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人机工程思维导图
这是一篇关于人机工程的思维导图，从实验、测量、输入、输出等方面进行了概述和分析，干货满满，需要可收藏。
编辑于2021-07-10 11:15:33- 人机工程
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人机工程
概论
名称
西欧Ergonomics人类工效学
美国human engineering人类工程学或human factor engineering人的因素工程学
日本人间工学
人机工学定义
研究系统中人与其他组成部分交互关系的一门科学， 通过数据，方法，原则，原理， 运用解剖学，生理学，心理学等多学科知识， 提高人--机--环境之间的协调， 优化系统的工作效能，与使用者的体验和健康的关系
人机矛盾本质上是人和工具发展不平衡的矛盾
发展史
起源
诞生于1945--1960年期间。在设计新型装备时，将人的行为特征和能力极限作为主要考虑因素之一。
人与物关系的变化
石器时代，青铜时代，农耕时代
工业化时代
信息时代
中国古代
《考公记》
先秦时期
记载 较早考虑了人机关系
《天工开物》
明代
宋应星
科技汇编名著，大量插图
人物
伍德
冯特1830-1920
世界上第一个心理学实验室
德雷夫斯
美国
《为人设计》《人体测量》1960
发展阶段
经验人机工学
1880s--1945
人要适应机器
泰勒
基尔伯瑞斯
米约
邙斯特伯格
科学人机工学
1945--1960
机器应适应人
现代人机工学
1960至今
实现人--机--环境整体的协调
1980之后
引发人机交互，人机界面，可用性研究，认知科学等人机工程研究领域
协会设立
1949
英国人机工程学会
1955
美国人因工程学
1959
国际功效学协会 IEA
1989
中国人类工效学学会
现代人机工学
三个特点
着眼于机械设备的设计，考虑人体功能的极限，让机器适应于人
关注实际应用，以严密计划的广泛研究，指导具体的机械装备设计
综合多个学科知识，把人-机-环境作为一个整体来，目的是实现整体系统的最高综合效能
五要素
对象
连接机器与人的人机界面
关注焦点
人与物之间的关系
内容
人--机--环境的最佳匹配，系统优化
目的
总：实现人的效能和人的价值
安全--增进系统安全
高效--提高系统的绩效
舒适--提高人员满意度
感性体验
研究方法
系统的，科学的实验和分析
基本理论模型
系统
相互作用和相互依赖的若干个组成部分结合成的具有特定功能和目标的有机整体
安全——效率——舒适——感性体验
人机界面
人与机交互关系的接口
物理
人进行操作活动的界面，
侧重于基于操作活动的人的心理和生理特征的研究
尺度，力度，姿势，动作，视野
感性
人对物产生的感觉和感性的方式，
偏重于基于人的情感活动的心理特征研究，某种意象活动的心理感受
感受，形态，色彩等
认知
人接触物理界面说隐含的认知和信息处理过程
偏重于基于认知过程的人的心理特性的研究
理解，心理技能，心理过程
人的效能作业
人按照某种要求完成某些任务时，所表现出来的效率和层级
某人，某事，某处的概念
三种形式
最高作业效能
最高技能的人在最完善的条件下完成最熟练的活动
奥运会
最佳作业效能
系统正常运行条件下，最符合作业要求的作业效能
可以接受的作业效能
错误在可接受范围内
人--机--环境
人
系统的操作者，使用者
机
人的操作所指向的对象，包括机器，用具，工具，设施设备等
环境
人机所处的周围环境，如作业场所，作业空间，物理化学环境，社会环境等
系统
共处于同一时空下的，人与其使用的机以及他们所处的环境所构成的系统，简称人--机系统
人机工程与设计
设计科学
现代设计以获取新知识为核心特征
研究方向
基于理论的设计研究
基于用户
基于创新
基于教育
基于文脉
可用性
概念
是近年来发展迅速的以用户为中心的设计研究概念。用来衡量产品质量的重要标准，从用户角度来判断产品的有效性，令人满意的程度、学习性、记忆性、容错程度。
属性
效用
体验
学习
记忆
防错
防呆设计
尼尔森十大可用性定律
人机沟通
输入
系统状态可见性
系统应该在适当的时间做出适当的反馈，告知用户当前的系统状态
告诉用户处在系统的什么位置
用户需要知道自己处在系统的什么位置，特别是对于新用户，需要提供必要的信息，否则容易迷惑。
网易云课堂
面包屑导航
让用户知道自己在做什么
用户需要知道自己的操作是否被系统感知，所以用户操作后，系统应第一时间提供反馈告知用户这个操作被系统接受。
网易云播放界面，用户滑动播放胶片，触发动效，让用户明白这个手势是有用的，可以切歌
调整窗口大小时，鼠标样式改变
让用户知道系统在做什么
系统在运行时，尽可能向用户提供系统运行状态的信息
windows在后台的程序有进行中的，有进度条的任务时，会在任务栏上显示出进度，即使任务在后台，也能知道其进程
迅雷的悬浮窗口
让用户知道系统做了什么
让用户知道操作的结果，从而进行下一步操作，同时需要给予相关反馈，即使没有结果，也需要给予用户反馈。
winrar解压完压缩包，自动前台打开文件所在位置文件夹
百度网盘下载完文件，在右下角窗口提示
利用多种形式的反馈
文字、动效、声音以及界面元素的变化等
word的错误拼写检查，红线标记
mac系统最小化一个窗口，动画+声音
对系统延迟响应进行反馈
当系统响应小于1s时，不会打断用户思考，不需要特别反馈，但是当响应超过10s（10s时用户注意力达到上限），用户满意度就会下降，所以响应时间较长的，应该给予必要的反馈。
刷新，收件，下载
常见问题
有没有
缺少必要反馈，没有清晰的系统状态
提供了不必要的反馈，让用户分心
时间
反馈没有立即显示
反馈不够持久，用户没有足够时间注意或理解
内容
反馈不容易看到，不容易理解
提供了让用户误解的反馈
系统与用户现实世界匹配
产品设计应当使用用户熟悉的词句，应当符合真实世界的使用习惯
使用用户的语言
目标用户更重要， 比如对于儿童类产品，多用声音和动画； 专业工具软件，用专业术语；大众使用的产品，就不该有外文
符合现实世界的使用习惯
将产品的使用习惯与现实产品的使用习惯联系起来。
举例：回收站、购物车的设计，让用户可快速和生活习惯产生联想。
使用现实世界的隐喻
从现实世界中借鉴的设计元素可明显降低用户的认知和学习难度，并且增加兴趣。
举例：网易云音乐的胶片设计，让用户很快知道这是播放界面，同时提高了音乐爱好者的兴趣。
操作手势符合联想
使用的操作手势，应该是用户自然就能联想到的，不要创造、更改操作手势意义。
长按这样一个成本高的动作，自然对应的是复杂的深层的操作
音量键自然是上面的表示加，下面的表示减
常见问题
使用用户不熟悉的语言；
系统的语言以系统为中心，而不是用户；
windows的出错信息
任务流程和用户真实使用流程不符；
系统结构不符合用户对真实世界的理解；
超多层的文件夹，但是比现实更有效率，就认可了
系统使用的暗喻方法不易理解。
输出
用户控制和自由
用户经常会在使用过程中发生误操作，这时就需要一个非常明确的“紧急出口”，来帮助他们从当时的情景中恢复过来。
用户可自由导航
可以自由控制返回和下一步操作，整个系统是连贯的
ios设置-通用界面
用户可自由退出
用户在困惑时，需要快速撤销或者退出。用户使用系统的过程也是一个试错的过程，用户犯错后，需要重新进行尝试，直到成功。
ctrl+z
不可逆转的操作需要警告
重要的不可逆转的操作需要给用户以明显的提高，否则将对用户产生严重影响。
删除文件，需要手动输入“delete”
常见问题
在不可逆转的行动之前没有提供足够的警告；
没有在适当的时机提供取消功能；
取消功能不明显，很难找到；
不支持撤销的功能。
机
一致性与标准化
产品内部或品牌保持一致
通用的信息应使用一致的用词、外观、布局，可帮助用户快速学习记忆产品功能。
iOS系统用同一种颜色代表可点击元素， 同样的颜色代表同样的含义。 (通讯录界面的蓝色代表可点击， 红色是因为使用场景比较特殊， 因此“添加到紧急联系人”选择红色)
品牌一致性：adobe产品的菜单位置和快捷键
不同版本之间有延续性
产品的不同版本之间，主要功能和设计元素等，尽量有一定的延续性，避免让老用户产生困惑。
Photoshop每次更新都会保留之前的一些功能
与业内产品保持一致
用户在使用其他大中型产品时，已经形成了一定习惯，所以不要轻易违反业界规范。
