人機(jī)工程學(xué)-視覺

1、人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)Man-Machine EngineeringMan-Machine Engineering 綜述綜述 眼的構(gòu)造眼的構(gòu)造 眼睛是個(gè)球體，直徑約為25毫米。眼睛的前面部分是透明的。圓屋頂形狀的結(jié)構(gòu)稱作角膜。虹膜的顏色是我們的“眼睛的顏色”。瞳孔，眼睛的“黑色部分”，在虹膜的中心。瞳孔根據(jù)光線強(qiáng)弱來改變大小。黑暗的時(shí)候，瞳孔就擴(kuò)大讓更多的光線進(jìn)入。明亮的時(shí)候，瞳孔就縮小以減少進(jìn)入眼睛的光線。我們將這個(gè)過程稱為適應(yīng)。 光線落在黃斑上就能產(chǎn)生清晰的圖像。中央凹在黃斑中心，里面充滿高密度的視椎細(xì)胞，它提供最清晰的細(xì)節(jié)。當(dāng)我們看東西的時(shí)候，我們轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛使我們感興趣區(qū)域的光線落在中央凹上

2、。綜述綜述 為了能夠聚焦于視網(wǎng)膜并清晰地成像，光線在經(jīng)過眼睛時(shí)必須彎曲。我們把這個(gè)過程稱為折射。大部分的折射發(fā)生在光線經(jīng)過角膜的時(shí)候。晶狀體形狀的細(xì)微調(diào)節(jié)（適應(yīng)性調(diào)節(jié)）就能使光線彎曲從而保證我們看到清晰的像。通常，當(dāng)平行光聚焦于視網(wǎng)膜表面的一點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)清晰的視覺。這使我們不用通過適應(yīng)性調(diào)節(jié)就能看清遠(yuǎn)處的物體。眼睛的這種正常狀態(tài)叫做正常眼。適應(yīng)(accommodation) 適應(yīng)使我們能夠觀察近處的物體（如閱讀時(shí)）并在遠(yuǎn)近物體之間進(jìn)行焦點(diǎn)切換。我們的眼睛必須適應(yīng)不同視距的物體。睫狀肌改變晶狀體的形狀使進(jìn)入眼睛的光線彎曲，從而使光線聚焦于視網(wǎng)膜，確保我們能夠看得清晰。當(dāng)光線聚焦于視網(wǎng)膜太前面或太后

3、面，都會(huì)出現(xiàn)視覺模糊。大腦對(duì)視覺模糊作出反應(yīng)，發(fā)信號(hào)給睫狀肌讓它改變晶狀體的形狀，使得物體置于更清晰的焦點(diǎn)上。 調(diào)節(jié)（adaptation） 在視覺適應(yīng)過程中，視覺系統(tǒng)調(diào)節(jié)不同強(qiáng)度的光線。光線弱時(shí)，我們的瞳孔就放大讓更多的光線進(jìn)入我們的眼睛。當(dāng)光線強(qiáng)度增加時(shí)，瞳孔就收縮以減少進(jìn)入眼睛的光線。暗適應(yīng)所花的時(shí)間比明適應(yīng)要長。當(dāng)進(jìn)入黑暗的電影院時(shí)，你需要花相對(duì)長的時(shí)間找到你的位置。而當(dāng)你走出電影院時(shí)，只需花幾秒鐘你就能讓你的眼睛適應(yīng)日光。 1 1歲兒童歲兒童：分辨出簡單的形狀。 通過抓握、觸碰和放置練習(xí)手-眼協(xié)調(diào)和眼睛-身體運(yùn)動(dòng)。 2-42-4歲之間歲之間，角膜厚度成熟。 通過畫畫和看圖練習(xí)手眼協(xié)調(diào)

4、。 模仿。 匹配顏色和形狀。 將名稱和物體聯(lián)系起來。 3 3歲左右歲左右，視網(wǎng)膜成熟。 通過視覺記憶完成拼圖并可以畫簡單圖形。 描述視覺和視覺問題綜述綜述視敏度看細(xì)節(jié)近距視覺看近處的物體遠(yuǎn)距視覺看遠(yuǎn)處的物體，如黑板雙目協(xié)調(diào)雙眼看眼手協(xié)調(diào)同時(shí)使用手和眼睛眼動(dòng)協(xié)調(diào)同時(shí)移動(dòng)雙眼以使它們能快速而精確地工作，如閱讀聚焦或適應(yīng)性調(diào)節(jié)在不同距離保持清晰的視覺周邊視覺“看到”視覺中心區(qū)域外的物體顏色視覺區(qū)分顏色 屈光不正屈光不正 屈光不正是由通過晶狀體的光線發(fā)生錯(cuò)誤的彎曲引起屈光不正是由通過晶狀體的光線發(fā)生錯(cuò)誤的彎曲引起的。屈光不正最普遍的形式是近視、遠(yuǎn)視和散光。屈的。屈光不正最普遍的形式是近視、遠(yuǎn)視和散光。

