人机工程学-视觉.ppt

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1、人机工程学人机工程学Man-Machine Engineering 综述综述 眼的构造眼的构造 眼睛是个球体，直径约为25毫米。眼睛的前面部分是透明的。圆屋顶形状的结构称作角膜。虹膜的颜色是我们的“眼睛的颜色”。瞳孔，眼睛的“黑色部分”，在虹膜的中心。瞳孔根据光线强弱来改变大小。黑暗的时候，瞳孔就扩大让更多的光线进入。明亮的时候，瞳孔就缩小以减少进入眼睛的光线。我们将这个过程称为适应。光线落在黄斑上就能产生清晰的图像。中央凹在黄斑中心，里面充满高密度的视椎细胞，它提供最清晰的细节。当我们看东西的时候，我们转动眼睛使我们感兴趣区域的光线落在中央凹上。综述综述 为了能够聚焦于视网膜并清晰地成像，光

2、线在经过眼睛时必须弯曲。我们把这个过程称为折射。大部分的折射发生在光线经过角膜的时候。晶状体形状的细微调节（适应性调节）就能使光线弯曲从而保证我们看到清晰的像。通常，当平行光聚焦于视网膜表面的一点时，出现清晰的视觉。这使我们不用通过适应性调节就能看清远处的物体。眼睛的这种正常状态叫做正常眼。适应(accommodation)适应使我们能够观察近处的物体（如阅读时）并在远近物体之间进行焦点切换。我们的眼睛必须适应不同视距的物体。睫状肌改变晶状体的形状使进入眼睛的光线弯曲，从而使光线聚焦于视网膜，确保我们能够看得清晰。当光线聚焦于视网膜太前面或太后面，都会出现视觉模糊。大脑对视觉模糊作出反应，发信

3、号给睫状肌让它改变晶状体的形状，使得物体置于更清晰的焦点上。调节（adaptation）在视觉适应过程中，视觉系统调节不同强度的光线。光线弱时，我们的瞳孔就放大让更多的光线进入我们的眼睛。当光线强度增加时，瞳孔就收缩以减少进入眼睛的光线。暗适应所花的时间比明适应要长。当进入黑暗的电影院时，你需要花相对长的时间找到你的位置。而当你走出电影院时，只需花几秒钟你就能让你的眼睛适应日光。1 1岁岁儿童儿童：分辨出简单的形状。通过抓握、触碰和放置练习手-眼协调和眼睛-身体运动。2-42-4岁岁之之间间，角膜厚度成熟。通过画画和看图练习手眼协调。模仿。匹配颜色和形状。将名称和物体联系起来。3 3岁岁左右左

4、右，视网膜成熟。通过视觉记忆完成拼图并可以画简单图形。描述视觉和视觉问题综述综述视敏度看细节近距视觉看近处的物体远距视觉看远处的物体，如黑板双目协调双眼看眼手协调同时使用手和眼睛眼动协调同时移动双眼以使它们能快速而精确地工作，如阅读聚焦或适应性调节在不同距离保持清晰的视觉周边视觉“看到”视觉中心区域外的物体颜色视觉区分颜色 屈光不正屈光不正 屈光不正是由通过晶状体的光线发生错误的弯曲引起屈光不正是由通过晶状体的光线发生错误的弯曲引起的。屈光不正最普遍的形式是近视、远视和散光。屈的。屈光不正最普遍的形式是近视、远视和散光。屈光不正在人群中是普遍的。然而，工业化国家比欠发光不正在人群中是普遍的。然

5、而，工业化国家比欠发达国家有更多的近视（和较少的远视）。达国家有更多的近视（和较少的远视）。远视：远视是看远处的物体是清晰的，而看近处的物远视：远视是看远处的物体是清晰的，而看近处的物体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体没有足够快地体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体没有足够快地聚焦时就引起了远视。此时，光线不是聚焦于视网膜聚焦时就引起了远视。此时，光线不是聚焦于视网膜（清晰视觉所必须的），而是在视网膜后聚焦。虽然（清晰视觉所必须的），而是在视网膜后聚焦。虽然研究不尽一致，但是大约研究不尽一致，但是大约20%-40%的学龄前儿童和的学龄前儿童和7%-15%的青少年患有远视。的青少年患有远视。近视：

