人因工程學(xué)(上)_-聽(tīng)覺(jué)特性及聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)_課件

1、人因工程學(xué)北京理工大學(xué)第五章 聽(tīng)覺(jué)特性及聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)的形成聽(tīng)覺(jué)特性聽(tīng)覺(jué)顯示器設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)的形成聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)的形成在一家小型制造公司里，一名工人正在因?yàn)楣ぷ鲌?chǎng)所里的噪音變得越來(lái)越沮喪，而且這是一項(xiàng)無(wú)趣且壓力很大的工作。這些噪音還讓她每天回家后都會(huì)感覺(jué)到耳鳴和頭疼。她的心情變得越來(lái)越沮喪，尤其是有一天，她差點(diǎn)漏聽(tīng)了設(shè)備的警報(bào)聲，險(xiǎn)些釀成事故。當(dāng)她的丈夫問(wèn)她為什么不戴上耳塞以屏蔽噪音時(shí)，她回答說(shuō)：“那東西戴著不舒服。而且戴上后我就更難聽(tīng)到警報(bào)聲了，和相鄰機(jī)器的操作員談話(huà)也會(huì)很困難，可談話(huà)是我在工作中僅有的樂(lè)趣之一?！睅滋旌螅殬I(yè)安全和健康委員會(huì)（OSHA）來(lái)到這家工廠，對(duì)她提出的訴求進(jìn)行評(píng)估之后，這些

2、問(wèn)題終于得到了解決。聽(tīng)覺(jué)的形成三種聲音噪音-不喜歡的，不愉快的樂(lè)音-用于警報(bào)語(yǔ)音-用于交流聽(tīng)覺(jué)的形成聽(tīng)覺(jué)的形成聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)主要包括耳、傳導(dǎo)神經(jīng)與大腦皮層聽(tīng)區(qū)等三個(gè)部分。聽(tīng)覺(jué)器官可分為外耳、中耳、內(nèi)耳三部分耳朵感受的物理刺激-聲音振動(dòng)。三個(gè)要素： 波長(zhǎng)、速度、頻率前庭蝸器（耳）：外耳（聲波傳導(dǎo)裝置）中耳（聲波傳導(dǎo)裝置）內(nèi)耳（接受聲波和位覺(jué)刺激）外耳中耳內(nèi)耳聽(tīng)覺(jué)的形成聽(tīng)覺(jué)的形成 將空氣中的聲波轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng) 耳廓將收集到的外界聲波，經(jīng)外耳道傳至鼓膜引起鼓膜與之發(fā)生同步振動(dòng)。 將液體波動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動(dòng) 耳蝸內(nèi)淋巴液的波動(dòng)引起基底膜的振動(dòng)，這種振動(dòng)在毛細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，經(jīng)傳入神經(jīng)傳至大腦聽(tīng)覺(jué)中樞，產(chǎn)生聽(tīng)

3、覺(jué)。 將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w振動(dòng)鼓膜的振動(dòng)推動(dòng)中耳內(nèi)起杠桿作用的聽(tīng)骨鏈，經(jīng)放大后通過(guò)卵圓窗進(jìn)入內(nèi)耳，引起耳蝸內(nèi)淋巴液的波動(dòng)。聽(tīng)覺(jué)的形成聲音的種類(lèi) 聲音分為純音和復(fù)合音。純音為單一頻率的聲音。 復(fù)合音又可分為音樂(lè)、語(yǔ)言和噪聲。 噪聲指所屬各純音間的頻率不成整倍數(shù)關(guān)系，其波形是非周期的聲音，泛指人們不需要的聲音。 噪聲具有相對(duì)性既具有物理含義，又具社會(huì)意義。人因工程學(xué)北京理工大學(xué)聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)在某些類(lèi)型的環(huán)境中，聽(tīng)覺(jué)顯示器優(yōu)于視覺(jué)顯示器：聽(tīng)覺(jué)顯示器 當(dāng)信號(hào)源本身就是一個(gè)聲音時(shí)。 當(dāng)信息簡(jiǎn)短時(shí)。 當(dāng)信息以后不會(huì)再被提及時(shí)。 當(dāng)信息處理的是及時(shí)性事件時(shí)。 當(dāng)警告已經(jīng)發(fā)出，或者信息要求立即行動(dòng)時(shí)。 當(dāng)出

