第三章第一節(jié)人的生理因素與安全-ppt=安全人機(jī)工程學(xué)=湖南工學(xué)院

第三章

人的生理心理因素

及生物力學(xué)特性感知系統(tǒng)在人機(jī)交互的作用生理因素心理因素疲勞與恢復(fù)生物力學(xué)

特性本章學(xué)習(xí)內(nèi)容：第一節(jié)人的生理因素與安全本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、感覺和知覺的定義及特征二、視覺機(jī)能及其特征四、其他感覺機(jī)能及其特征三、聽覺機(jī)能及其特征五、人的反應(yīng)時(shí)間一、感覺和知覺的定義及特征內(nèi)容：1、感覺和知覺的基本概念2、感覺的基本特征3、知覺的基本特征1、感覺和知覺的基本概念感覺知覺1、感覺和知覺的基本概念感覺知覺感覺是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的事物個(gè)別屬性的反映，是感官受到光、聲、味、溫度等物理化學(xué)刺激而得到的主觀經(jīng)驗(yàn)。人的感覺包括視覺、聽覺、味覺、嗅覺、膚覺、運(yùn)動(dòng)覺、本體覺等。1、感覺和知覺的基本概念感覺知覺感覺是人們了解外部世界的主要渠道，也是一切復(fù)雜心理活動(dòng)的基礎(chǔ)和前提。人的認(rèn)識(shí)從感覺開始，也是知覺、思維、情感等復(fù)雜心理現(xiàn)象的基礎(chǔ)和前提1、感覺和知覺的基本概念感覺知覺知覺是人對(duì)事物的各個(gè)屬性、各個(gè)部分及其相互關(guān)系的綜合的整體的反映。知覺并不是感覺的簡(jiǎn)單相加，而是由各種感官聯(lián)合活動(dòng)所產(chǎn)生的有機(jī)綜合。知覺內(nèi)涵知覺（perception）：是客觀事物直接作用于感官而在頭腦中產(chǎn)生的對(duì)事物整體的認(rèn)識(shí)。理解知覺是事物直接作用于感官而產(chǎn)生的。知覺以感覺為基礎(chǔ)，但不是后者的簡(jiǎn)單相加。知覺包含了覺察、分辨和確認(rèn)等一系列過程。區(qū)別：1.反映的屬性不同。2.產(chǎn)生的生理機(jī)制不同。3.產(chǎn)生的影響因素不同。聯(lián)系：1.感覺和知覺同屬于人的認(rèn)識(shí)過程的初級(jí)形式，都是對(duì)當(dāng)前客觀事物的反映。2.感覺是知覺的基礎(chǔ)，沒有感覺就不會(huì)產(chǎn)生知覺。感覺、知覺的聯(lián)系與區(qū)別首先被感覺；是知覺的前提、基礎(chǔ)；感覺的性質(zhì)較多的取決于刺激物的性質(zhì)；反映的是客觀事物的個(gè)別屬性知覺是在感覺的基礎(chǔ)上對(duì)客觀事物所產(chǎn)生的高一級(jí)的認(rèn)識(shí)。受到人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、情緒、態(tài)度等制約和影響；反映的是客觀事物的整體人都是以知覺的形式直接反映事物，而感覺只作為知覺的組成部分而存在于知覺之中，很少有孤立的感覺存在，在心理學(xué)中稱為“感知覺”。感覺知覺感知2、感覺的基本特征

感受性與感覺閾限最大閾值感官與刺激關(guān)系感覺的相互作用適應(yīng)2、感覺的基本特征

（1）感受性感受性與感覺閾限最大閾值感官與刺激關(guān)系感覺的相互作用適應(yīng)感受器都有一定的感受性和感覺閾限。感受性是指有機(jī)體對(duì)適宜刺激的感覺能力。感覺閾限是指剛好能引起某種感覺的刺激值。感覺閾限越低，感覺越敏銳。人體的各種感覺器官都有各自的對(duì)某一種能量形式的最敏感，能夠引起感覺器官有效反應(yīng)的刺激稱為該感覺器官的適宜刺激。(1)

感受性感受性（sensitivity）：對(duì)于刺激物的感覺能力，或感覺的靈敏程度感覺閾限（sensorythreshold）：能引起感覺的的刺激量。絕對(duì)感受性（absolutesensitivity）：人的感官覺察剛剛能引起感覺的最小刺激量的能力。

