人因工程學(xué)(上)_-聽覺特性及聽覺顯示器設(shè)計_課件

1、人因工程學(xué)北京理工大學(xué)第五章 聽覺特性及聽覺顯示器設(shè)計聽覺的形成聽覺特性聽覺顯示器設(shè)計聽覺的形成聽覺聽覺的形成在一家小型制造公司里，一名工人正在因為工作場所里的噪音變得越來越沮喪，而且這是一項無趣且壓力很大的工作。這些噪音還讓她每天回家后都會感覺到耳鳴和頭疼。她的心情變得越來越沮喪，尤其是有一天，她差點漏聽了設(shè)備的警報聲，險些釀成事故。當(dāng)她的丈夫問她為什么不戴上耳塞以屏蔽噪音時，她回答說：“那東西戴著不舒服。而且戴上后我就更難聽到警報聲了，和相鄰機(jī)器的操作員談話也會很困難，可談話是我在工作中僅有的樂趣之一?！睅滋旌?，職業(yè)安全和健康委員會（OSHA）來到這家工廠，對她提出的訴求進(jìn)行評估之后，這些

2、問題終于得到了解決。聽覺的形成三種聲音噪音-不喜歡的，不愉快的樂音-用于警報語音-用于交流聽覺的形成聽覺的形成聽覺系統(tǒng)主要包括耳、傳導(dǎo)神經(jīng)與大腦皮層聽區(qū)等三個部分。聽覺器官可分為外耳、中耳、內(nèi)耳三部分耳朵感受的物理刺激-聲音振動。三個要素： 波長、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（接受聲波和位覺刺激）外耳中耳內(nèi)耳聽覺的形成聽覺的形成 將空氣中的聲波轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動 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。 將液體波動轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動 耳蝸內(nèi)淋巴液的波動引起基底膜的振動，這種振動在毛細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生神經(jīng)沖動，經(jīng)傳入神經(jīng)傳至大腦聽覺中樞，產(chǎn)生聽

3、覺。 將機(jī)械振動轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w振動鼓膜的振動推動中耳內(nèi)起杠桿作用的聽骨鏈，經(jīng)放大后通過卵圓窗進(jìn)入內(nèi)耳，引起耳蝸內(nèi)淋巴液的波動。聽覺的形成聲音的種類 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、語言和噪聲。 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。 噪聲具有相對性既具有物理含義，又具社會意義。人因工程學(xué)北京理工大學(xué)聽覺顯示器的設(shè)計在某些類型的環(huán)境中，聽覺顯示器優(yōu)于視覺顯示器：聽覺顯示器 當(dāng)信號源本身就是一個聲音時。 當(dāng)信息簡短時。 當(dāng)信息以后不會再被提及時。 當(dāng)信息處理的是及時性事件時。 當(dāng)警告已經(jīng)發(fā)出，或者信息要求立即行動時。 當(dāng)出

4、現(xiàn)某些類型的持續(xù)改變的信息時，如飛機(jī)、無線電，或者航線信息。 當(dāng)視覺系統(tǒng)已經(jīng)超負(fù)荷時。 當(dāng)言語通道已經(jīng)完全被占用時. 當(dāng)照明條件有限時 當(dāng)信息接受者從一個地方移動到另外一個地方時 當(dāng)要求口頭反饋時聽覺顯示器的設(shè)計聽覺顯示接收時人的功能探測（確定是否出現(xiàn)了既定的信號，如警告信號）相對分辨（在兩個或者多個相近信號之間做出區(qū)分）定位（確定信號來源的方向）絕對識別（當(dāng)只有一個信號出現(xiàn)時，鑒別出它屬于哪一類別的一個特定信號）聽覺顯示器的設(shè)計定位研究舉例：Caelli和Porter（1980）提供了一個聲音定位研究的實踐操作的例子，即確定救護(hù)車警報器的方向。實驗對象坐在一輛100米外的車內(nèi)聽一個2秒鐘的警

5、笛聲（在救護(hù)車的位置處聲級是120dBA）。他們被要求估計它的方向和距離。實驗對象傾向于過多估計了警笛的距離。也就是說，實驗對象認(rèn)為的距離比實際的要遠(yuǎn)。這在現(xiàn)實生活中是一個危險的錯誤。就定位而言，實驗對象經(jīng)常偏離方向180。三分之一的測試判斷了完全相反的方向。當(dāng)警笛在駕駛員后面的時候，判斷得就更差了。有二分之一至三分之二的時候，實驗對象認(rèn)為警笛在他們前面！當(dāng)駕駛員一側(cè)的窗戶搖下來的時候，窗戶一側(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，即使是聲音來自于乘客的一側(cè)也是這樣。這會給實驗對象錯誤的定位線索，從而造成較差的定位效果。聽覺顯示器的設(shè)計聽覺顯示器的設(shè)計原則相容性相似性可分離節(jié)制不變動

6、如果可能的話，信號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，尖嘯信號與緊急相關(guān)聯(lián)。當(dāng)展示復(fù)合信息時，應(yīng)該考慮二階段信號。信號階段要包括：（1） 要注意的信號為了吸引注意力和鑒別信息。（2） 分配信號：跟據(jù)要注意的信號，在第一個信號所指出的總體范疇內(nèi)分配準(zhǔn)確信息。聽覺信號應(yīng)該很容易與其他正在進(jìn)行的無線輸入相區(qū)分（無論是有意義的輸入還是噪音。給操作人員的輸入信號不應(yīng)該提供多余的信息。同樣的信號應(yīng)該一直傳遞同樣的信息。鈴聲汽笛報警器急警器聽覺顯示器的設(shè)計蜂鳴器電話展示原則0203建立與周圍環(huán)境噪音級相對應(yīng)的強(qiáng)度應(yīng)該設(shè)置強(qiáng)度級數(shù)，使其不被周圍環(huán)境的噪音級數(shù)所遮蓋。避免極端的聽覺維度，例如，高強(qiáng)度 01信號會引起驚嚇反應(yīng)，實際上會擾亂成效不要讓聽力頻道超負(fù)荷在每一種情況下，應(yīng)該只使用幾種信號。過多的信號會造成困擾，使接