6、近视是看近处的物体是清晰的，而看远处的物近视：近视是看近处的物体是清晰的，而看远处的物体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体过快聚焦时就体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体过快聚焦时就引起了近视，这时光线在视网膜前聚焦。引起了近视，这时光线在视网膜前聚焦。综述综述 综述综述(a)远视在视网膜后成像用凸透镜矫正(b)近视在视网膜前成像用凹透镜矫正(c)散光成像没有单一焦点用柱状透镜矫正颜色和视觉工效学 人们能够区分摆在一起的不同的一千多种颜色。颜色是传递信息的有效方法：比如，红色通常意味着危险。然而太多颜色可能产生“圣诞树”效应，使得人们难以决定哪个信息是紧要的。这个对于儿童来说尤其重要，因为他们缺乏

7、处理复杂信息的培训和能力。彩色信息比内容更能吸引儿童的注意力。综述综述使用颜色向儿童传递信息1.避免在同一页使用过多颜色。2.如果一种颜色传递一种特定信息，那么要保持一贯性。确保在运用中一种颜色表示同样的意思。使用颜色向有视觉缺陷的儿童传递信息1.避免仅依靠颜色来形成对比。2.有些颜色如灰色和黄色形成对比，但是过度不好。考虑改变颜色的亮度。3.每当重要信息呈现时确保出现在同一个位置。4.用冗余的编码形式来传递重要信息。比如，对行人的“禁止通行”标志在上面，用红色字体，并且经常画一个站着不动的人。近距离工作和近视 研究结果表明长时间的近距离工作会导致近视。另外，动物研究也表明连续的近距视觉，尤其

8、是在年幼的时候，容易引发近视。疲劳问题疲劳问题从从户户外外浏浏览览活活动动到到紧紧张张的的近近距距离离视视觉觉活活动动的的历历史史性性转转换换中中，导导致致动动态态视视觉觉活活动动减少，静态视觉活动增加。减少，静态视觉活动增加。长长时时间间的的静静态态视视觉觉活活动动可可导导致致动动眼眼系系统统的肌肉疲劳并产生短期疼痛。的肌肉疲劳并产生短期疼痛。动动眼眼系系统统长长期期的的静静态态“工工作作”也也可可能能导导致致视觉功能的损伤视觉功能的损伤综述综述疲劳问题的征兆疲劳问题的征兆眼睛疲眼睛疲劳劳感感觉觉文本在抖文本在抖动动感感觉觉字母在跳字母在跳动动眼眼窝窝疼痛疼痛流泪眼干流泪眼干头头疼脖子疼疼脖

9、子疼恶恶心心头晕头晕目眩目眩注意力注意力难难以集中以集中间间歇性模糊或双重歇性模糊或双重视觉视觉或二者皆有或二者皆有综述综述 阅读问题阅读问题 阅阅读读是是儿儿童童独独立立道道路路上上关关键键性性的的里里程程碑碑。大大多多数数的的电电脑脑和和视视频频游游戏戏需需要要阅阅读读。即即使使在在一一年年级级，学学生生需需要通要通过阅读过阅读来理解来理解书书面面说说明并做家庭作明并做家庭作业业。有有阅阅读读疲疲劳劳问问题题的的儿儿童童能能在在短短时时间间内内良良好好地地阅阅读读，所所以以老老师师们们可可能能不不能能正正确确地地识识别别这这个个问问题题。相相反反，他他们们可可能能给给这这些些孩孩子子贴贴上

10、上缺缺乏乏动动机机的的标标签签或或者者认认为为他他们们有有行行为为问问题题。尽尽管管语语音音困困难难导导致致阅阅读读技技术术问问题题，但但是是视视觉觉或或眼眼睛睛的的因因素素可可能能在在疲疲劳劳问问题题上上居居首首要要地地位位。所所以以帮帮助助他他们们阅阅读读需需要要对对其其视视觉觉和和语语音音知知觉觉进进行评估和治疗。行评估和治疗。综述综述 综述综述一个孩子如何会显示视觉疲劳揉擦眼睛斜视过度眨眼将头扭到后面或旁边凑近屏幕当在电脑上工作时易烦躁改善屏幕质量的建议 综述综述改善清晰度1.字体大小2.明亮度3.对比度4.分辨率5.稳定性6.颜色和极性a7.观看距离和角度8.屏幕清洁度9.眩光改善亮

