面板設(shè)計(jì)上課講義

面板設(shè)計(jì)與產(chǎn)品間進(jìn)行信息交流的人/機(jī)交互面的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是技術(shù)與藝術(shù)的良好結(jié)合。產(chǎn)品的技術(shù)要求，顯示裝置的人機(jī)工程學(xué)因素，以及顯示裝置與產(chǎn)品其他視覺因素間的關(guān)系都是相互作用的。產(chǎn)品的顯示器提供了產(chǎn)品即時(shí)狀態(tài)的信息，以便操作者恰當(dāng)控制；控制元件則使操作者能夠影響產(chǎn)品的動(dòng)作；產(chǎn)品上的標(biāo)志則應(yīng)能夠可靠標(biāo)明和區(qū)分這些控制和顯示元件，并提供其他形式的輔助信息。此外，產(chǎn)品上的其他圖形形式，如鑲邊，嵌線和色彩對比區(qū)域也被用以強(qiáng)化人/機(jī)交互面。使更易于識(shí)別特定的控制和顯示功能，更有利于操作的進(jìn)行。產(chǎn)品整機(jī)的面板是整機(jī)外觀的重要組成部分。面板上，一般由操縱元件、指示元件、記錄元件等功能元件以及產(chǎn)品型號(hào)及名稱、生產(chǎn)廠名和標(biāo)記所組成。這些組成部分，反映了儀器的功能，同時(shí)也決定了面板的內(nèi)容。而內(nèi)容的安排，往往又受整體體積、結(jié)構(gòu)、使用、維修或其他因素的限制，它在面板上的布局是否合理，元器件的配位是否協(xié)調(diào)，色彩的運(yùn)用是否相宜，工藝選擇是否得當(dāng)，又將取決于面板設(shè)計(jì)的形式。如何使內(nèi)容與形式得到和諧與統(tǒng)一，這將是面板設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。1．人體視覺習(xí)慣與分布的關(guān)系從人的視覺習(xí)慣來看，人的視覺在視野范圍內(nèi)的注意力是不均衡的，在觀測物體的具體形狀時(shí)，物體的上部比下部、左側(cè)比右側(cè)更易吸引視覺注意力。如果把視覺注意力假設(shè)為“100”，根據(jù)心理學(xué)家的研究，其視覺注意力的分布情況如下：

顯然，空間和物體的左上部分和中間偏上部分最易引起視覺的優(yōu)選。這與中國的心理學(xué)研究的關(guān)于漢字結(jié)構(gòu)影響漢字的認(rèn)知和識(shí)別的測試結(jié)果，是完全一致的。如果漢字左上部分模糊，被測試的人不易辨認(rèn)；而遮擋住右下部分，被測試人往往容易識(shí)認(rèn)出該字的原形。在銘牌設(shè)計(jì)中，視覺優(yōu)選的這種現(xiàn)象，應(yīng)該認(rèn)真考慮。

2．視場與布局的關(guān)系視場是指當(dāng)雙眼注視一點(diǎn)時(shí)所能看到的范圍。它與目的物的距離成正比。正常人的兩眼視角范圍在水平方向約為140o，在垂直方向約為120o，而且視平線以下的角度大于視平線以上，如圖所示。由于人的視場水平方向大于垂直方向，且眼睛的水平運(yùn)動(dòng)比垂直運(yùn)動(dòng)敏捷，人體頭部的橫向轉(zhuǎn)動(dòng)又比上下移動(dòng)靈活。為此，一般的面板均設(shè)計(jì)成橫向矩形的為好。同樣，對元器件的排列盡量應(yīng)在水平方向上排列，特別是某些具有顯示圖形或讀數(shù)的儀器，不僅應(yīng)把功能指示的元器件安排在顯著的位置，而且應(yīng)將兩個(gè)以上的陳示元件設(shè)置在同一水平位置上，以給操作者提供平視的閱讀條件。