福特汽车为了销量不得不顺从于全国标准化
京东，淘宝，拼多多的购物界面，从上到下，图片，简介和参数，购买
常见问题
界面元素的布局和外观不一致；
界面元素命名不一致；
系统反馈的格式不一致；
系统提供不一样的方法来操作相似的对象；
表达含义不一致，在不同地方红色代表不同的意义；
设计标准和通用标准不一致。
人的有限
让用户再认而非记忆
将用户的记忆负担减到最小，提供可选项让用户再认信息。
将选择对象可视化
将选择对象、动作以及选项可视化，使用户一看就懂，
Excel将图标选项用图展示出来，使用户不用回忆图标名称就能找到自己想要的图标类型。
app进入页面选择兴趣
丰富记忆线索
以各个app的底部标签为例，使用文字和图标结合的形式，更加丰富了记忆效果，避免了用户需要回忆才能想起图形所代表的含义。
使用通用的命令，减少用户记忆负担
使用通用的操作：复制粘贴，保存等，还有常用的手势操作等。
更多地让用户选择而不是输入
产品应该给用户提供选项，让用户进行选择或者直接进行编辑修改
以支付宝菜鸟裹裹寄件为例，每次点击“我要寄件”， 会默认显示“寄”的地址簿，点击进去，是可编辑寄件人地址的状态
豆瓣的评分，可以直接选择星数，不需要写文字评论
记忆用户的历史操作
美团外卖的“历史订单”“再来一单”
常见问题
系统使用过于复杂，用户不得不记忆复杂的命令；
界面提供信息不及时，用户不得不从系统另一个部分找到相关信息；
图标符号难以理解，甚至误导用户；
菜单或者选项有太多层次。
灵活简化但不失效率
照顾到新老用户，不但让新用户觉得简单易操作，还要对熟练操作的老用户来说便捷高效，尤其是可以方便地使用频率较高的功能。
提供快捷键
adobe系列产品等工具类产品
允许用户使用重复历史操作
对于用户频繁使用的部分，提供重复使用操作。
以饿了么为例，我的订单里，每一单都会有“再来一单” 的按钮设计，既让用户快速进行操作，也保留了订单历史记录。
提供系统默认值，减少多于操作
以注册页面为例，注册时，会对同意用户协议进行默认勾选，因为既然你点到注册页面，意味着很大可能是你将要进行注册信息填写，所以默认的同意勾选，为用户减少了一步操作。
word在打开的时候，就默认了尺寸和字体大小等信息
常见问题
系统缺少自动化，没有自动执行下一步操作；
系统没有提供应有的默认值；
默认值不正确；
系统没有提供捷径
美观，简洁
避免界面元素过于杂乱
界面同时呈现了过多元素，包括动效以及各式各样的按钮。
老实色情网站
微信vsQQ
对重点信息突出显示
用户注意力资源有限，应该保持信息精炼，有突出有弱化。
信息有层级
百度搜索结果页面
常见问题
界面上的元素太大或者太小；
元素的颜色、形状或文字不容易识别；
界面元素移动太快、太慢或不容易觉察；
界面过于拥挤，界面元素密度分布不均匀；
不同的元素太相似，按键或者链接看上去没有点击欲。
针对障碍
错误预防
在执行危险操作前请用户确认
qq语音，如果关闭对话框，会提示“关闭会退出语音”
利用清晰的提示防止错误
举例：手机小键盘的字母放大处理
机械键盘的段落感
利用用户的联想防止错误
利用颜色以及动效等提供警示信息。
举例：微信退出群聊红色文字， 让用户直接感知到如果点击会发生错误
提供撤销功能
常见问题
输入信息时，没有告知用户格式；
缺少非语言暗示；
没有对可能产生严重后果的操作进行提示和确认
帮助用户认知，判断和修复错误
引起用户注意
当错误发生时，提示信息一定要醒目，文字要简单易懂。
以哔哩哔哩为例，观看视频时候，如果无线网不是很好，会切换到数据，会有弹出框提示用户当前状况。
提供建设性建议
当用户遇到错误时，尽可能提出实质性建议。
以搜索为例，当对搜索无果时，浏览器可以建议用户更换关键词或者对当前关键词进行修改。
自动纠错
当系统能帮助用户自动识别错误并进行及时修改后，会给用户带来极大的使用便利。
以微信公众号“疑似错别字”为例，编辑完文章，系统会提示用户疑似错别字，这给编辑者带来极大的便利。
常见问题
用用户不理解的语言进行提示，如404错误；
没有给出有效建议；
错误信息使用户感到迷惑；
错误信息用词不当。
帮助使用手册
便于用户理解
避免使用专业术语，使用图片图表或者示意图。
keep的动作库和视频；chrome上鼠标手势插件，用游戏化的方式来引导
便于用户应用
在操作的同时，可见到帮助信息。
以iOS系统为例，在功能设置的同时， 也会给用户提供帮助提示。
信息量简短
本来用户进来该入口，就是遇到了麻烦，如果解决方法是长篇大论，用户可能会立刻关闭应用，从而留下极差体验
常见问题
帮助文档或使用手册不存在
帮助信息的内容没有意义，甚至加深用户困惑
UCD
以用户为中心的设计方式
将用户“已有的，知道的”和用户“没有的，需要的”作为设计的基本考虑
vs以人为中心
更强调人的全面需求，人的价值
将文化，文脉等因素全面地纳入设计研究
感性工学
感性是指人对物特有的感觉或意象，是对物的心理上的期待感受
1986马自达公司社长山本健一
前向式a类
定性推论，KJ法
前向式b类
形容词意象空间，意象尺度图法
逆向式
感性评估
人机匹配必须遵循的基本原则
要求依次升级
最有利与发挥人的能力和确保人的操作可靠的匹配方式：有利于系统达到最高效能
有利于人学习的信息显示和信息加工
使人操作起来方便省力
使人在工作中感到有意义。或体现人在系统中的重要地位
功能分配的原则
从上到下，由考虑人，到不考虑人
弹性分配
由操作者使用者自己选择对系统行为的参与程度， 一般只适用于计算机控制系统
飞机的自动巡航系统
宜人分配
一项工作要尽可能体现个人的价值和能力， 有意识的发挥人的智力和技能，同时注意机器对效率的补偿
做蛋糕的案例，从家庭主妇什么都不用做，到需要打个鸡蛋进去
比较分配
通过将人和机器的特性与任务特性进行比较， 适合人做的分配给人， 适合机器做的分配给机器
流水线，一些精准的切割，大功率的压模成型需要机器；一些细节的打磨，装配，人手更适合
剩余分配
把尽可能多的功能分配给机器，剩余的功能分配给人
经济分配
以经济效益为根本依据
流水线作业
比如设计，制造，使用的总费用，强调效率
实验
过程
课题来源
定义问题
系统效标和实验效标
系统：经济性，可靠性，安全性，舒适性
实验：自变量，因变量，实验目的所在
变量的操作定义
选择被试
研究老年人人机工程问题——选取老年人
取样
确定所要研究的总体，并决定选取其中足够有代表性的样本
以人为中心的设计研究
以人为中心的设计原则
合理运用内部知识和外界知识
外部知识可以让用户学习的更快，操作更自如
键盘的标注
内部知识，更快更有效率
键盘盲打用户比需要看着标注的用户操作快， 但不意味着不需要标注了
注重可视性
将用户行为状态和机器的状态，以可视化的方式提供给用户， 消除执行和评估之间的鸿沟
建立正确的匹配
标准化
简化任务流程
由于人的记忆力注意力的局限，人很难顺利完成过于复杂的操作， 通过简化可以减轻人的作业负担，提高作业效率
不改变任务结构
比如通过提供某种辅助手段或者改善反馈机制， 让人的控制能力增加
汽车仪表设计
不改变任务性质，但改变任务结构
自动化，网页模板
改变任务性质的操作
用户使用方式上的革命
耐克的自动系鞋带球鞋，但少了系的体验
利用限制因素
考虑人的差错
经典
访谈法
结构化
指导性的，正式的，事先决定的
非结构化
半结构化
问题是结构化的，回答是自由的
问题是自由的，回答是结构化的
是，不是
1分到5分
问卷法
结构化
你认为特斯拉model3是什么风格？ a.时尚 b.豪华 c.运动
非结构化
你认为特斯拉model3是什么风格？
研究目的
了解或探索
描述，构建概念
解释关系
验证假设
评价
过程性
任务分析法
任务分析
研究人的行为的方法
任务分析就是研究用户完成指定任务的作业行为分析， 任务就是用来描述用户活动或完成某项工作步骤的一个标志
如何进行任务分析
确定目的和所需数据
层级关系
信息流
任务序列
环境和场景条件
收集任务数据
观察
出声口语报告
任务操作时的询问
结构性和非结构性访谈
调查问卷
总结数据
列表，概要图，矩阵
层次和网络图
流程，时间序列，地图
分析任务数据
任务表格
计算机模拟
网络图分析
主要内容
任务的启动信号（感觉刺激以及感觉通道等）
作业活动（如反应行为，决策）
技能水平，知识
认为失误（如操作失误）
系统的失效
即任务的开始，行为过程，要求，可能的失误和错误及后果
关键任务