絕對(duì)感覺閾限（absolutesensorythreshold）：剛能引起感覺的最小刺激量；

差別感受性（differencesensitivity）：人的感官覺察剛剛能引起差別感覺的刺激物間的最小差異量的感覺能力；差別感覺閾限（differencesensorythreshold）：剛剛能引起差別感覺的刺激物間的最小差異量。感覺類別

Subtitle人類重要感覺的絕對(duì)閾限

視覺聽覺味覺嗅覺觸覺感覺類別

靜室內(nèi)20英尺外表的滴答聲2加侖水中一匙糖的甜味一滴香水彌散在三個(gè)房間的香味一片蜜蜂翅膀從一厘米高處落在面頰上晴朗的黑夜中30英里外的燭光絕對(duì)閾限

絕對(duì)感覺閾限感覺閾下限剛剛能引起感覺的最小刺激量。感覺閾上限能產(chǎn)生正常感覺的最大刺激量。絕對(duì)感覺閾值能被感覺器官所感受的刺激強(qiáng)度范圍。如：聲音頻率低20Hz或高20000Hz時(shí)就聽不到了，這兩點(diǎn)便分別稱為下限或上限。差別感覺閾限差別感覺當(dāng)兩個(gè)不同強(qiáng)度的同類型刺激同時(shí)或先后作用于某一感覺器官時(shí)，它們?cè)趶?qiáng)度上的差別必須達(dá)到一定程度，才能引起人的差別感覺差別感覺閾限剛剛能引起差別感覺的刺激之間的最小差別量。如在100g重的物體上至少需要再增減3～4g，人們才能覺察出重量的變化。增減的3～4g，就是重量的差別感覺閾限。

如果刺激超過一定強(qiáng)度(最大閾值)時(shí)，刺激不僅無(wú)效，還會(huì)引起不適或痛覺，甚至產(chǎn)生損傷。最大閾值感官與刺激關(guān)系

一種感官只能接受一種刺激，如眼睛只接受光刺激，耳朵只接受聲刺激。人的感覺印象80%來自眼睛，14%來自耳朵，6%來自其他器官。如果同時(shí)使用視覺和聽覺，感覺印象保持的時(shí)間較長(zhǎng)。感覺的相互作用

感官對(duì)刺激的感受能力受其他刺激的干擾而降低，這一特性叫感覺的相互作用。如果同時(shí)有多種視覺信息或多種聽覺信息，或視覺與聽覺信息同時(shí)輸入時(shí)，人們往往傾向于注意一個(gè)而忽視其它；例如：同時(shí)輸入兩個(gè)視覺信息，人往往只傾向于注意其中一個(gè)而忽視另一個(gè)；如同時(shí)輸入兩個(gè)相等強(qiáng)度的聽覺信息，對(duì)其中一個(gè)信息的辨別能力將降低50％；當(dāng)視覺信息與聽覺信息同時(shí)輸入時(shí)，聽覺信息對(duì)視覺信息的干擾較大，視覺信息對(duì)聽覺信息的干擾較小。適應(yīng)

感覺器官經(jīng)過連續(xù)刺激一段時(shí)間后，敏感性會(huì)降低，產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象。例如“入蘭芝之室而不聞其香”。1）感覺適應(yīng)（sensoryadaptation）：由于刺激物對(duì)感受器的持續(xù)作用而引起感受性變化的現(xiàn)象。2）感覺對(duì)比（sensorycontrast）：同一感受器接受不同的刺激而使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。3）感覺融合（sensorymix）：是兩個(gè)以上的刺激同時(shí)作用而產(chǎn)生一個(gè)新的感覺現(xiàn)象。4）感覺間的相互作用（sensoryinteraction）對(duì)某種刺激的感受性，由于同時(shí)受到刺激的其它感受器的機(jī)能狀態(tài)的影響而發(fā)生變化的現(xiàn)象(2)感受性的變化規(guī)律3、知覺的基本特征

知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性

知覺對(duì)象一般由許多部分組成，各部分有不同的屬性與特征。人們由于有一定的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，加上某些思維習(xí)慣，總是把對(duì)象感知為一個(gè)統(tǒng)一的整體，而不是把對(duì)象的各部分感知為孤立的東西。如圖而會(huì)看成是一個(gè)圓。不會(huì)看成是虛線組合。