11、度对比 1.确保儿童知道如何并能够很容易地调节电脑屏幕的亮度和对比度。2.使用儿童和成人能共同使用的以图片为基础的教程。这些教程应该解释如何和何时调节亮度和对比度。3.深色字体加浅色背景（和打印稿相似）比浅色字体加深色背景更好。显示器位置显示器位置 不不恰恰当当的的显显示示器器位位置置会会导导致致眼眼睛睛疲疲劳劳，很很多多显显示示器器的的位位置置较较高高且且离离眼眼睛睛太太近近与与视视觉觉系系统的功能不相适应。统的功能不相适应。视距视距：会聚的压力导致眼睛在看近处的显示器时比看会聚的压力导致眼睛在看近处的显示器时比看远处要更费力。远处要更费力。你可以通过以下方法证实这点：把你的手手臂你可以通过

12、以下方法证实这点：把你的手手臂朝正前方伸直，并竖起你的手指，让手指渐渐地朝正前方伸直，并竖起你的手指，让手指渐渐地靠近你的鼻子，并且你的眼睛要跟随手指的移动。靠近你的鼻子，并且你的眼睛要跟随手指的移动。感觉一下，是否手指离眼睛越近，眼睛所感受到感觉一下，是否手指离眼睛越近，眼睛所感受到的压力就越大？视距越近，眼睛越要集中或向内的压力就越大？视距越近，眼睛越要集中或向内转。视距越近越容易导致眼睛疲劳。转。视距越近越容易导致眼睛疲劳。综述综述 作作为为一一项项惯惯例例，视视距距永永远远不不应应该该小小于于65厘厘米米（25英英寸寸）。如如果果字字体体高高度度限限制制了了视视距距，使使视视距距小小于

13、于65厘厘米米，那那么么就就要要增增加加缩缩放放级级别别以以便便让让孩孩子子能能清清楚楚地地看看到到屏屏幕幕。永永远远不不要要在在孩孩子子能能够够轻轻松松地地看看到到屏屏幕幕上上的的文文字字的的情情况况下下阻止远的视距。阻止远的视距。文文字字类类型型也也起起到到了了一一定定的的作作用用。小小而而窄窄的的字字体体比比大大而而宽宽的的字字体体更更难难读读。小小的的字字体体要要么么让让使使用用者者将将屏屏幕幕移移近近，要要么么自自己己靠靠近近屏屏幕幕。儿儿童童、照照料料者者和和制制造造者者应应该该使使用用宽宽的的、大大的的字体和图像，以便视距能够远些。字体和图像，以便视距能够远些。综述综述 综述综述

14、父母老师1.只要屏幕中间低于眼睛，不管屏幕倾斜度如何，都将屏幕从垂直到向后倾斜1。显示器上端不应该比下端靠近眼睛。（如果你需要一个卷尺，就足够近了）。2.对于文字工作，桌子表面向上倾斜大约20（如果没有倾斜的书桌那么使用倾斜板）。3.教孩子一些适当的坐姿和看的姿势。包括合适的看的距离，注视，字体，以及如何认识到让他们不舒服的可能原因。4.鼓励儿童经常休息。在休息时，为他们提供特别的活动，尤其是当儿童沉浸在电脑游戏中时。5.使电脑屏幕上方低于眼睛至少15。如果这个不可能，那么确保不要让孩子向后弯着脖子。6.如果不止一个儿童使用这个电脑，那么要确保座位、电脑屏幕，或者两者的高度调节得很好。教孩子如