圖中的2個(gè)陳示元件，分別處于3個(gè)不同的高度，使視線難以顧及，這對監(jiān)視與閱讀顯然是不利的。這種排列不僅影響辨認(rèn)的速度，產(chǎn)生人為的閱讀誤差，同時(shí)也造成操作者的疲勞感，影響工作效率。二、元器件對面板布局的影響1．元器件外形的選擇面板上所安裝的元器件，就其外觀而言，對面板的組合形式有著一定的影響。目前通用器件的品種較多，形體與色別各異。例如開關(guān)有撥動(dòng)式、按制式、觸動(dòng)式、琴鍵式；指示燈有圓形、矩形、方形；電位器有圓弧運(yùn)動(dòng)式、直線運(yùn)動(dòng)式等。這些元器件的組合是儀器面板上構(gòu)成外觀的具體內(nèi)容，同時(shí)對裝飾也具有相當(dāng)?shù)淖饔?。要在滿足功能和質(zhì)量要求的前提下，在品種繁多的元器中，應(yīng)盡量選擇色調(diào)和諧，大小、形狀與整機(jī)的體積、造型相匹配的器件。。如圖中所示的器件，基本上選用了與機(jī)箱外形相似的矩形元件，這樣就顯得更有整體感2．元器件操作方式的選擇元器件的品種繁多不僅反映在外形上，在操作的方式上也不盡相同。在同一臺(tái)整機(jī)的面板上，只要其功能元件的作用相同，就應(yīng)采用操作方式相類似的元件，有利于整體布局的協(xié)調(diào)。如以電位器為例，在電路中的作用，無非是通過觸點(diǎn)的滑動(dòng)改變阻值，達(dá)到控制相關(guān)元件的增益與衰減的目的。當(dāng)圓弧式或直線式電位器的參數(shù)同樣能滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，應(yīng)選取統(tǒng)一的形式，一般圓弧運(yùn)動(dòng)式的電位器的特點(diǎn)是，占有面板的空間小，但需配備旋鈕，其形式較為陳舊，在密集型的工業(yè)整機(jī)上使用較普遍。直線運(yùn)動(dòng)式的電位器，造型新穎，調(diào)整的位置更為直觀，現(xiàn)代許多電子產(chǎn)品，特別是控制聲、光的設(shè)備都已普遍采用，使面板的布局產(chǎn)生新的格調(diào)。但對于這一類元件的使用，除了考慮面板的整體布局的協(xié)調(diào)、美觀外，還要考慮該元件的特征，一般在水平位置操縱的整機(jī)面板上，元件的空隙部分容易沉積塵埃，在近似垂直的整機(jī)面板上，豎直方向優(yōu)于橫平方向，參見下圖。直線運(yùn)動(dòng)式元件陳示方向示意

2．元器件操作方式的選擇元器件的品種繁多不僅反映在外形上，在操作的方式上也不盡相同。在同一臺(tái)整機(jī)的面板上，只要其功能元件的作用相同，就應(yīng)采用操作方式相類似的元件，有利于整體布局的協(xié)調(diào)。

操作方向的固定應(yīng)遵循以下原則①控制元件與指示元件所運(yùn)動(dòng)的力向要同步。譬如往右旋圖像或指針亦往右移，使其操作直觀。②要符合意識(shí)觀念的習(xí)慣。譬如向上為增，向下為減；順時(shí)針方向?yàn)樵?，逆時(shí)針方向?yàn)闇p；向上為開，向下關(guān)。

