебания , распространяющиеся в упругой среде. Под звуком также понимают специфическое ощущение, создаваемое действием звуковых волн на орган слуха человека. Звуковые колебания возбуждаются колеблющимся телом (источником звука) и, распространяясь в среде, доходят до приемного аппарата — нашего уха. Разнообразные звуки можно разделить на звуки речи, музыкальные звуки и шумы. Звук как физическое явление характеризуется силой, частотой и составом, а звуковые ощущения — громкостью, высотой тона и тембром. Сила звука определяется амплитудой колебаний источника и упругими свойствами среды. Частота звука определяется формой, размерами и упругими свойствами тела, являющегося источником звука. Состав звука определяется свойствами резонатора (например, корпуса скрипки) — устройства, используемого для повышения силы звука источника. Громкость восприятия звука зависит в первую очередь от силы источника звука. При увеличении силы источника увеличивается и громкость. Однако громкость звука растет значительно медленнее возрастания силы звука. Возрастание громкости звука пропорционально логарифму возрастания силы звука. Уровни громкости измеряют в белах (Б) и децибелах (дБ). Однако громкость звука зависит не только от силы, но и от частоты звука. При одинаковой силе звуковых волн высокие и низкие звуки кажутся менее громкими, чем звуки средней высоты. Высота тона связана с частотой колебаний. Чем больше частота колебаний, тем выше звук. Число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний и выражается в герцах (Гц). 1 Гц=1 с-1. Человек слышит не все колебания, а лишь колебания, лежащие в пределах от 16 до 20 000 Гц. Колебания звуковой частоты 16—300 Гц вызывают у человека ощущение низких звуков, а колебания с частотой 5–20 кГц воспринимаются как высокие звуки. Если частота звука менее 16 Гц, то его называют инфразвуком, а если частота звука выше 20 кГц, то — ультразвуком. Звуки голоса человека имеют гораздо менее широкий диапазон, чем диапазон воспринимаемых человеческим ухом звуков.

Эргономические характеристики систем отображения информации

Психофизиологические требования, предъявляемые к СОИ, определяются в первую очередь особенностями зрения. Эффективность восприятия информации зависит от типа символов, формы и угловых размеров их, уровня яркости и контрастности между изображением и фоном, цвета воспринимаемых условных знаков, уровня освещенности, величины углов обзора и расстояния до лицевых панелей. Необходимо также учитывать и психические процессы, включенные в структуру выполняемой деятельности оператора.

В СОИ для оценки средств отображения используют суммарную характеристику, определяемую как «читаемость». Читаемость оценивается по скорости и точности различения.

Читаемость элементов СОИ зависит от правильной разработки отдельных деталей. Так, важнейшим является выбор алфавита символов, используемых в качестве кодов: геометрических фигур, цифр, знаков. Легче и быстрее опознаются цифры, образованные прямыми линиями: 1, 4, 7 (в порядке легкости опознания). Применяются шрифты Бергера, Макворта, Слейта. Бергером предложен шрифт цифр, образованный прямолинейными элементами (рис. 9.2). По начертанию лучший шрифт Макворта, по опознанию - Слейта.

Рис. 9.2 - Типы начертания цифр:

а - по Бергеру; б - по Макворту; в - по Слейту

Толщина линий символов зависит от освещенности и контраста символов с фоном (т.е. прямой или обратный контраст). Наиболее надежно опознаются О, Т, Р, У, Ф, И, Д, К, Н, Ь, Г, А, Е. Наибольшее число ошибок восприятия приходится на буквы Ш, З, М, Ц, Ы, Э, Ю, Я, Б, В, Щ, П. По точности опознания простейшие фигуры располагаются в следующем порядке: треугольник, ромб, прямоугольник, круг, квадрат.

При воспроизведении белых цифр на черном фоне толщину линии рекомендуется принимать равной 1/10 высоты цифр. При воспроизведении черных цифр на белом фоне толщина линий равна 1/6 высоты цифр. Ширина цифр составляет 2/3 высоты. Высокие, узкие цифры опознаются лучше при слабом освещении. Размеры знаков должны соответствовать расстоянию наблюдения.

В зависимости от расстояния зрительного восприятия высота знака

где l - расстояние наблюдения;

- угловой размер знака.