4、現(xiàn)某些類(lèi)型的持續(xù)改變的信息時(shí)，如飛機(jī)、無(wú)線(xiàn)電，或者航線(xiàn)信息。 當(dāng)視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)超負(fù)荷時(shí)。 當(dāng)言語(yǔ)通道已經(jīng)完全被占用時(shí). 當(dāng)照明條件有限時(shí) 當(dāng)信息接受者從一個(gè)地方移動(dòng)到另外一個(gè)地方時(shí) 當(dāng)要求口頭反饋時(shí)聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)顯示接收時(shí)人的功能探測(cè)（確定是否出現(xiàn)了既定的信號(hào)，如警告信號(hào)）相對(duì)分辨（在兩個(gè)或者多個(gè)相近信號(hào)之間做出區(qū)分）定位（確定信號(hào)來(lái)源的方向）絕對(duì)識(shí)別（當(dāng)只有一個(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，鑒別出它屬于哪一類(lèi)別的一個(gè)特定信號(hào)）聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)定位研究舉例：Caelli和Porter（1980）提供了一個(gè)聲音定位研究的實(shí)踐操作的例子，即確定救護(hù)車(chē)警報(bào)器的方向。實(shí)驗(yàn)對(duì)象坐在一輛100米外的車(chē)內(nèi)聽(tīng)一個(gè)2秒鐘的警

5、笛聲（在救護(hù)車(chē)的位置處聲級(jí)是120dBA）。他們被要求估計(jì)它的方向和距離。實(shí)驗(yàn)對(duì)象傾向于過(guò)多估計(jì)了警笛的距離。也就是說(shuō)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象認(rèn)為的距離比實(shí)際的要遠(yuǎn)。這在現(xiàn)實(shí)生活中是一個(gè)危險(xiǎn)的錯(cuò)誤。就定位而言，實(shí)驗(yàn)對(duì)象經(jīng)常偏離方向180。三分之一的測(cè)試判斷了完全相反的方向。當(dāng)警笛在駕駛員后面的時(shí)候，判斷得就更差了。有二分之一至三分之二的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)對(duì)象認(rèn)為警笛在他們前面！當(dāng)駕駛員一側(cè)的窗戶(hù)搖下來(lái)的時(shí)候，窗戶(hù)一側(cè)耳朵收到的聲音強(qiáng)度比乘客一側(cè)的耳朵收到的強(qiáng)度高，即使是聲音來(lái)自于乘客的一側(cè)也是這樣。這會(huì)給實(shí)驗(yàn)對(duì)象錯(cuò)誤的定位線(xiàn)索，從而造成較差的定位效果。聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)原則相容性相似性可分離節(jié)制不變動(dòng)

6、如果可能的話(huà)，信號(hào)維度和解碼的選擇應(yīng)該采用使用者學(xué)到的或者天然的關(guān)系。例如，高頻率與上升和高相伴，尖嘯信號(hào)與緊急相關(guān)聯(lián)。當(dāng)展示復(fù)合信息時(shí)，應(yīng)該考慮二階段信號(hào)。信號(hào)階段要包括：（1） 要注意的信號(hào)為了吸引注意力和鑒別信息。（2） 分配信號(hào)：跟據(jù)要注意的信號(hào)，在第一個(gè)信號(hào)所指出的總體范疇內(nèi)分配準(zhǔn)確信息。聽(tīng)覺(jué)信號(hào)應(yīng)該很容易與其他正在進(jìn)行的無(wú)線(xiàn)輸入相區(qū)分（無(wú)論是有意義的輸入還是噪音。給操作人員的輸入信號(hào)不應(yīng)該提供多余的信息。同樣的信號(hào)應(yīng)該一直傳遞同樣的信息。鈴聲汽笛報(bào)警器急警器聽(tīng)覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)蜂鳴器電話(huà)展示原則0203建立與周?chē)h(huán)境噪音級(jí)相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度應(yīng)該設(shè)置強(qiáng)度級(jí)數(shù)，使其不被周?chē)h(huán)境的噪音級(jí)數(shù)所遮蓋。避免極端的聽(tīng)覺(jué)維度，例如，高強(qiáng)度 01信號(hào)會(huì)引起驚嚇?lè)磻?yīng)，實(shí)際上會(huì)擾亂成效不要讓聽(tīng)力頻道超負(fù)荷在每一種情況下，應(yīng)該只使用幾種信號(hào)。過(guò)多的信號(hào)會(huì)造成困擾，使接