在面板上正確固定元器件的操作方向，對準(zhǔn)確操縱儀器、提高辨認(rèn)速度、避免差錯(cuò)與失控是有一定意義的。

三、面板的修飾、色彩與工藝面板上的元件及其布局確定以后，修飾就具有平衡布局、美化外觀的作用。1．字符的修飾面板上所列出的產(chǎn)品型號(hào)、名稱及生產(chǎn)廠名與標(biāo)記、元件功能指示文字等，這些內(nèi)容與儀器本身是從屬關(guān)系，對整個(gè)面板的布局具有調(diào)整和修飾的作用，其位置安排、字體形狀、大小配合、凹凸變化等對整個(gè)面板給予視覺上的平衡，能起著平衡的作用。產(chǎn)品型號(hào)與名稱是鑒別產(chǎn)品種類的主體，應(yīng)置于功能元件區(qū)域以外的主導(dǎo)地位，并根據(jù)布置情況，可用以充實(shí)面板的空間。對內(nèi)容較長的文字，可將型號(hào)采用空心字或配以淺淡色彩以克服臃腫之感。功能內(nèi)容的文字一般宜緊置于某一功能元件的下方，只有當(dāng)扁平式的整機(jī)面板在正常位置操作，其功能元件有可能遮擋元件下方的文字時(shí)，可將功能文字設(shè)定在元件，但整個(gè)面板的全局應(yīng)一致，且字體、大小、間隔也應(yīng)保持統(tǒng)一；對圓周有角度的標(biāo)稱，其數(shù)字應(yīng)置于水平方向，也可用引出線構(gòu)成規(guī)則的圓弧與方陣，參見下圖。

一般電子儀器產(chǎn)品的字型，選用細(xì)等線體較為清晰、醒目，其工藝性也較好；小型的精細(xì)產(chǎn)品可選用仿宋體。家用電器產(chǎn)品除表示功能內(nèi)容的文字外，其余可適當(dāng)考慮采用富有藝術(shù)性的變化；用拼音或外文的文字，雖能活躍面板氣氛，但要嚴(yán)格注意字母的書寫與排列是否符合章法、字體的美化與裝飾是否得體。2．色彩的修飾

借助色彩襯托，使面板富有生氣，是現(xiàn)代整機(jī)產(chǎn)品外觀進(jìn)步的一大特征。20世紀(jì)80年代隨著整機(jī)產(chǎn)品的功能化、智能化的發(fā)展，電子儀器產(chǎn)品面板的色彩已不再停留在“紅、亮、黑”的單調(diào)水平下。它需要彩色烘托功能，用色彩反映時(shí)代氣息。

電子儀器產(chǎn)品，受其功能、環(huán)境的制約，要求色彩柔和、簡潔，面板一般采用中性色為宜，面板的底色不宜明亮。按照視覺習(xí)慣，眼睛對較暗的底色比明亮的底色耐疲勞時(shí)間約長3～4倍。我國電子工業(yè)部，就面板色彩的選擇制定了指導(dǎo)性文件，推薦面板的底色見下表。

家用電器產(chǎn)品，不僅是生活的實(shí)用品，也是家庭物質(zhì)組合的陳設(shè)品，具有對生活環(huán)境的點(diǎn)綴作用，對彩色的要求更為強(qiáng)烈，宜以華貴、

富麗、高雅為選擇。因此，色彩在這一類產(chǎn)品上局限性較小，設(shè)計(jì)者的思路可以表現(xiàn)得更為開放。但從產(chǎn)品的使用特性考慮，為了保持色彩的完整性，對那些經(jīng)常觸動(dòng)的部位，如家電產(chǎn)品電風(fēng)扇、洗衣機(jī)，在裝有轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕的部位大于旋轉(zhuǎn)半徑的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)考慮到金屬防護(hù)性裝飾層的耐磨性。如果不宜采用防護(hù)裝飾層處理(如非耐用性低值產(chǎn)品)，可設(shè)計(jì)成采用金屬面板的本色，以免因旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)磨掉表面的色彩，這樣對

保持產(chǎn)品外觀的持久性是有一定意義的。

四、薄膜開關(guān)面板

薄膜開關(guān)面板，是順應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展，在20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的一種新型面板。由于制作面板的材料具有可撓性和高彈性(彈性模量小、斷裂伸長率大、形變可逆)的特點(diǎn)，通常采用PC(聚碳酸酯)或PET(聚酯薄膜)透明膜片制作，故又稱為軟體面板或薄膜面板，其外觀如下圖所示：