有明确起始点和结束点
参考：关键帧
面向过程——层次化任务分析方法
面向过程
一种描述目标及其目标层次体系的方法， 提供了通用的目标或任务分析描述框架，
通常用于分析人类要完成的目标或机器系统要完成的目标
提供了多种表达方式，能够表示下级目标之间的多种时序关系
任务的三个层次
目标层
用手机通知同事明天开会
任务层
写短信，发短信
行动层
完成各个人物的步骤，任务的工作流程
三个步骤
确定任务
知识技能水平
最常见的描述用户的方法
不同知识技能水平能够完成的人物是不同的
分解任务
停止分解的时机为，在用户进行最少训练和学习的情况下，能够完全理解任务
描述任务
对任务进行描述，通常和确定任务一起进行，因为只有准确描述，才能正确确定，避免交叉或遗漏
建立工作模型
用户完成的一系列任务流程
把分解的任务组织成为一个执行序列，即面向过程
任务分析
所需技能水平
任务间关系和循序
任务时间
任务复杂度
完成时间，技能水平要求，步骤数量，操作是否自然是否需要有意识的关注，所用资源
面向对象——场景
口语分析法
PA法
偏重认知过程
边做事边报告
理论前提
认知过程可以被意识并表示
完成某个任务的过程可以被表示为认知过程
整个任务完成的时间，等于单独认知过程时间的和
创新
工作坊
用户参与性研究
意象尺度图
建立若干维度
人机工程学研究方法
观察法和描述性研究
对经过一定程序收集的资料样本的重要属性（如均值，标准差，百分位数）， 进行解读和分析，来描述某一母群体的特征
影响观察的因素
情景
人为、实验、自然情境
数据获取
记录观察数据
定量：结构化方法，事先制定框架
定性：非结构化，保持开放、
知情性
观察者
实验法
为了检测一些变量对人的行为的影响。通常根据实际问题，预测理论来决定需要调查的变量和检测的行为
更关心变量是否对行为有影响以及将如何影响的问题
基于人为控制某些因素，通过实验测试特定因素的影响
非实验法
通过调查，观察，测试（心理测试，感觉评判，身体测量，体征策略）等方法开展研究
评价标准
研究者能否成功控制额外变量
能否清楚地描述，解释和预测各种现象
变量
自变量
主要变量，对被试反应产生影响的变量
常常涉及那些作用于人的物理变量，如机器显示，温度变化
实验变量 （相关变量）
实验者想要研究的变量关系中，例如照明亮度和阅读速度关系，室内照度就是实验变量，是所有自变量中的一个
控制变量
为了让自变量因变量关系更加清晰，而控制的相关变量，也叫额外变量
潜在的，恒定的，可能对因变量产生作用的自变量
两个原则
保持恒定
消除被试个体之间的差异（随机抽样）
使相对明显和突出的外部条件保持恒定， 加上随机抽样减轻和模糊其他微小自变量的影响
灯光照明与阅读速度的关系； 学历是明显的控制变量， 身高，性别，地域等是微小变量
因变量
因自变量变化而变化的变量，往往是实验最终的观察对象
通常包括一些人的心理，生理，效能等反映人和人的行为变化这样一类变量
无关变量
对因变量不产生影响的实验条件，也称无关变项
相关研究法
在尽可能自然的状态下，确定两个以上的变量之间的统计关系，避免人为因素干扰
vs实验法：不能充分说明因果关系
父子之间身高关系
定性vs定量
定性研究
探索性研究
利用定性研究来定义问题，或寻求解决问题的途径
常用于制定假设，或确定研究中应包括的变量
定量研究
观察，实验，调查，统计等方法
寻求将数据定量表示的方法
具有比较明确的问题定义和理论假设进行的观察
对比
定性研究可以发现和定性问题， 定量研究可以验证问题是否存在，以及相关元素的影响力比重
定性：归纳法，访谈，体验，总结； 定量：演绎法，从目标设定，调查，推理验证；
定性：以过程为导向，以过程的可靠性为保障； 定量：以目标为导向，以结论为导向，以数据来保障
定性研究：自下而上； 定量研究：自上而下
人机系统的分析评价
连接分析评价法
对一种已设计好的人，机械，过程和系统进行评价的简便方法。
连接的形式有
对应连接
逐次连接
操作
运用一定的符号列出包括设备和操作人员在内的人机系统的主要要素
确定连接的形式，定出重要程度和频率
计算连接值
检核最终情况是否达到要求，即分析各种连接的效果
层次分析法（AHP）
一种定性与定量相结合的，系统化，层次化的分析方法
优点
实用性
定性定量结合，能处理传统的优化方法不能解决的问题
简洁性
计算简便，结果明确，便于决策者直接了解和掌握
三个层次
目标层o
准则层c
方案层P
缺点
囿旧
只能从原方案中优选，无法创新方案
粗略
定性化为定量，结果粗糙
主观
主观因素大，结果不够客观
模糊综合评价法Fuzzy
将一些边界不清，不易量化的因素定量化， 从多个因素对评价事物隶属等级状况进行综合评价
受个人知识经验文化等许多已知未知或非确知的因素影响很大
原理
首先确定被评判对象的因素（指标集）和评价（等级）
在分别确定各个因素的权重及他们隶属度向量，获得模糊评判矩阵
最后把模糊评判矩阵与因素的权向量进行模糊运算，并归一化，得到模糊评价结果
测量
尺寸和尺度
尺寸
沿某一方向，某一轴向或围径测量的值
尺度
基于人体尺寸的一种关于物体大小或空间大小的心理感受，也可以说是心理尺寸
二维人体尺寸测量 （直接测量法）
直接接触式测量工具，通过定义的人体测点测量人体尺寸
测点是指人体表面的测量标志点，以骨骼或软体部为基准
测点：胸骨上点，乳头点，会阴点
尺寸基本类别
高度
上下方向垂直高
长度
两测点之间直线距离
宽度
左右对称的两个测点的直线距离
厚度
前后方向，直线距离
围经
通过或经过人体某一部位上的测量点
统计特征
抽样
随机抽取一小部分人进行人体测量
分布
一组测量值就确定一个分布
人体尺寸分布就是人体尺寸的测量项目的各个值呈一定频次出现
均值
标准差
分布的记住离散趋势
标准差越大，分布曲线越平缓，数据越散
百分位与百分位数
百分位数则是对应于百分位的实际数值
均值，标准差与百分位数的关系
适应域
一个设计往往无法满足人体尺寸的所有要求，只能按一部分人的人体尺寸来进行设计
特定尺寸范围来选取人体尺寸，只占人体尺寸分布的一个域
尺寸特征
静态人体尺寸
被测对象处于静止和标准姿势下测量的尺寸
动态人体尺寸
被测对象在进行一定动作的条件下测量的，也允许在非连续动作条件下测得
尺寸和设计
原则
极限设计原则
以某种人体尺寸极限为设计参数
最大尺寸参考低百分位，对小尺寸
可调性设计原则
可优先采用可调式结构，尺寸范围依据第5百分位和第95百分位（90%适应域）
动态设计原则
操作时，选用动作范围最小值
考虑自由活动空间时，选用动作范围最大值
非“平均人”设计原则
不能简单采用人体尺寸平均值设计
尺寸修正
最小功能尺寸=人体尺寸+功能修正量
功能修正量考虑：
操作活动的性质，频度，困难程度以及操作活动所要求的的灵活性和活动范围
执行操作时，人体所处的位置和姿势
着装，障碍物等
同时进行多个相互干扰的操作
作业空间设计
一般要求
个体（或多人）操作说要求的空间
应保证90%以上使用者能顺利完成规定作业，均衡四肢作业负荷，避免不必要的空间障碍和违反使用者正常习惯的空间布局，保证经济条件人员的撤离和安全
影响因素主要有
视觉的可视性要求
作业的性质对作业空间设计的影响
技能作业，脑力作业——视觉要求； 体力作业——肌肉施力
精密作业——高度高，方便视觉； 重负荷作业——工作台低，方便施力
坐姿设计
适合
长时间操纵
控制精度高
需要四肢共同操作
轻体力
优点
操作稳定，位置平衡，可减轻疲劳
缺点
长时间坐姿，尤其不正确的会对腰部有不利影响
立姿设计
适合
频繁，短期，中体力或重体力作业
优点
作业区域大，便于肌肉施力，体位容易改变
缺点
相对于坐姿容易疲劳
坐立交替
及要求稳定精确，也要求体位易于改变
有利于人的健康和局部肌肉疲劳，优先采用
座椅设计
脊柱问题
腰部支撑，减少记住向后凹的变形，称为直腰坐姿
肌肉问题
直腰坐比放松做肌肉负荷更大，肌肉静态施力，容易疲劳
坐行为
体压分布
输入
人与外界直接发生联系的主要系统
感觉系统
神经系统
运动系统
显示器
显示装置
定义
显示装置是人机系统中，将机器的信息传递给人的一种关键部件， 人们根据显示信息来了解和掌握机器的运行情况， 从而控制和操纵机器.
按人接受信息的感觉通道不同
视觉
听觉
触觉
分类
定性显示方式
不需要精确的读数，而是为了对机器的运行状态作出定性显示时
红绿灯，故障灯
需要信息编码，对事物状态进行分类，或将数值划分为数段，每一个数段对应一个级别