在感知不熟悉的對(duì)象時(shí)，則傾向于把它感知為具有一定構(gòu)成意義的整體。在這種情況下，影響知覺整體性的因素有以下幾個(gè)方面：①、接近在圖a中，圓點(diǎn)被看成是個(gè)縱行，因?yàn)閳A點(diǎn)的排列在垂直方向上比水平方向上明顯接近。②、相似在圖b中，點(diǎn)之間的距離是相等的，但同一橫行各點(diǎn)顏色相同，由于相似組合作用的結(jié)果，這些點(diǎn)被看成為五個(gè)水平橫行。設(shè)計(jì)中利用這一特性進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)，如圖2—4。③、封閉如圖c所示，由于封閉因素的作用，把兩個(gè)距離較近的點(diǎn)串連起來，認(rèn)知成兩個(gè)封閉圖形——長(zhǎng)方形。④、連續(xù)如圖d所示由點(diǎn)的連續(xù)影響，圖中的點(diǎn)被知覺成一個(gè)人的圖形。3、知覺的基本特征

知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性

人們往往根據(jù)自己過去獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去理解和感知現(xiàn)實(shí)的對(duì)象。

在知覺時(shí)，用以往所獲得的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來理解當(dāng)前的知覺對(duì)象的特征稱為知覺的理解性。由于知覺具有理解性，因此人們?cè)谥X某一事物時(shí)，就會(huì)把他們以往所習(xí)得的與事物相關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)帶入知覺過程中，以便取得事物的深刻認(rèn)識(shí)。語(yǔ)言的指導(dǎo)能喚起人們已有的知識(shí)和過去的經(jīng)驗(yàn)，使人對(duì)知覺對(duì)象的理解更快、更全面。例：如圖所示的雙關(guān)圖形，提示者可以把它提示為年輕的婦女、也可以提示為老年婦女，這個(gè)隨著提示者的語(yǔ)言可以形成不同的圖形。你能在葉子中間找到三個(gè)隱藏的側(cè)面人像嗎

3、知覺的基本特征

知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性當(dāng)知覺的客觀條件在一定范圍內(nèi)改變時(shí)，知覺印象仍然保持相對(duì)的穩(wěn)定性。如陽(yáng)光下煤塊的反射率要比黃昏時(shí)粉筆的反射率高，然而人們?nèi)匀话逊酃P看成白的，把煤塊看成黑的，不會(huì)顛倒黑白。這一知覺特性使我們能夠全面、真實(shí)、穩(wěn)定地反映客觀事物。

知覺的條件在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，而知覺的印象卻保持相對(duì)不變的特性，叫知覺的恒常性。⑴大小恒常性

看遠(yuǎn)處物體時(shí)，人的知覺系統(tǒng)襝了視網(wǎng)膜映象的變化，因而知覺的物體是其真正的大小。例如，在5m遠(yuǎn)和10m遠(yuǎn)處看一位身高1.8m的人，雖然視網(wǎng)膜上的映象大小是不同的，但總是把他感知為一樣高，即在一定限度以內(nèi)，知覺的物體大小不完全隨距離而變化，表現(xiàn)出知覺大小的恒常性。⑵形狀恒常性

是指看物體的角度有很大改變時(shí)，知覺的物體仍然保持同樣形狀。形狀恒常性和大小恒常性可能都依靠相似的感知過程。保持形狀恒常性最起作用的線索是帶來有關(guān)深度知覺信息的線索，如傾斜、結(jié)構(gòu)等。

⑶明度恒常性

一件物體，不管照射它的光線強(qiáng)度怎么變化，而它的明度是不變的。決定明度恒常性的重要因素是，從物體反射出來的光的強(qiáng)度和從背景反向出來光的強(qiáng)度的比例，只要這一比例保持恒定不變，明度也就保持恒定不變。因此，鄰近區(qū)域的相對(duì)照明，是決定明度保持恒定不變的關(guān)健因素。⑷顏色恒常性

因?yàn)榫壌蠖鄶?shù)物體之所以可見，是由于它們對(duì)光的反射，反射光這一特征賦予物體各種顏色。一般說來，即使淘汰的波長(zhǎng)變動(dòng)幅度相當(dāng)寬，只要照明的光線既照在物體上也照在背景上，任何物體的顏色都將保持相對(duì)的恒常性。如無(wú)論在強(qiáng)光下還是在昏暗的光線里，一塊煤看起來總是黑的。3、知覺的基本特征