5、屈光不正在人群中是普遍的。然而，工業(yè)化國家比欠發(fā)光不正在人群中是普遍的。然而，工業(yè)化國家比欠發(fā)達(dá)國家有更多的近視（和較少的遠(yuǎn)視）。達(dá)國家有更多的近視（和較少的遠(yuǎn)視）。 遠(yuǎn)視：遠(yuǎn)視是看遠(yuǎn)處的物體是清晰的，而看近處的物遠(yuǎn)視：遠(yuǎn)視是看遠(yuǎn)處的物體是清晰的，而看近處的物體是模糊的。當(dāng)光線通過松弛的晶狀體沒有足夠快地體是模糊的。當(dāng)光線通過松弛的晶狀體沒有足夠快地聚焦時(shí)就引起了遠(yuǎn)視。此時(shí)，光線不是聚焦于視網(wǎng)膜聚焦時(shí)就引起了遠(yuǎn)視。此時(shí)，光線不是聚焦于視網(wǎng)膜（清晰視覺所必須的），而是在視網(wǎng)膜后聚焦。雖然（清晰視覺所必須的），而是在視網(wǎng)膜后聚焦。雖然研究不盡一致，但是大約研究不盡一致，但是大約20%-40%的學(xué)齡

6、前兒童和的學(xué)齡前兒童和7%-15%的青少年患有遠(yuǎn)視。的青少年患有遠(yuǎn)視。 近視：近視是看近處的物體是清晰的，而看遠(yuǎn)處的物近視：近視是看近處的物體是清晰的，而看遠(yuǎn)處的物體是模糊的。當(dāng)光線通過松弛的晶狀體過快聚焦時(shí)就體是模糊的。當(dāng)光線通過松弛的晶狀體過快聚焦時(shí)就引起了近視，這時(shí)光線在視網(wǎng)膜前聚焦。引起了近視，這時(shí)光線在視網(wǎng)膜前聚焦。綜述綜述 綜述綜述(a)遠(yuǎn)視在視網(wǎng)膜后成像用凸透鏡矯正(b)近視在視網(wǎng)膜前成像用凹透鏡矯正(c)散光成像沒有單一焦點(diǎn)用柱狀透鏡矯正顏色和視覺工效學(xué) 人們能夠區(qū)分?jǐn)[在一起的不同的一千多種顏色。顏色是傳遞信息的有效方法：比如，紅色通常意味著危險(xiǎn) 。然而太多顏色可能產(chǎn)生“圣誕樹

7、”效應(yīng)，使得人們難以決定哪個(gè)信息是緊要的。這個(gè)對(duì)于兒童來說尤其重要，因?yàn)樗麄內(nèi)狈μ幚韽?fù)雜信息的培訓(xùn)和能力。彩色信息比內(nèi)容更能吸引兒童的注意力。 綜述綜述使用顏色向兒童傳遞信息1.避免在同一頁使用過多顏色。如果一種顏色傳遞一種特定信息，那么要保持一貫性。確保在運(yùn)用中一種顏色表示同樣的意思。使用顏色向有視覺缺陷的兒童傳遞信息1.避免僅依靠顏色來形成對(duì)比。2.有些顏色如灰色和黃色形成對(duì)比，但是過度不好?？紤]改變顏色的亮度。3.每當(dāng)重要信息呈現(xiàn)時(shí)確保出現(xiàn)在同一個(gè)位置。用冗余的編碼形式來傳遞重要信息。 比如，對(duì)行人的“禁止通行”標(biāo)志在上面，用紅色字體，并且經(jīng)常畫一個(gè)站著不動(dòng)的人。 近距離工作和近視 研究