回顧產(chǎn)品中對開關(guān)的應(yīng)用大致經(jīng)歷了以下的過程：20世紀(jì)50年代以分立元件為代表的旋鈕開關(guān)、撥動(dòng)開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)占主地位；20世紀(jì)60年代以琴鍵開關(guān)代表的組合開關(guān)，用以完成簡單功能的轉(zhuǎn)換；在20世紀(jì)70年代前后，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和整機(jī)功能的增加，出現(xiàn)了以導(dǎo)電橡膠為代表的鍵盤開關(guān)，滿足了一部分電子產(chǎn)品對動(dòng)作指令頻繁輸入及功能切換的需要；20世紀(jì)80年代初期，隨著電子技術(shù)全方位地向各個(gè)領(lǐng)域的滲透，電子整機(jī)產(chǎn)品的種類迅速增多，并向著多功能、小型化、密集型、智能化的方向發(fā)展，一種新穎的電子整機(jī)的操縱系統(tǒng)——薄膜開關(guān)(membraneswitchs)應(yīng)運(yùn)而生。薄膜開關(guān)不是一個(gè)獨(dú)立存在的單一的開關(guān)元件，它至少可以包括：整機(jī)面板、外觀裝飾、開關(guān)按鍵、功能標(biāo)記、讀數(shù)顯示窗指示燈透明窗以及開關(guān)群體的連線內(nèi)容(下圖)。

薄膜開關(guān)通常是由三層或多層不同質(zhì)地的薄膜(或薄膜與薄板)黏合而成的一個(gè)密封整體。其中，薄膜開關(guān)的面板由形式到效果、由外觀到結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化。在電子整機(jī)產(chǎn)品上除了大型設(shè)備外，已越來越少采用金屬面板，而原先對金屬面板設(shè)計(jì)的開孔、挖窗，幾乎不復(fù)存在，這是面板設(shè)計(jì)的一項(xiàng)革命性的變化。

薄膜開關(guān)的面板是整機(jī)外觀的重要組成部分。它具有裝飾與功能的雙重作用。對整機(jī)外觀的裝飾作用，表現(xiàn)在它擺脫了常規(guī)分立元件形狀、色彩、體積的限制，而任憑設(shè)計(jì)者充分表現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)思想，使整機(jī)的外觀為之一新。在功能方面的作用，表現(xiàn)在薄膜開關(guān)的面板表面，不再設(shè)有外露的功能元件，只是通過面板上所給定的標(biāo)記、文字、符號(hào)，給操作者提供簡明的操縱、顯示、監(jiān)控等工作內(nèi)容，直接完成人—機(jī)的對話。薄膜開關(guān)面板的結(jié)構(gòu)要素

1．布局面板的布局不僅是為了造就裝飾美，更主要的是體現(xiàn)行為美。所謂行為美，就是指面板上各功能要素的設(shè)定是否合理；是否能給操作者提供最大方便；是否具有科學(xué)性。一句話，一切既定要素的安排，應(yīng)該符合人—機(jī)工程的關(guān)系。人體特征與布局的關(guān)系可從以下幾個(gè)方面考慮。①視場與布局的關(guān)系。②操作與布局的關(guān)系。③動(dòng)作與布局的關(guān)系。④習(xí)慣與布局的關(guān)系。

由此可見，布局不僅是具有外觀上的意義，而且更應(yīng)具有實(shí)用上的意義，這也就是行為美的具體體現(xiàn)。

為了便于對整機(jī)的操縱與監(jiān)控，其布局還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。①對鍵數(shù)較多的面板，應(yīng)按其相關(guān)的功能劃分區(qū)域，并可用框線框出范圍，并在框線的斷口處注上這一區(qū)域的功能作用。②對某些有應(yīng)急作用或不宜輕易使用的功能鍵，例如停機(jī)、復(fù)位、清除等內(nèi)容，應(yīng)明顯地與其他功能鍵加以區(qū)別或分離。③每臺(tái)整機(jī)的操作都有一定的程序，面板上的功能鍵最好能按操作的順序依次排列。④考慮到人體手臂的工作位置一般都在視線的下側(cè)，為此顯示部分應(yīng)在面板的上方，操縱部分設(shè)定在面板的下方，以免操作時(shí)手臂的動(dòng)作影響對顯示的監(jiān)控。