显示方式是对每一类或每一级位作区分性显示
编码方式
形式
数字，字母
几何形状
位置
色彩
效率
数字，颜色最好
位置最差
定量显示方式
时钟，速度表
仪表
仪表分类
按认读特征分
模拟显示仪表
数字显示仪表
按显示结构分
指针活动
指针固定
数字式（直读式）
仪表对比
混合
屏幕
仪表评价的指标
信息特征
信息数量
信息质量
操作相关
调节性能
监控性能
外观性能，一般性能
综合性能
劣势
局限性
发展趋势
子主题
仪表布置的分区
最重要的仪表
在视野中心3°范围内，效率最优
一般常用仪表
20°～40°的水平视野范围内
次要的仪表
40°～60°区域
除了不常用和不重要的仪表外
一般不宜设置在80°水平视野之外
所有仪表原则上都应设在人不必转头或转身即可看见的视野范围之内。
仪表位置设计原则
分布依据
以最佳零点方向（视区研究）为排列依据
重要性
使用频率
有意义的空间布局
使用顺序
功能组合
控制器相合性
当信号灯的含义与某种操作反应有联系时，必须考虑信号灯与操纵器的位置关系
一般是将信号灯设置在该操作器上，或在它的上方，
且信号灯的指示方向最好与操纵器的动作方向相一致，做到准确、形象化。
紧急仪表
布置在容易察觉的位置
密度适当，避免相互影响
当操纵控制台上有多种视觉显示器时，信号灯系统应与其他显示系统形成一个整体，避免相互之间的重复和干扰。
强的信号灯必须离亮度较弱的仪表远些，以免干扰仪表的认读； 若必须靠近，则信号灯的亮度与仪表的照明亮度之差不宜过大。
多个信号灯的使用往往会冲淡对主要信号的警觉性， 此时，可按功能分组布置，组与组之间分出明显间隔， 或去掉一部分较为次要的信号灯。
A
处在最佳观察范围，视觉工作效率高。
此区域可布置需经常观察的各类显示仪表和记录仪表。
B
正好处于上肢的正常操作范围内
它一般是仪表台的附带操纵台，可布置启动、制动、调节和信息转换的按钮和旋钮等。
也可布置次常用的显示仪表
C
一般布置次常用的仪表，即操作者可间隔一定时间巡视这些仪表的工作状态。例如，布置反映整修生产过程运行状况的仪表以及反映各主要设备和机器运行状况的仪表。
D
操作者需仰视才能观察
故只适宜布置那些用得极少但又不可缺的仪表，如反映全企业、全厂或全车间生产过程、起生产管理作用的仪表，以及紧急报警装置等。这些仪表中，有的已用电视屏幕来显示。
刻度盘设计要素
选择刻度盘，eg：交通灯vs圆形刻度表
大小
刻度间距，大小
标数和指针
避免指针挡住标数
误读率
1.人的视觉在垂直方向表现不好 2.指针太小，数据相似度高，没有位置上的区分 3和4.指针足够大，数据有方位上的区分，4更明显 5.数据量少，比较集中
信号灯
要求
信号灯是用灯光作为信息传递的载体， 其设计必须符合人的视觉特性， 以保障信息传递的速度和认读质量。
亮度
强光信号比弱光信号易于引起注意
若要吸引操作者的注意，则其亮度至少2倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无光为好
很多红绿灯都会有个灯罩
颜色
通用标准
作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯
红色
提请注意的信号灯
黄色
正常运行的信号灯
绿色
其他信号灯
白色或其他
考虑环境影响
单色设计，颜色作为冗余编码
闪光信号
需要进一步注意，闪光的动态更不容易被感觉适应
为什么要注意
需要立即采取行动
操作不符合要求
危险的，需要警戒的
闪光频率可以用来反映机器工作状态
视野范围
重要的
在视野中央3°范围内
一般信号灯
离视野中心20°以内
相当次要的
可以离开视野中心60°～80°（水平视野）以外。
所有信号灯都应设置在观察者不用转头或躯干的视野范围内。
最佳观察位置
最佳观察角度70～90度
视距50～71cm。
形象化显示
当信号灯很多时，不仅用颜色区别，还可用形象化的形状加以区别
如汽车车尾转向灯，这样更有利于加强视觉通道的传递。
信号灯的形象化，最好能与它们所代表的意义有逻辑上的联系。
如用“→”代表方向， 用“×”表示禁止， 用“！”表示警觉或危险； 用较快的频率表示快速度， 用较慢的频率表示慢速度等
可以具体直观地显示机器的状态，综合运用感知
铁路调度用的大型显示板常用颜色、图形和灯光 表示每条线路开通的状态及列车运行状况等。
应尽量模拟实际情况，比例、位置要准确，速度要相当， 以便更好地提供直接信息，避免在解释信息时造成差错。
还是铁路的案例，速度如果不符合实际，可能会让人误判，造成事故
认读与环境明亮
一般条件下，以亮底暗字为佳
观察者在明处，对象在暗处时，需暗适应，以暗底亮字为佳
信息的背景和环境一致
1953年约翰斯加尔Jonsgard仪表阵
1964年达谢夫斯基Dashevsky仪表阵
记忆
短时记忆
工作记忆
容量小
声音编码，视觉编码，语义编码
容易丧失
时间推移
其他材料干扰
长时记忆
提起速度慢，容易信息失真
感觉
定义
人脑对直接作用于感受器事物的个别属性的反映
是了解外部世界的主要渠道
是一切复杂心理活动的基础和前提
过程
感受器官接收外界环境的刺激，转化为神经冲动
传入神经将其传至大脑皮层感觉中枢
感觉皮层通过处理，产生感觉
特性
适宜刺激是质， 刺激阈痛阈是量， 适应和对比，是关注重点， 余觉是保障时间上连续性，追踪运动 相互作用，是系统，空间层面
适宜刺激
每种感觉器官都有有各自最敏感的刺激形式，称为相应感觉器官的适宜刺激
刺激可以是不同形式的能量也可以是物质
属性
器官， 适宜刺激类型， 刺激起源， 对刺激的识别特征， 识别该刺激的意义
刺激阈，痛阈
先说明有一个范围，然后以刺激从小到大，感觉从无到有的顺序排列
人的感觉器官能感受到的外界信号的强度是有限的
刺激强度较小时，尽管在物理上可以测到感觉器官对刺激的某种反应，然而人却没有感觉到
刺激阈
刺激强度逐渐增加达到某一界限时，人便通过感觉器官获得了感觉。
这种使人从没有获得到获得感觉的刺激强度的界限值，成为“刺激阈”。
是产生刺激的下限
痛阈
当刺激强度达到人不能承受时，刺激不但无效，而且会引起相应感觉器官的损伤
刺激强度的上限称为刺激极限，也称“痛阈”
适应，习惯
在一段时间内有规律的多次，受到同样的刺激，对该刺激的感觉会逐渐减小以至消失
久居兰室而不闻其香
对比
同一感受器接受两种完全不同但同属一类的刺激的作用，是感受性发生变化的现象称为对比
分类
同时对比
同一个灰色图形，在白色背景上看起来显得颜色深一些，在黑色背景上则显得浅一些
继时对比
吃了糖接着吃酸的食品，会觉得更酸
绝对对比
左手放在冷水里，右手放在热水里，过一会将两手放在温水里，则左手感到热，右手感到冷
敏感度
定义
可被察觉的暗区和亮区的最小比值，反应的是二者差异大小； 如果小于这个比值，两跨区域看起来是同质的不容易区分。 用光栅来测量
影响因素
低对比条件下的低空间频率
例如昏暗中不识别形状，低照度下阅读的印刷字体
低对比度条件下的辨别难度
例如灰色仪表盘上阅读黑色标签，录像机上黑色背景下的黑色凸印文字，蓝色背景下的黑字ppt
对比敏感度同样与照度，物体尺寸，视距和眼的适应情况等因素有关。
在理想情况下，视力好的人，其临界对比约为0.01，也就是其对比感度达到100
余觉
刺激取消以后，感觉可以存在一极短时间，这种现象叫余觉。
电影就是利用余觉使不连续的画面让人感觉不到间隔
相互作用
在一定条件下，各种感觉器官对其适应刺激的感受能力都将受到其他刺激的干扰影响而降低
视觉，听觉同时输入，听觉对视觉信息的影响较大，如一个闪光和两个蜂鸣声，人会认为闪了两下
分类
视觉
触觉
以下两个也叫化学感觉
嗅觉
味觉
运动觉
本体觉
温度觉
16-40℃可以适应
听觉
频率
强度
响度
声音强度的心理度量
主要取决于声音强度，也收到声音频率的影响
听觉特征
声音的掩蔽
噪声环境，一个声音成分使人耳对另一个声音成分的感受性降低
时间特性
不能立即对声音做出反应
差别感觉
能引起差别感觉的刺激之间的最小差别
视觉
视觉的感受器系统
晶状体
调节自身形状，保证图像聚焦在视网膜
视觉感受器
接受信息的主要细胞
视锥细胞
感光
色觉
辨认细节
视杆细胞
对弱光反映灵敏，夜视
不能感受颜色
很难精细辨别
颜色
色视野
颜色匹配清晰度
在一个通道加满，另外两个通道为空时，一般比较强
视错觉
由于外界环境改变，如光形色， 或图形各部分相互影响， 或主观情感变化， 视觉中发生了现实中不存在的变化
分类
莱亚错觉