8、結(jié)果表明長時(shí)間的近距離工作會(huì)導(dǎo)致近視。另外，動(dòng)物研究也表明連續(xù)的近距視覺，尤其是在年幼的時(shí)候，容易引發(fā)近視。疲勞問題疲勞問題 從戶外瀏覽活動(dòng)到緊張的近距離視覺活從戶外瀏覽活動(dòng)到緊張的近距離視覺活動(dòng)的歷史性轉(zhuǎn)換中，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)視覺活動(dòng)動(dòng)的歷史性轉(zhuǎn)換中，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)視覺活動(dòng)減少，靜態(tài)視覺活動(dòng)增加。減少，靜態(tài)視覺活動(dòng)增加。 長時(shí)間的靜態(tài)視覺活動(dòng)可導(dǎo)致動(dòng)眼系統(tǒng)長時(shí)間的靜態(tài)視覺活動(dòng)可導(dǎo)致動(dòng)眼系統(tǒng)的肌肉疲勞并產(chǎn)生短期疼痛。的肌肉疲勞并產(chǎn)生短期疼痛。 動(dòng)眼系統(tǒng)長期的靜態(tài)動(dòng)眼系統(tǒng)長期的靜態(tài)“工作工作”也可能導(dǎo)也可能導(dǎo)致視覺功能的損傷致視覺功能的損傷綜述綜述疲勞問題的征兆疲勞問題的征兆眼睛疲勞眼睛疲勞感覺文本在抖動(dòng)感覺

9、文本在抖動(dòng)感覺字母在跳動(dòng)感覺字母在跳動(dòng)眼窩疼痛眼窩疼痛流淚眼干流淚眼干頭疼脖子疼頭疼脖子疼惡心頭暈?zāi)垦盒念^暈?zāi)垦Ｗ⒁饬﹄y以集中注意力難以集中間歇性模糊或雙重視覺或二者皆有間歇性模糊或雙重視覺或二者皆有綜述綜述 閱讀問題閱讀問題 閱讀是兒童獨(dú)立道路上關(guān)鍵性的里程碑。大多數(shù)的閱讀是兒童獨(dú)立道路上關(guān)鍵性的里程碑。大多數(shù)的電腦和視頻游戲需要閱讀。即使在一年級(jí)，學(xué)生電腦和視頻游戲需要閱讀。即使在一年級(jí)，學(xué)生需要通過閱讀來理解書面說明并做家庭作業(yè)。需要通過閱讀來理解書面說明并做家庭作業(yè)。 有閱讀疲勞問題的兒童有閱讀疲勞問題的兒童能在短時(shí)間內(nèi)良好地閱讀，能在短時(shí)間內(nèi)良好地閱讀，所以老師們可能不能正確地識(shí)別

10、這個(gè)問題。所以老師們可能不能正確地識(shí)別這個(gè)問題。相反，相反，他們可能給這些孩子貼上缺乏動(dòng)機(jī)的標(biāo)簽或者認(rèn)他們可能給這些孩子貼上缺乏動(dòng)機(jī)的標(biāo)簽或者認(rèn)為他們有行為問題。盡管語音困難導(dǎo)致閱讀技術(shù)為他們有行為問題。盡管語音困難導(dǎo)致閱讀技術(shù)問題，但是視覺或眼睛的因素可能在疲勞問題上問題，但是視覺或眼睛的因素可能在疲勞問題上居首要地位。所以幫助他們閱讀需要對(duì)其視覺和居首要地位。所以幫助他們閱讀需要對(duì)其視覺和語音知覺進(jìn)行評(píng)估和治療。語音知覺進(jìn)行評(píng)估和治療。綜述綜述 綜述綜述一個(gè)孩子如何會(huì)顯示視覺疲勞揉擦眼睛斜視過度眨眼將頭扭到后面或旁邊湊近屏幕當(dāng)在電腦上工作時(shí)易煩躁改善屏幕質(zhì)量的建議 綜述綜述改善清晰度1.字

11、體大小2.明亮度3.對(duì)比度4.分辨率5.穩(wěn)定性6.顏色和極性a7.觀看距離和角度屏幕清潔度8.眩光改善亮度對(duì)比 1.確保兒童知道如何并能夠很容易地調(diào)節(jié)電腦屏幕的亮度和對(duì)比度。2.使用兒童和成人能共同使用的以圖片為基礎(chǔ)的教程。這些教程應(yīng)該解釋如何和何時(shí)調(diào)節(jié)亮度和對(duì)比度。3.深色字體加淺色背景（和打印稿相似）比淺色字體加深色背景更好。 顯示器位置顯示器位置 不恰當(dāng)?shù)娘@示器位置會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞，很多顯不恰當(dāng)?shù)娘@示器位置會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞，很多顯示器的位置示器的位置較高且離眼睛太近較高且離眼睛太近與視覺系與視覺系統(tǒng)的功能不相適應(yīng)。統(tǒng)的功能不相適應(yīng)。視距視距 ： 會(huì)聚的壓力導(dǎo)致眼睛在看近處的顯示器時(shí)比看會(huì)聚的