知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性人總是有選擇地把少數(shù)刺激作為知覺對(duì)象，對(duì)它們的知覺格外清晰，并把它們組成一整體，而對(duì)同時(shí)起作用的其余刺激的反映則模糊籠統(tǒng)。知覺的這種特性稱為知覺的選擇性。被選出的形成清晰知覺的事物稱為知覺對(duì)象，而其它事物與背景，會(huì)因?yàn)橹X的選擇性而相互變動(dòng)。

人在感知時(shí)，同時(shí)作用于感覺器官的事物是很多的，可人卻不可能同時(shí)知覺這些事物或清楚地知覺每一事物。人們總是按各自的需要或目的主動(dòng)地有意識(shí)選擇其中的少數(shù)事物作為知覺對(duì)象，對(duì)其產(chǎn)生突出清晰的知覺映象，而對(duì)同時(shí)作用于感官的其他事物則呈現(xiàn)模糊的知覺映象，從而作為襯托對(duì)象的背景，這種把某些對(duì)象從背景中優(yōu)先地區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性，叫知覺選擇性。知覺對(duì)象與背景在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)換的，如圖2—4所示的“魯賓之杯”反轉(zhuǎn)圖形，若以黑色為知覺對(duì)象，白色為背景，是一個(gè)花瓶，反之，則為兩個(gè)面對(duì)面的人頭像。

在知覺時(shí)，把某些對(duì)象從某背景中優(yōu)先地區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性，叫知覺的選擇性。從知覺背景中區(qū)分出對(duì)象來，一般取決于下列條件：１)、對(duì)象和背景的差別２)、對(duì)象的運(yùn)動(dòng)３)、主觀因素1)對(duì)象和背景的差別

對(duì)象和背景的差別越大（包括顏色、形態(tài)、刺激強(qiáng)度等方面），對(duì)象越容易從背景中區(qū)分出來，并優(yōu)先突出，給予清晰的反映，反之，就難予區(qū)分．例如，重要新聞?dòng)眉t色套印或用特別的字體排印就非常醒目，特別容易區(qū)分。2)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)

在固定不變的背景上，活動(dòng)的刺激物容易成為知覺對(duì)象。例如，航道的航標(biāo)用閃光作信號(hào)，更能引人注意，提高知覺效率。3)主觀因素

主觀因素，如任務(wù)、目的、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、興趣、情緒等因素不同時(shí)，選擇的知覺對(duì)象便不同。二、視覺的機(jī)能和特征內(nèi)容：1、視覺的基本概念2、視覺的基本參數(shù)3、視覺特征4、視覺損傷與視覺疲勞5、視覺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

在人們認(rèn)知世界的過程中，大約有80%的信息是通過視覺系統(tǒng)獲得的，14%來自耳朵，6%來自其他器官。因此，視覺系統(tǒng)是人與外界相互聯(lián)系的最主要途徑。1、視覺的基本概念⑴視覺三要素——視覺物體、光、視覺器官1、視覺的基本概念⑵

視覺器官：眼球么是虹膜？虹膜和我們有什么關(guān)系

來自物體的反射光首先通過瞳孔進(jìn)入眼球，經(jīng)折光裝置到達(dá)視網(wǎng)膜在視肉膜上形成清晰的物像，由于視網(wǎng)膜中的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞含有感光物質(zhì)，在光刺激的作用下，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使光能轉(zhuǎn)換為生物電能，引起視細(xì)胞產(chǎn)和神經(jīng)沖動(dòng)。視神經(jīng)傳至大腦皮質(zhì)。經(jīng)大腦皮質(zhì)的加工處理，便形成視覺映象。