1989年由缪勒一莱尔（F．Muller-lyer）设计，末端加上向外的两条斜线的线段比末端加上向内的两条斜线的线段看起来长一些，其实两条线段等长。
字体补正
艾宾豪斯错觉

看起来左边中间的圆比右边中间的圆大—些，但实际上这两个圆的大小相同。
含糊图像引起的错觉
视觉残留引起的错觉
模拟真实引起的错觉
同时对比引起的错觉

把两个同色的物体分别放在不同对比度的背景色上，会使两个物体呈现出不同的颜色。这种现象被称为「同时对比错觉」。
芒克白错觉

左侧的紫色块看起来比右边的明度要高一些。但是合并之后，两侧的色块其实明度是完全一致的。
色彩的扩散效果取决于轮廓线亮度与对比度的组合。
加斯特罗图形

插画或 Logo 设计中，会遇到标志或字体需切割成不同形状的情况。上图的错觉会在设计对象是弧形时发生。此二元素看着大小不同，但仔细检查一下就会发现，它们完全一样。
康士维错觉

每个菱形都有同样的渐变，但是它们整体看起来越来越暗 (从上而下)。
在马赫带效应的示例中，效果只在接近色块边缘处才出现。但是康士维错觉影响到整个区域。
在康士维错觉中，较亮部分的边缘显得更亮，较暗部分显得更暗。这同一般的「对比效果」是相反的。
水彩错觉

白色区域产生了与边框相同但是淡得多的投影。但，你其实知道那些淡色投影区域实际上是白色的！
庞佐错觉

中间的四边形是矩形，而不是顶边比底边宽的四角形。
厄任斯坦错觉

中间矩形的四条边看起来是弯曲的。
菲克错觉 垂直水平错觉

垂直线段与水平线段等长，但看起来垂直线段比水平线段长。
黑灵错觉 赫林错觉

中间两条线是平行的，但看起来是向外弯的。
冯特错觉

中间两条线是平行的，但看起来是向内弯的。
波根多夫错觉

被两条平行线切断的同一条直线，看上去不在一条直线上。
赫曼栅格

直接盯着任意方块，在周围方块的交叉口会产生幽灵般的斑点。但当你尝试转向那个斑点时，它就会神奇的消失掉。
三角形分割错觉

为了使矩形中的三角形视觉居中，你可能需要通过计算等边三角形腰的中点与对角顶点连线的交点，来找出三角形的质点。质点可以被定位在每条边 1/3 处和对边顶点的连线。
马赫带效应