12、壓力導(dǎo)致眼睛在看近處的顯示器時(shí)比看遠(yuǎn)處要更費(fèi)力。遠(yuǎn)處要更費(fèi)力。 你可以通過以下方法證實(shí)這點(diǎn)：把你的手手臂你可以通過以下方法證實(shí)這點(diǎn)：把你的手手臂朝正前方伸直，并豎起你的手指，讓手指漸漸地朝正前方伸直，并豎起你的手指，讓手指漸漸地靠近你的鼻子，并且你的眼睛要跟隨手指的移動(dòng)?？拷愕谋亲?，并且你的眼睛要跟隨手指的移動(dòng)。感覺一下，是否手指離眼睛越近，眼睛所感受到感覺一下，是否手指離眼睛越近，眼睛所感受到的壓力就越大？視距越近，眼睛越要集中或向內(nèi)的壓力就越大？視距越近，眼睛越要集中或向內(nèi)轉(zhuǎn)。視距越近越容易導(dǎo)致眼睛疲勞。轉(zhuǎn)。視距越近越容易導(dǎo)致眼睛疲勞。綜述綜述 作為一項(xiàng)慣例，作為一項(xiàng)慣例，視距永遠(yuǎn)不應(yīng)該

13、小于視距永遠(yuǎn)不應(yīng)該小于65厘厘米（米（25英寸）英寸）。如果字體高度限制了視距，。如果字體高度限制了視距，使視距小于使視距小于65厘米，那么就要增加縮放級(jí)別厘米，那么就要增加縮放級(jí)別以便讓孩子能清楚地看到屏幕。永遠(yuǎn)不要在以便讓孩子能清楚地看到屏幕。永遠(yuǎn)不要在孩子能夠輕松地看到屏幕上的文字的情況下孩子能夠輕松地看到屏幕上的文字的情況下阻止遠(yuǎn)的視距。阻止遠(yuǎn)的視距。 文字類型也起到了一定的作用。小而窄文字類型也起到了一定的作用。小而窄的字體比大而寬的字體更難讀。小的字體要的字體比大而寬的字體更難讀。小的字體要么讓使用者將屏幕移近，要么自己靠近屏幕。么讓使用者將屏幕移近，要么自己靠近屏幕。兒童、照料者

14、和制造者應(yīng)該使用寬的、大的兒童、照料者和制造者應(yīng)該使用寬的、大的字體和圖像，以便視距能夠遠(yuǎn)些。字體和圖像，以便視距能夠遠(yuǎn)些。綜述綜述 綜述綜述父母老師1. 只要屏幕中間低于眼睛，不管屏幕傾斜度如何，都將屏幕從垂直到向后傾斜1。顯示器上端不應(yīng)該比下端靠近眼睛。（如果你需要一個(gè)卷尺，就足夠近了）。2. 對(duì)于文字工作，桌子表面向上傾斜大約20（如果沒有傾斜的書桌那么使用傾斜板）。3. 教孩子一些適當(dāng)?shù)淖撕涂吹淖藙?shì)。包括合適的看的距離，注視，字體，以及如何認(rèn)識(shí)到讓他們不舒服的可能原因。4. 鼓勵(lì)兒童經(jīng)常休息。在休息時(shí)，為他們提供特別的活動(dòng)，尤其是當(dāng)兒童沉浸在電腦游戲中時(shí)。5. 使電腦屏幕上方低于眼睛