視網(wǎng)膜是眼睛的感光裝置。包括視細(xì)胞層、雙極細(xì)胞層和節(jié)細(xì)胞層。各層細(xì)胞形成突角聯(lián)系，視細(xì)胞層內(nèi)含感受光刺激的視細(xì)胞——視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，在視網(wǎng)膜的中央部分，有一凹陷稱為中央窩以外的整個(gè)視網(wǎng)膜上，其功能為眼睛在昏暗光線下看見東西的主要神經(jīng)元，對(duì)光刺激極為敏感。光的刺激使桿狀細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，神經(jīng)沖動(dòng)經(jīng)視神經(jīng)傳導(dǎo)到大腦的視覺區(qū)，從而獲得視覺經(jīng)驗(yàn)。由于中央窩處沒有桿狀細(xì)胞，故而在晚上或較昏暗處看東西時(shí)，必須以側(cè)視方式，讓光線進(jìn)到中央窩附近含有桿狀細(xì)胞的地方，才會(huì)獲得較好的視覺效果。錐體細(xì)胞對(duì)光線的敏感度較低，其數(shù)量較桿狀細(xì)胞為少，主要集中在中央窩附近，主要感受強(qiáng)光和顏色的刺激，如果在視網(wǎng)膜上缺少一種或數(shù)種錐體細(xì)胞，即會(huì)產(chǎn)生色盲現(xiàn)象。3）視覺刺激3）視覺刺激眼能感受到的電磁波長(zhǎng)為380-780毫微米的可見光。一般光源發(fā)出的光包含多種波長(zhǎng)，稱為多色光，人眼可分辨的光色約有120多種。強(qiáng)度效應(yīng)是指光的刺激強(qiáng)度只有達(dá)到一定強(qiáng)度才能引起視感覺的特性。人眼能夠感受的光的強(qiáng)度從幾個(gè)勒克司到10000勒克司。4）視覺機(jī)制虹膜據(jù)光線強(qiáng)弱調(diào)節(jié)瞳孔大小，相當(dāng)于相機(jī)的可調(diào)光圈；晶狀體相當(dāng)于透鏡，使影像落在視網(wǎng)膜上；視網(wǎng)膜相當(dāng)于感光膠片；視網(wǎng)膜內(nèi)壁有視桿（弱光下起感覺，分布在視網(wǎng)膜中心以外的邊緣區(qū)域）和視錐細(xì)胞（在強(qiáng)光下作用分辨顏色功能，密集且分布在黃斑中央）；（由于黃斑區(qū)甚小，即時(shí)看清看細(xì)只很小的區(qū)域，通過眼球周圍肌肉轉(zhuǎn)動(dòng)眼球，使被視對(duì)象不同部位的影像迅速依次落在黃斑區(qū)，才看清被視物體較大的范圍，這個(gè)過程叫做目光巡視）2、視覺的基本參數(shù)1）視角2）視力3）視野4）視距5）色覺衡量視覺機(jī)能的參數(shù)1）、視角視角是由瞳孔中心到被觀察物體兩端所張開的角度。視角與觀察距離及被觀察物體的兩端點(diǎn)間的直線距離有如下關(guān)系：式中：a—視角，用（1/分，1/ˊ）表示，即（1/60度，1/60°）；D—被觀察物體兩端點(diǎn)間的直線距離；L—眼睛至被觀察物體間的距離。2）視力眼睛能分辨被看物體最近兩點(diǎn)的視角，稱為臨界視角視力是表征人眼對(duì)物體細(xì)部識(shí)別能力的一個(gè)生理尺度，以最小視角的倒數(shù)表示：檢查人眼視力的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，最小視角為1時(shí)視力等于1.0，此時(shí)視力為正常。3）視野

視野是指人眼能觀察到的范圍，一般以角度表示。視野按眼球的工作狀態(tài)可分為：靜視野、注視野和動(dòng)視野三類。①靜視野——在頭部固定、眼球靜止不動(dòng)的狀態(tài)下自然可見的范圍；

②注視野——在頭部固定，而轉(zhuǎn)動(dòng)眼球注視某一中心點(diǎn)時(shí)所見的范圍；③動(dòng)視野——頭部固定而自由轉(zhuǎn)動(dòng)眼球時(shí)的可見范圍在人的三種視野中，注視范圍最小，動(dòng)視野范圍最大。人機(jī)工程中，一般以靜視野為以據(jù)設(shè)計(jì)視覺顯示器等有關(guān)部件，以減少人眼的疲勞①、靜視野（Ⅰ）垂直面視野在垂直面內(nèi)的靜視野最大范圍角度為120°，以視水平線為準(zhǔn)，最大仰角為50°，最大俯角為70°。在一般狀態(tài)下，站立時(shí)自然視線低于水平線10°，坐著時(shí)低于水平線15°

；在很松弛的狀態(tài)中，站著和坐著的自然視線偏離標(biāo)準(zhǔn)線分別為30°和38°

。觀看展示物的最佳視區(qū)在低于標(biāo)準(zhǔn)視線30°的區(qū)域里。（Ⅱ）水平面視野在水平面內(nèi)雙眼總的最大視野是200度，就單眼而言，以視中心線為準(zhǔn)，向內(nèi)側(cè)為60度，向外側(cè)為100度。（Ⅲ）有效視野在視野邊緣上，人只能模糊的看到有無(wú)物體存在，但辨不清其詳細(xì)形狀。能夠清楚辨認(rèn)物體形狀的視野為有