Время считывания непостоянно и зависит от угловых размеров символов, световых характеристик, сложности индицируемых знаков. Чем сложнее символ, тем больше времени требуется на его опознание. Алфавит индицируемых знаков в СОИ подразделяется на простые, средней сложности и сложные (рис. 9.3).

Рис. 9.3 - Классификация знаков по степени сложности

Более точно познаются знаки, контур которых имеет резкие перепады. Для оптимального опознания знаков простой сложности рекомендуется принимать угловой размер их =18±1, знаков средней сложности =21, сложных знаков - =35.

При использовании знаков, имеющих размеры меньше допустимых, время восприятия и число ошибок возрастают.

Большую роль в создании оптимальных условий оператору играет освещенность, принимаемая такой, чтобы оператор мог читать, производить записи.

Установлены нормы искусственного освещения (табл. 9.2) в зависимости от характера работы.

Таблица 9.2

На зрительное опознание элементов оказывает влияние контраст. Изображения с прямым контрастом создают лучшие условия для работы глаза (выше острота зрения, меньше утомление).

При длительной работе оператора оптимальное значение .

Для наилучшего различения отображаемых символов применяется цветовое кодирование. Оптимальным цветом является желтый или зеленый, наиболее простым - белый. Эти цвета и рекомендуются в СОИ.

В затемненном помещении норма яркости экранов составляет 2565 кд/м². При опознании движущихся изображений яркость должна быть выше (до 300 кд/м²). Рекомендуемый уровень яркости свечения при внешней освещенности 200 лк приведен в таблице 9.3.

Таблица 9.3

Цвет	Оптимальная яркость, кд/м²	Максимальная яркость кд/м²
Белый	100	175
Красный	20	45
Оранжевый	65	110
Желтый	70	120
Зеленый	30	55
Голубой	35	80
Синий	20	50
Фиолетовый	10	25

Если используется несколько цветов, то выбирают наиболее различающиеся и точно опознаваемые. Цвет фона выбирают нейтральным по отношению к цветам, взятым в качестве кодовых символов. Чем темнее фон, тем меньше влияние посторонней засветки. Лучшим является серый цвет. Цветовое кодирование используется и для воспроизведения сигналов опасности. Сигналами опасности являются теплые тона, безопасности - холодные. Например: желтый - предупреждение, красный - остановка оборудования.

Кодирование цветом повышает эффективность выполнения операций по приему и переработке зрительной информации, увеличивая точность и скорость выполнения задач поиска и опознания при одновременном использовании символьного (алфавитно-цифрового) кода и цвета.

Правильная идентификация цвета возможна, если размеры цветовых полей не меньше критических, в противном случае цвет поверхностей сильно искажается. Например, при угловом размере цветовых полей менее желтый и зеленый цвета меняют оттенки на сине-зеленый и темно-серый соответственно. При использовании цветового кодирования необходимо руководствоваться рекомендациями, приведенными в таблице 7.4.

Таблица 9.4

При совмещении цветовой статической информации с цветовой динамической рекомендуется использовать кодирование не только по цвету, но и по насыщенности. Статическая информация выполняется в малонасыщенных цветах, динамическая - в насыщенных цветах.

Кодирование яркостью менее предпочтительно по сравнению с другими способами кодирования, поскольку вызывает большую утомляемость оператора. Не рекомендуется использовать более четырех уровней яркости (обычно - два уровня).

Кодирование частотой мелькания (мерцания) позволяет существенно сократить время поиска информации. Рекомендуется использовать не более четырех градаций этого признака. Диапазон частот мельканий 28 Гц.

Мелькание быстро утомляет оператора, поэтому ограничивают количество одновременно мерцающих объектов до двух или трех.

Алфавит символов и принципы его реализации выбирают из следующих соображений:

- наиболее важная информация отображается символами больших размеров, чем остальные;

- рекомендуемое число знаков в цифровом коде - 10, буквенном - 20, цветовом - 78.

В одном устройстве не применяют символы типа «негатив» и «позитив».

В настоящее время действует ряд методик эргономического проектирования аппаратуры. На общие эргономические показатели качества изделий введен ГОСТ 16035-70.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 292; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!