一个「并不存在」的阴影出现在两个对比色块相接的边缘。
从技术层面解释这个现象成因即是生物学上的「侧抑制」，通俗的说就是暗的一侧显得更暗，亮的一侧显得更亮。
应用
房间狭窄，可以在墙上安放大镜子
身材胖者可以穿竖条衣服，瘦者可以穿横条衣服
军队迷彩服可以迷惑敌人
在界面设计时，必须将被包围在大图元件中间的重要图元适当放大
在界面设计时，关键的图形图标图像必须杜绝隐喻上的二义性
在工业控制，游戏等界面中，用模拟真实的方法实现功能
视区
意义
公交车站牌相对于，开车的人的位置
视野（视场）
定义
头部和眼睛在规定的条件下，人眼可觉察到的水平面与铅垂面内所有的空间范围。
实验
1973年海恩斯（Haines）和吉利兰（Gililand）将信号灯布置在视野的不同区域上，对七名被试者作反应速度实验，其结果绘制成如图所示的折线图。 折线是将相同反应速度的视点连接而成，称等反应时间曲线。
结论
最快的反应区域在视中心上下8°，右45°左10°的范围内，这个区域明显地偏向右方，在此，视中心区域也是视力最好，最清晰，因而认读效率最高的区域。
随着反应速度下降，等反应时间曲线的扩大，上述偏右的现象逐渐减弱，但始终有一定约有偏量，可见仪表布置靠右比靠左有利；
在对角线上，右下角135°方向的视区优于其它三个（45°、135°、315°）方向的视区。
按分辨能力
清晰视野区，视顶角1°
中视野区，视顶角1-40°
外视野区，视顶角40-70°，只有运动物体才可以引起注意
分类
直接视野
头和双眼都静止不动，人眼可观察到的水平和铅锤方形内所有的空间范围
眼动视野
头固定，眼睛可以移动
可分为单眼，双眼眼动视野
观察视野
身体固定，头部和眼睛可以移动
眼动视野+头的偏转角度（躯干，肩部不动）
视觉运动特征
巡视的习惯方向
水平 左>>右
铅垂 上>>下
转圈 顺时针
水平好于垂直
视线水平方向的运动快于铅垂方向，且不易感到疲劳；
对水平方向的尺寸与比例的估测，比对铅垂方向的准确。
眼睛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。所以，一般机器的外形常设计成横向长方形。
对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。
敏感性，观察效率
左上>>右上>>左下>>右下
集中某点
两眼同时注视一处，很难分别看两处。
目光巡视运动是点的, 跳跃的（如袋鼠）而非连续（如蛇行）移动的。
时间和速度
对于运动一目标，只有当角速度大于1～2度/s时，且双眼的焦点同时集中在同一个目标上，才能监别也其运动状态。
人眼看一个目标要得到视觉印象，最短的注视时间为0.07～0.3s，这里与照明的亮度有关。人眼视觉的暂停时间平均需要0.17s。
在视线突然转移的过程中，约有3%的视觉能看清目标，其余97%的视觉都是不真实的，所以在工作时，不应有突然转移的要求，否则会降低视觉的准确性。如需要人的视线突然转动时，也应要求慢一些才能引起视觉注意。 为此，应给出一定标志，如利用箭头或颜色预先引起人的注意，以便把视线转移放慢。或者采用有节奏的结构；
适应
要经过一段时间才能看清楚
亮适应
环境由暗变亮。比暗适应快
同时存在时，先于优于暗适应
暗适应
环境由亮变暗
避免目眩现象，强度变化不能太快，色块对比和明暗变化不应该太强烈
深度知觉
双眼辐合
深度线索：大小，透视，阴影，运动速度
视敏度
视力
辨别物体很小间距的能力
影响因素
照明
对象和背景的亮度对比
年龄，14-20最好，40之后开始下降，60后约为20时的三分之一或四分之一
观察距离
感觉的意义
生存需要：了解外部世界的开端和主要渠道
了解自身状态
了解外部环境
复杂心理活动的基础和前提
获得生理上的快感
知觉
定义
在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况的综合的整体的反应
过程
客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，
经大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性，
各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉
加工持续
自上而下
概念驱动
强调已有知识开始的加工，由知识和记忆来引导
自下而上
数据驱动
对客观事物的信息的加工，加工输入的信息
知觉特性
整体性
格式塔
相似
看起来相似的
相近
某些距离较短或较近的部分容易看成整体
完整闭合
彼此相属的图形，部分容易被看成整体，否则容易被隔离开来
连续
数学上连续性较好的线条
对称
对称的图形
共同命运
整体性实验navon
子主题
一致会加快小字母认知速度
不一致不会影响大字母认知速度
所以认知的顺序由整体到局部
选择性
依据某些特性，将主体和背景相剥离， 对主体给予清晰具体的反映，对其他同时其作用的刺激物给予模糊笼统的反映， 区分出注意重点
依据
差异，对比度
反例：变色龙
边缘清晰度
运动
eg动画电影
大小
反例：阴阳图
主观因素
任务，目的，知识，兴趣，情绪
恒常性
知觉的条件在一定范围内发生变化，但知觉的印象却保持相对不变的特性
阳光下的煤块反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们依然吧粉笔看成白的，把煤块看成黑的。
这一知觉特性使我们能够全面真实稳定的反映客观事物。
分类
大小
5m远和10m远看人一样高
形状
门是长方形的
明度
白衬衣在白天和晚上都是白的
颜色
煤在强光与昏暗中总是黑的
理解性
用以往的知识经验来理解当前的知觉对象的特征
经验最重要
感知
感觉+知觉。包含了，从客观刺激的处理，到综合主观因素后的认知的过程
过程
通过各种感受器官（感受器）接受外部信息（各种刺激）
经过神经中枢进行分析，判断并作出决定，
在下达给运动器官（执行器）
信息显示
视觉显示的要求
正确显示
认读准确，迅速，不易疲劳
视觉显示的信息特征
时间优势
有延迟
不需要紧迫传递
需要引用
空间优势
数量多
复杂，抽象信息，科学术语，图表公式等
图形，范围，距离等空间信息
同时进行显示，监控
听觉显示的信息特征
数量少，长度短，无需延迟
立即响应
较简单
需要快速传递
工作需要频繁走动，声音可以向四周传播，人不必转移头部位置就能接受
强迫性，容易使人集中
具有绕道和穿透烟雾的性能，可以在很多条件下传播
传递的距离较远
刺激性质是语音的
其他通道不适合
视觉，触觉占用
环境不适合视觉（照明不好等）触觉
方式
复杂信息，分两步，先唤醒，在传递
与环境的兼容，不会受到干扰
分类
音响显示
言语显示
触觉
数量少，长度短，无需延迟
较简单
需要快速传递
其他通道不适合
视觉，听觉占用
环境不适合视觉触觉
盲人
信息编码
形状编码
原则
简单易识别，可以提高准确率，记忆性，识别速度
尽量与其使用功能的特点相吻合，如在方向，含义上让人容易识别控制器的功能和用途
手感要好，不会引起人的不舒适，戴手套操作时，也能较好地分辨和使用
形状辨认效率
最好
三角形
其次
圆形，梯形，方形
最差
椭圆，十字形
颜色编码
使用方式
单独使用，表示状态
辅助刻度盘，将刻度盘分区
指导原则
首先要用单色进行设计，然后将颜色作为冗余编码信息提供信息。
例如，交通信号灯的设计首先是采用信号灯的位置或形状编码， 然后将颜色作为冗余编码信息传递交通指令
同时对比是指有些颜色在靠近其他颜色是看起来会有所不同。
例如，绿色靠近红色比靠近中性的灰色显得更深
相关标准
美国波尔顿经实验得到一套颜色码，以红色代表最大的体积，白色代表最小的体积，顺序如下：红、橙、黄、绿、青、兰、紫、黑、白。
我国《GB2893-82安全色》中的规定可作为仪表及信号显示设计中的参考。
缺点
会受外界光色彩的影响
当光照很低时，色彩都趋于灰色；光照过强，则色彩变浅。不易辨认
大约6%的男性对色彩不敏感，这就要求对工作人员进行职业选择
位置编码
定义
在人机操作系统中，利用控制器所处位置的不同而进行的编码方式。
影响
人对文字信息的辨识受到位置编码影响, 位置编码方式与视野范围和注意力分配策略相关;
特征
中心位置的辨识效率优于边缘位置,左侧位置优于右侧位置
数字和字母编码
识别性不如色彩和形状编码明显，但可编码数量很大
不要多余，不要过多
符号设计
原则
简单（信息发源）
含义明确单一，避免误解
简单，易识别
形状上
清楚和粗笔画图形，背景对比
边界对比强烈
封闭图形
简单化
整体化
与其他关系
符合习惯和常用标准
可以借鉴西方成熟经验
初始阶段, 由于人们对符号还不太熟悉, 应与文字同时使用.
一致性
信息渠道和终端
和背景或环境有对比，让人能注意
考虑视觉舒适度
特点 （相对于文字）
不需要一次编码的过程
比文字接受快
不受国界限制
缺点
表达信息的复杂度抽象度有限
行为特征
心理模型
是外部世界的某些因素在人脑中的反映，是一组集成的构思和概念
可以用来解释和描述事物的作用方式，事件发生的过程和人类的行为方式
有助于人们对周围事物的理解，预测行为的结果，并应对突发事件
通常是，不完整的，混乱的，基于不恰当的类比或者不正确的直觉，“有限理性的”
常常用不精确的心理模型进行精确的行为
行为结构
宽而深
围棋
窄而深
学习做菜
宽而浅
逛街买衣服
行为过程
执行+评估
确定意图：为了完成任务，要采取行动，但是完成任务不止一个方案。拿购物来说，可以直接搜索，也可以在分类入口找，还能在自己收藏的店铺里去买。确定一个方案，是采取行动的第二个阶段，
注意分配
任务难度，相似性（越相似越差），练习情况，干扰，数量
速度——准确性互换特征
太快就不能太好
类似的“质量vs数量”“精度vs力度”
技能vs体力
影响体力因素
任务特征
强度，时间，技术，计划，频率
个体因素
性别，年龄，健康
适应能力
训练
精神状态
态度，动机
能量获取
食物，氧气，休息
环境
气压，温度，噪音，污染
技能相关
肌肉收缩时精准调节
各块肌肉之间运动协调
运动的精度
注意力
视觉控制
输出
肌肉
供能物质和代谢物输送都是由血液来完成的
静态施力，收缩的肌肉压迫血管，阻碍血液进入肌肉，缺乏供能物质，代谢物质无法排出
要选择合理的作业节奏，动态作业可以持续较长时间不会疲劳
减少静肌力： 手臂支撑，避免长时间抬手作业； 避免不自然的身体姿势； 经常活动，改变姿势
骨骼
支持，保护，造血，与肌肉配合完成运动
骨杠杆
平衡杠杆
省力杠杆
速度杠杠
支点，力点，重力点
运动
种类
角度
弯曲和伸展
旋转
绕垂直轴的运动
环转
整根骨头绕骨的一个端点，与骨成一定角度的轴旋转，运动轨迹圆锥
时间
方向，距离，要求的精确度，疲劳程度，熟练程度
精度
运动时间
力量
基因，人体尺寸，训练，动机，年龄，性别
耐力
超过一定时间，先快后慢的下降趋势
反应时
定义
从刺激出现开始到做出反应为止所花的时间，也即从信息输入至信息输出所花费的时间
包括
1）从刺激开始至反应开始之间的时间——潜伏期tz