15、至少15。如果這個(gè)不可能，那么確保不要讓孩子向后彎著脖子。6. 如果不止一個(gè)兒童使用這個(gè)電腦，那么要確保座位、電腦屏幕，或者兩者的高度調(diào)節(jié)得很好。教孩子如何做適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。 綜述綜述制造商1. 確保電腦屏幕能夠傾斜35。2. 使平板符合VESA標(biāo)準(zhǔn)。 讓基座可移動(dòng)或基座底部能夠到工作面并且向后傾斜。3. 在傾斜顯示器的時(shí)候避免天花板上的強(qiáng)光，并為此提供指導(dǎo)。a. 間接照明b. 正極性屏幕（深色字，淺色背景）c. 補(bǔ)充工作照明（減少正上方照明的需要） 綜述綜述使用電腦的兒童1.將電腦屏幕置于離眼睛至少65厘米處（25英寸） 只要屏幕是清晰的，那么越遠(yuǎn)越好。有必要的話 增加縮放級(jí)別。2.經(jīng)常間歇休息

16、3. 以間歇性看遠(yuǎn)處的方式進(jìn)行短暫的視覺休息4. 調(diào)節(jié)屏幕亮度以便讓眼睛舒服；如果一天內(nèi)光線發(fā)生改變，重新調(diào)節(jié)屏幕亮度視覺姿勢(shì)的前提 當(dāng)設(shè)計(jì)物理環(huán)境時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮到兒童的視覺。對(duì)于視覺正常的兒童和成人來說，視覺是主要的信息來源。 不同年齡的人們?cè)诳次矬w時(shí)，都會(huì)選擇使他們能夠看到他們想看到的東西的姿勢(shì)。兒童會(huì)選擇使他們能夠看得見的姿勢(shì)，通常是不舒服的姿勢(shì)，駝著背，伸長脖子，而且持續(xù)很長時(shí)間，盡管不舒服。這種姿勢(shì)會(huì)成為習(xí)慣并且影響生長模式。當(dāng)兒童能夠輕松地看的時(shí)候，效率提高，身體得到了支撐，眼睛也不會(huì)覺得累。我們的任務(wù)如何影響我們的坐姿和看的姿勢(shì) 綜述綜述坐姿自適應(yīng)姿勢(shì)姿勢(shì)問題寫字時(shí)向前傾脖子

17、極度彎曲，面部幾乎與桌面平行頸部和上背部的緊張和疲勞筆直坐著以便能看到高的顯示器頸部的拉伸增長和高度的凝視脖子、肩和背部緊張斜靠著以便能看到高的顯示器臀部向前滑到座位的前面。頭向后傾以便看到屏幕沒有腰部支撐?？赡鼙巢繒?huì)疼斜面桌 視覺系統(tǒng)在傾斜的世界里起作用，并且看上端向外傾斜的電腦屏幕更加舒服。桌子也是如此。 成人在傾斜20的桌子上坐得更直，而且減少脖子的彎曲程度。我們希望斜面桌的結(jié)論和原理同樣適用于兒童。當(dāng)雙眼到任務(wù)的距離大約一樣的時(shí)候，雙眼視覺更好。當(dāng)任務(wù)離雙眼更近并且使兒童在一個(gè)合適的工作環(huán)境時(shí)，精細(xì)動(dòng)作協(xié)調(diào)能力會(huì)得到改善。最終，兒童會(huì)更偏好斜面桌。視覺和照明 大多數(shù)兒童能夠接受較差的照

18、明環(huán)境，只要他們能看見自己在做什么。他們可能不知道如何改善他們所處的環(huán)境，甚至不知道他們所處的環(huán)境是可以改善的。因?yàn)樗麄儽瘸扇烁俦г梗芏嗾樟险吆屠蠋熣J(rèn)為光線對(duì)兒童來說不是一個(gè)問題。然而，使成人視覺疲勞的照明條件同樣會(huì)使兒童的視覺感到疲勞。 當(dāng)兒童的視覺開始發(fā)展的時(shí)候，為了滿足視覺需要，合適的照明條件對(duì)兒童來說更為關(guān)鍵。照明可以從正面或負(fù)面影響兒童視覺的發(fā)展。多少光線是合適的？多并不總是好的；不同的任務(wù)要求不同的光線水平。由于我們不清楚兒童在照明方面的偏好，因此大多數(shù)設(shè)計(jì)者認(rèn)為適用于成人的同樣也適用于兒童。建議1. 減少“近處視覺”影響的最好方法是讓物體“不那么近”、盡量讓顯示器離孩子的眼睛65厘米，或者在能看清的情況下盡可能的遠(yuǎn)。 a.調(diào)節(jié)字體來增加文本的大小。b.在遠(yuǎn)處看時(shí)，使用放大功能和自動(dòng)換行功能來方便閱讀。c.在遠(yuǎn)處看時(shí)，使用大的顯示器。2. 降低電腦