2．鍵體薄膜開關(guān)面板上所表示的鍵體，是指某一個(gè)功能開關(guān)按鍵所設(shè)定的有效范圍。

在分立元件的整機(jī)上，其鍵體要受元件生產(chǎn)廠和市場資源的限制，為此面板的設(shè)計(jì)就要受到很大的局限。而薄膜面板的鍵體卻可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的意圖任意確定其大小、色彩、形式。這較之其他面板的設(shè)計(jì)有更大的實(shí)用性和靈活性。

(1)形狀鍵體的形狀可以設(shè)計(jì)成圓形、方形、圓頭形、橢圓形等多種不同的形狀，但在同一塊面板卜，其形狀宜趨于類似，這樣才具有整體感。(2)規(guī)格

鍵體的大小目前雖無統(tǒng)一的規(guī)定，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合適用、均勻、美觀的原則。特別對于操作功能密集的鍵群，更應(yīng)注意其大小與間隔是否適應(yīng)操作習(xí)慣，是否符合人—機(jī)工程的關(guān)系。

從人—機(jī)關(guān)系考慮，一般成人的兩指靜態(tài)間距約在13一16mm之間，其動(dòng)態(tài)最佳間距約在20～25mm之間，手指接觸間積為lcm2，為此，在設(shè)計(jì)具有頻繁、快速操作的情況下，其鍵體與間距均不宜過小。在通常情況下，鍵體的大小及其間距，推薦采用下表所列的尺寸。

以上尺寸是以鍵體為正方形而設(shè)定的，但也可以是圓形或矩形。當(dāng)采用矩形時(shí)，其L邊長應(yīng)符合表列尺寸，其B邊長應(yīng)以l／4L的倍數(shù)遞增，兩鍵邊緣之間的距離不向小于3mm。

薄膜曲面鍵體的形狀雖然擺脫了成品按鍵形體的限制，但是多年來無論是國際或國內(nèi)對鍵體的設(shè)計(jì)還拘泥于一般的程式，沒有充分發(fā)揮薄膜開關(guān)面板允許對鍵體重新設(shè)計(jì)的特征。

4。立體鍵的設(shè)計(jì)薄膜開關(guān)的面板(包括其他按鍵形式的薄膜面板)為了表明開關(guān)、桉鍵的區(qū)域范圍，或者為了增進(jìn)面板的層次，往往都把鍵體設(shè)計(jì)成有一定高度，突出面板的平面之上，這樣的面板稱為立體鍵面板。

立體鍵不僅能準(zhǔn)確地給定鍵體的范圍，提高辨認(rèn)速度，建立對面板功能操作的自信性，同時(shí)也增進(jìn)了面板外觀的裝飾效果，是一種時(shí)尚的設(shè)計(jì)。

雖然立體鍵的變化形式可任憑設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)的構(gòu)思充分發(fā)揮，但應(yīng)考慮到基材的延伸特性、應(yīng)力變化及工藝的可行性。

①立體鍵的成型高度與基材的延伸率有關(guān)，不同的基材如PVC與PET之間在基材厚度相等的情況下其延伸率相差近1倍。以常用的PC薄膜為例，其安全高度應(yīng)不超過基材厚度的2．5倍，按PC厚度0．175mm的薄膜計(jì)算，凸起的總高度約為0.4mm為宜。②立體鍵成型的最小線寬應(yīng)大于基材厚度的8倍。③相鄰兩凸起鍵的邊緣間隔應(yīng)大于2mm。④凸起的按鍵其邊緣不宜陡直，應(yīng)有一定的坡度，以便模壓后的脫模。⑤線段之間的交界應(yīng)以圓弧過渡，避免應(yīng)力集中而導(dǎo)致薄膜的破裂。

⑥當(dāng)有“邊線”的按鍵，其凸起的范圍應(yīng)在邊線的內(nèi)側(cè)，即不包含邊線的本身，這樣有利