2）从反应开始到反应完成的时间——反应运动时td
分类
简单反应时
单一刺激
析取反应时
对多个刺激中的一个刺激做反应
选择反应时
对多个刺激都做反应
时间上
选择反应时>>析取反应时>>简单反应时；
理由： 析取反应时比简单反应时有一个对刺激的辨认时间， 而选择反应时又比析取反应时多了一个反应的处理时间
举例
跑步运动员
以运动员手离地，作为个体外部反应的开始。反应时就是指发令枪响到运动员手开始离地这段时间。
运动员手离地后所跑完50米所需的时间则不属于反应时，应把它归纳为运动时间。
整个动作完成所需的时间则为反应时与运动时间之和。
影响因素
被刺激者
器官
触觉和听觉短，其次是视觉
训练程度
刺激源
强度
声光电，存在不可减少的最少限，即反应时间不再减少的刺激强度上限值。
清晰度
不确定性
运动
准确性影响因素
人体运动输出质量的重要指标。准确地操作是人机系统正常运行的基本要求； 快速操作只有在准确的前提才有意义。
运动量
距离
旋转角度
速度
平稳的速度变化，人可以控制的范围内
方向
力的大小
熟练度
精力体力储备
动作分析
动作经济原则
操作相关
降低等级
动作用最适宜最低次的身体部位进行动作，手指最低
更省力
手脚并用
减少手的工作负荷，可用脚代替控制性的动作
架子鼓，钢琴，缝纫机
避免突变
连续曲线运动工作效率比方向突变的直线运动效率高
抡锤子
弹道运动
弹道式运动（射线，有起点，终点不限制不控制）优于要限制的运动
环境布置
定点可及
工具物料应放置于固定处
双手可及
工具物料及装置，布置于靠近使用点
工艺顺序
工具物料应按照最佳工作顺序而排列
使用容器
物品，零件应尽量使用容器或器具
非人力因素
重力坠送
尽量利用重力方法坠送零件材料或成品
利用工具
可能时应将两种或以上工具合并为一
动作经济原则主要思想
开源
两手同时进行动作
节流
减少动作数量
缩短动作距离
减少动作强度
目的
减少疲劳
提高效率
动作分析
定义
在程序决定后，研究人在进行各种操作时的身体动作， 以排除多余动作、减轻疲劳、 以寻求省力、省时、安全和最经济的动作。
实质
研究分析人在各种操作时的细微动作， 识别并删除无效动作， 使操作简便有效，提高工作效率
意义
改
研究人体各种动作，寻求省力、省时、安全、经济的动作
删
研究人在进行各种操作的细微动作，删除无效动作，提高工作效率
简化操作方法，减少工作疲劳，降低劳动强度
方法
目视
目测，观察记录各操作单元以寻求改进， 使用操作者工序图和动作经济原则作为分析改进的工具
动素
影像分析
用摄影机或录像机将各种操作进行摄影或录像， 因拍摄速度不同，又分为细微动作分析和慢速 控时动作分析。
动素分析
吉尔布雷斯(Gilbreth)在研究动作的初期阶段， 把以手部为中心的作业(包括眼睛的动作)，细分 为17 (18)个动作，以不同的记号标示，称为“动作要素”，用以动作分解，并逐项分析，以求改进。 后人用 Therblig命名这种分析方法。
基本步骤
仔细观察作业过程，把握作业重点
把整个动作过程分解为几个阶段性动作(作业要素）
按左右手对阶段性动作进行动素分解，把动作描述 和相应的符号记入表格
将分析结果与实际动作进行对照，找出遗漏或错误 的地方进行修改
进行改善，尽量消除消耗性动素，减少辅助性动素，简化常用动作
动素
为了了解人的操作动作和行为， 人们把人的动作分解成为基本的动作元素，成为动素。 即构成活动的最小动作单元
打开啤酒瓶
分类
核心和常用，改善为主； 辅助，越少越好； 消耗，尽可能没有
核心
装配
使两个目的物相结合
改善
自动设备
同时装配数件
动力工具辅助
使用
借器具或设备改变目的物
改善
同装配
拆卸
对两个以上的组合物品，做分解动作
改善
同装配
常用
伸手
空手移动，接近目的物
改善
缩短距离
避免方向多变和突变
工具自己移动过来
时间长短上： 物体固定<物体每次略有变动<一堆混杂物中选取
握取
用手指充分控制物体的过程，如果已充分控制，称为持住
改善
一次多握，或减少次数
物体和工具预先放好
其他工具代替手（但不称为握取）
移物
保持目的物有某一位置移至另一位置，用手或其他工具，过程可能有预定位
改善
合适器具，合适部位
重力？滑送？
减重
减少不必要动作
手眼协调
放手
放下目的物
改善
能否取消此动素
时间上方便快捷，心理上大胆
一次多个
辅助
寻找
为确定目的物位置
改善
特别标示
环境布置
特殊灯光
固定位置
培训，增加经验
（发现）
美国机械工程师学会增加的
已找到的瞬间动作
选择
同类事物中，选取其中一个
改善
过程上结合预定位
多维度信息，如颜色，发光闪烁
持住
手握住，并保持静止
改善
夹具
利用摩擦力或黏着力，磁力
如不能取消，利用手靠，手垫减轻疲劳
检查
将产品和制定的标准作比较
改善
取消或合并
环境布置，灯光亮度
距离合适
预定位
物体定位前，先将物体安置到预位置
改善
能否运送途中预先对正
物体设计没有正反面
type-c
定位
将物体放置于所需要的正确位置为目的而进行的动作，又称对准
前移物，后放手
改善
是否必须
标准放宽
消耗
计划
在操作进行中，为决定下一步骤所做的考虑
改善
简化动作
改善工具，使其简单
培训
休息
不含有用动作，以休息为目的，因疲劳而停止劳动
改善
肌肉运用和动作等级是否合适
环境：温度，湿度，通风，噪声，光线
工作台高度
重物是否用机械装卸
工作时间
迟延
不含有用动作，不可控，不可避免的停顿
机器发生故障，或过冷过热，检验，
等待机器或其他人的工作
故延
不含有用动作，可控，可以避免的停顿
操作者疏忽产生
改善
改善管理，规则，制度，建立一个有工作意愿，有纪律有效率的工作团队
改善工作环境，合适，健康，愉快
改善工作方法，降低劳动强度
目的
效能
找出问题
为减轻作业疲劳，提高工作效率而找出动作存在的问题
提高投入
探讨最适当的动作顺序、方法和人体各部位动作的同时实施
环境搭配
探讨最适合于动作的工夹具和作业范围内的布置
评估效果
比较动作顺序、方法改进前后的情况，预测和确认改善的效果
总结成标准方法
改善动作顺序和方法，制定最适当的标准作业方法
实验本身
用记号和图表一目了然地说明动作顺序和方法
提高能细微分析动作和判断动作好坏的动作意识
动作改善
量
排除
排除浪费
合理布置，减少搬运
排除不必要的作业
取消不必要的外观检查
简化
连接更合理
改变布置，使动作更顺畅
使之更简单
使机器操作更简单，零件标准化，减少材料种类
去除多余动作
结构
重排
改变次序
把检查工程移到前面
改变其他方法
改用别的东西
用台车代替徒手搬运
组合
配合作业
把几个印章合并一起盖
同时进行
一边加工一边检查
合并作业
使用同一种设备的工作，集中在一起
信息输出
人的信息输出
反应循序
中枢信息处理系统之后, 是人的反应系统, 它执行中枢信息系统发出的命令, 产生人的信息处理系统的输出
模型分解
知道事件的状态
知道如何去做
以及去做
输出—控制
形式
按反应器官分类
眼动
言语
手动
足动
信息输出的特性
相容性原则
控制器的运动方向应当与反馈指示器的运动方向以及系统本身的运动方向一致。
评价标准
控制与系统输出（显示）关系与操作者期望一致性的程度。
越高则
反应时间较短，操作更快捷
学习的越快
失误较少
使用者有较高满意度
空间相容性
显示器和控制器间的配置关系 电灯开关
希克定律
反应时间与可供选择的反应的数目和它发生的概率有关,
可供选择的反应的数目越多, 人的反应就越慢,
某一反应发生的概率越低.
反应的选择数目和概率可以用信息理论来测量, 这样就可以建立起反应时间与信息量之间的关系.
如果想缩短反应时，可以减少选择数目，提高刺激信号的清晰度和可辩性
费茨定律
概念
使用指点设备到达一个目标的时间同以下两个因素有关：
1.设备当前位置和目标位置的距离（A）。距离越长，所用时间越长；
2.目标的大小（W）。目标越大，所用时间越短。
该定律可用以下公式表示：t = a + b log2 (2A / W) 其中a，b是经验参数，它们依赖于具体的指点设备的物理特性，以及操作人员和环境等因素
应用目的
提高的是软件可用性中的效率指标，即使得用户能够更快速地完成某个操作或任务。
应用方法
软件界面中的主要指点设备是指鼠标和轨迹球等设备，而目标则是指用户所要操作的对象，比如按钮、菜单等界面上的可视元素。
要想缩短到达目标的时间不外乎两个方面： 或者是缩短到目标的距离【抖音的点赞，windows和office的右键菜单】， 或者是增大目标的大小。【老人机，老人手机主题】
元素布置在边界
增大指示器
应用意义
它能够帮助设计人员对界面上的各种视觉元素的设计进行评估，从而发现一些当用户使用指点输入设备进行操作时的可用性问题。
设计人员还可以根据该定律的要求，通过采取增大目标区域或减小当前位置到目标区域的方法来改善界面在这方面的易操作性，提高用户的操作效率和使用满意度。
准确性原则
决策的复杂优势效应
当用户需要传递的信息量恒定时，作出少量复杂决策的效率要高于作出大量简单的决策
多项浅层目录（每一次决策量大，因为要从多个里选一个）， 比少项多层目录要好
信息量守恒（泰思勒定律）
每一个过程都有其固有的复杂性，存在一个临界点，超过了这个点过程就不能再简化了，你只能将固有的复杂性从一个地方移动到另外一个地方。
控制器
控制器
概念
人和机器之间的纽带，把人的控制意愿转化为机器运作命令的手段
类型
按身体部位分
手动
脚动
声控
按操控功能分
开关类
转换类
调节类
紧急类
按运动方式分
旋转
摆动
按压
滑动
牵拉
常用
按键
转臂
旋钮
控制杆
手轮和摇把
踏板
五种阻力
摩擦力
弹性阻力
粘滞阻力
惯性
有时候并不是要向前走，而是要停下来
磁力
反馈
概念
人在进行控制器操作的时候，需要反馈信息，以评估自己的操作是否达到预期，并以此为基准调整或进一步操作
形式
光反馈
在控制器上装有灯光显示
声反馈
定制声学反馈，如关车门的声音，或连接音响装置
振动反馈
可以反映在控制器上，也可以反映在体觉上（如机动车）
常转化为噪声的形式传递给操作者
操纵阻力
主要因素
过小会使操纵者感觉不到
过大会使控制器动作不灵敏，难以驾驭，也容易使操纵者产生疲劳
选择的原则
核心：安全生产，提高功效
人的因素
手控制器应安排在肘和肩高度之间且容易接触到的位置，并且易于看见
快速而精确度高的操作一般采用手控或指控装置，用力的操作则采用手臂及下肢控制；
防错
紧急制动的控制器要尽量与其他控制器有明显区分，避免混淆；
控制器的类型及方式应尽可能适合人的操作特性，避免操作失误。
控制器的设计原则
控制器编码
目的
说明控制器的位置或状态，提高操作效率，方便确认操作效果
使不同控制器各具特点，便于记忆，寻找和感受信息，提高操作正确性
考虑因素
用户情况
用户所有要求
已在使用的编码方式
工作要求
控制器的功能
任务要求，如速度和精确度
需要编码的数量
工作区域情况
工作区域的照明情况
可以放置的空间
形式
视觉
标识编码
色彩编码
形状编码
大小编码
触觉
形状，尺寸，材质