15、何做适当的调节。综述综述制造商1.确保电脑屏幕能够倾斜35。2.使平板符合VESA标准。让基座可移动或基座底部能够到工作面并且向后倾斜。3.在倾斜显示器的时候避免天花板上的强光，并为此提供指导。a.间接照明b.正极性屏幕（深色字，浅色背景）c.补充工作照明（减少正上方照明的需要）综述综述使用电脑的儿童1.将电脑屏幕置于离眼睛至少65厘米处（25英寸）只要屏幕是清晰的，那么越远越好。有必要的话 增加缩放级别。2.经常间歇休息3.以间歇性看远处的方式进行短暂的视觉休息4.调节屏幕亮度以便让眼睛舒服；如果一天内光线发生改变，重新调节屏幕亮度视觉姿势的前提 当设计物理环境时，设计者应该考虑到儿童的视觉

16、。对于视觉正常的儿童和成人来说，视觉是主要的信息来源。不同年龄的人们在看物体时，都会选择使他们能够看到他们想看到的东西的姿势。儿童会选择使他们能够看得见的姿势，通常是不舒服的姿势，驼着背，伸长脖子，而且持续很长时间，尽管不舒服。这种姿势会成为习惯并且影响生长模式。当儿童能够轻松地看的时候，效率提高，身体得到了支撑，眼睛也不会觉得累。我们的任务如何影响我们的坐姿和看的姿势 综述综述坐姿自适应姿势姿势问题写字时向前倾脖子极度弯曲，面部几乎与桌面平行颈部和上背部的紧张和疲劳笔直坐着以便能看到高的显示器颈部的拉伸增长和高度的凝视脖子、肩和背部紧张斜靠着以便能看到高的显示器臀部向前滑到座位的前面。头向后

17、倾以便看到屏幕没有腰部支撑。可能背部会疼斜面桌 视觉系统在倾斜的世界里起作用，并且看上端向外倾斜的电脑屏幕更加舒服。桌子也是如此。成人在倾斜20的桌子上坐得更直，而且减少脖子的弯曲程度。我们希望斜面桌的结论和原理同样适用于儿童。当双眼到任务的距离大约一样的时候，双眼视觉更好。当任务离双眼更近并且使儿童在一个合适的工作环境时，精细动作协调能力会得到改善。最终，儿童会更偏好斜面桌。视觉和照明 大多数儿童能够接受较差的照明环境，只要他们能看见自己在做什么。他们可能不知道如何改善他们所处的环境，甚至不知道他们所处的环境是可以改善的。因为他们比成人更少抱怨，很多照料者和老师认为光线对儿童来说不是一个问题

18、。然而，使成人视觉疲劳的照明条件同样会使儿童的视觉感到疲劳。当儿童的视觉开始发展的时候，为了满足视觉需要，合适的照明条件对儿童来说更为关键。照明可以从正面或负面影响儿童视觉的发展。多少光线是合适的？多并不总是好的；不同的任务要求不同的光线水平。由于我们不清楚儿童在照明方面的偏好，因此大多数设计者认为适用于成人的同样也适用于儿童。建议1.减少“近处视觉”影响的最好方法是让物体“不那么近”、尽量让显示器离孩子的眼睛65厘米，或者在能看清的情况下尽可能的远。a.调节字体来增加文本的大小。b.在远处看时，使用放大功能和自动换行功能来方便阅读。c.在远处看时，使用大的显示器。2.降低电脑屏幕的位置。确保屏幕上端至少在儿童视觉水平线15以下。3.将显示器向后倾斜以使显示器上端比下端离眼睛远。这在屏幕位置降低的情况下尤其重要。4.注意显示器的位置，使窗户和明亮的光线在儿童的侧面，而不是在儿童前面或者后面。5.使用斜面桌来阅读和完成不需要电脑的任务。6.养成良好的工作习惯，包括姿势和视觉的改变。工作中间经常休息并向远处看（大概每隔10分钟）。7.使用质量良好的光线设备，优先选择无闪烁光系统。放置灯光时要避免影子和强光。8.定期检查眼睛并注意视觉疲劳的迹象。如果发生视觉疲劳，要注意！改变环境，休息，放松眼睛。记住，孩子不像成人那么会抱怨哪里不舒服。