遥控器
位置
根据控制器在产品面板或控制台上的位置的不同来分辨控制器的。
它们的位置可通过视觉或动觉辨认。
为了减少使用时的搜寻时间，应该使操作者在没有视觉辅助时能准确操纵控制器。
汽车刹车油门离合
基本要求
编码首先应该是可察觉可辨认的， 重要控制器相对于其他控制器应该在编码上应予以突出
为便于理解，编码应具有功能或概念上的兼容和意义
为帮助记忆和减少习惯干扰，尽量采用标准化的编码
控制器信息反馈
显示器
控制器状态
手足等运动器官的运动情况
外部声音，震动等非标准输出
控制运动方向与系统的关系
由于控制器的主要目的是控制系统的变化，因此，应尽量使控制器的操作方向与系统过程的变化方向相一致
效果
使控制器的操作形象化
可使控制器的操作和系统的变化之间产生一定的逻辑关系，有利于操作人员记忆和辨认，提高操作效率。
操作控制系统的安全因素
控制器设计与选择的人机原则
使用者因素
配合四肢，配合作业和系统变化
控应便于使用，易于用力，使用方法简单可靠，最好能符合多用，以省空间和辨认精力
相合性
与功能有逻辑联系，功能相近，相关的控制器组合在一起，并用颜色等加以区分
编码
以位置编码为主，以形状，标记，颜色等为辅助性编码。
联系较多的控制器，以及相应的信号灯应放在对应空间位置上， 并应使控制器在不使用视觉指导下，仍能有较高效率
信息输出的质量指标
反应时间
运动速度
运动准确性
手朝向身体的运动比离开身体的运动速度快。前后往复运动比左右往复运动速度快。
水平
右手较左手运动速度快，右手由左向右运动又比由右向左运动速度快。
垂直
从下往上运动比从下往上运动速度快；
水平好于垂直
水平面内的运动比垂直面内的运动快；
向下按的按钮比向前按的按钮操作准确；水平安装的旋钮比垂直安装的旋钮操作准确。
手操纵旋钮、指轮（鼠标滚轮）、滑块的准确度，以操纵旋钮为最佳，指轮次之、滑块最差。
控制器操作误差
在操纵控制器时， 机器或系统状态正常的情况下， 由于操作人员缺乏训练，思想不集中或控制器设计不符合人际协调关系等原因导致的操作不当， 发生了不符合操作者预期的后果
防止控制器偶发启动
为避免控制器被无意碰撞或牵拉而引起的意外驱动，造成偶然伤人事故，在设计控制器时，应考虑防范措施。
以下五个依次变低
碰不到
加防护罩
手机翻盖，火警警报
不容易碰到
凹槽
我的电脑的开关机键
不易碰到的位置
放的高放的远
运动方向向着最不可能发生意外用力的方向
增大阻力
那种转盘式的水管开关
多步骤
空间
多个条件达成才可以启动
需要两只手才能启动的机床
时间
正确的顺序操作，多环节流程
控制--显示比
计算
控制器的位移量与之相对应的显示器位移量之比
位移量可以是直线距离，旋转角度等来计算
可利用控显比来表示系统的灵敏度
大
控制器位移大，显示器位移小
灵敏度低
小
控制器位移小，显示器位移大
灵敏度高
控制--显示相合性
在许多产品上控制器与显示器是联合在一起使用的，有电源开关可能会有电源指示灯，对于有多个控制器和显示器的复杂系统，需要建立控制器显示器之间的相关关系
空间上
控制器应尽可能地靠近相联系的显示器的正下方或右侧旁（右手操作）， 也可将所有控制器置于所有显示器下方，但两者在排列顺序上要对应一致。
运动方向上
与相应显示器的运动方向，符合人的可惯定势
显示装置与控制装置设计的原则
中心：保证人机双方的信息能够迅速准确地交流，减少加工复杂度，提高工作效率
相合性
方向相合性
形式上的一致
逻辑上功能上的一致
通过位置，颜色，形状等方式，建立显示器与对应控制器之间的相关关系
有意义有秩序的顺序
显示器按显示时间顺序
控制器按功能顺序，如果多种组合方式，按最主要的功能进行排序
使用频率，重要性
使用频率越高，或重要性越高的显示器控制器，应该布局在比较方便注意查看或操作的位置
符合人获取信息和操作的自然高效方式，考虑人体特性
比如对精度有要求，控制器就要选择水平方向布置的
对长期作业有要求，显示器要选择能让颈椎受压力小 的正对人体的方向
区分度，减轻相互影响
显示器和控制器的密度不宜过大，以免相互影响
显示器和控制器彼此提供提示和辅助
如果空间有富余，可以在显示器或控制器上提示关键操作，让系统更加易于学习
符合社会习惯或行业规范
颜色，形状，操控方式如果有成熟的行业规范或社会习惯，应该遵从
比如红绿色的不同寓意
比如电脑的数字键盘最好有一个独立的宫格排列的区域
防错原则
不可撤销的，会带来严重后果的控制器位置放远
紧急制动要方便且符合紧张状态下人的行动规律
差错
置换错误
不同功用的控制器安装在一起，其相互关系不易辨别时，常常操作者本应操作甲控制器却操作了乙控制器而导致差错的发生。
主要原因是不同功用的控制器位置安排不适当或控制器的识别标志不明显
盐和糖
吊车操纵杆
调节错误
调节控制时，调错控制器的位置，致使机器或设备的运行状态发生错误。
如自动走刀机床的进刀深度及速度的控制，通常是：浅进刀，速度大；深进刀，速度小。如果在控制调节错误地把进刀深度与速度控制调节搞反，设备便会损坏，造成事故
逆转错误
操作的方向与实际需要的方向相反，因而产生逆转错误
常见原因
运动方向不合人的操作习惯
控制器的方向与机器的运转方向或与指示器的方向缺逻辑上的联系
控制器本身缺乏醒目的导向标志。
大众浴室的水温调节
无意识的操作错误
控制器本身缺乏复位装置或某种报警信号系统
操纵部件的阻力不够，手感不强，操作时难以感觉出操纵量的大小
控制器的配置量和操纵力超过了人的操作能力，使人难以方便地操作
避免方法
类似预防控制器偶发启动
人对待错误的态度
人对于错误会寻找某种解释，一旦找到了解释，不管是对还是错，都会感到满足
错误地解释自己不能做好该僵尸群，结果陷入一种无助的状态，习得性无助
手产品的设计原则
有效实现预定的功能
手的抓握姿势
接触式
精确抓握
力抓握
生理
避免单个手指重复动作
减少手部掌心局部的组织压力（加大接触面），将压力作用于不敏感区（如虎口）
不然会影响血液循环，造成局部缺血
保持手腕处于自然直线状态
作业姿势不能引起过度疲劳，符合手和臂的施力特性；
个性
适当考虑性别（力量，尺寸），惯用手，训练程度和身体素质等差异
共性
大小，形状，表面状况与人手的尺寸和解刨条件相适应
“控制”与“用力”尽可能分离。