Временные характеристики зрительной информации

< >< тишая особенность зрительного восприятия — наличие инерци-
ч........ и и работе глаза. На практике она проявляется в двух аспектах.

• ими . пи i;ni с определением времени экспозиции зрительных сигналов

• м и» м именное™ воспринимаемой интенсивности сигнала. Другой —
•»111 и л с )| с 11 нем временных интервалов для ощущения раздельности сиг-

и • I. о» « мс дующих друг за другом, и оптимального восприятия каждого из ■•и ими, напротив, определения временных интервалов для ощущения

...... и« in последовательно предъявляемых сигналов.

И и 1<>м, и другом случае исходной для расчетов величиной является

• г чч (pit гсльной инерщш. Оно определяется яркостью фона. Для яр-

..... п 1 выше 100 кд/м² время инерции можно принять равным 50 мс.

I i i \ | м ни 1я яркостей, с которым работает оператор на всех видах средств

...... I >.i -м-иия, время экспозиции для восприятия неизменной интенсив-

..... п< ш пала должно быть не меньше 50 мс. Для восприятия мелькающих

hi и ион слитными следует обеспечить частоту мелькания, равную или »• и тую критической частоте мелькания (К,_{{ м}).

Ч и им у мельканий необходимо учитывать для создания качествен-

...... и к Сражения на различных устройствах отображения, основанных

ми mi икс дискретных сигналов (телевизионных трубках, электронно-

• и MI.1 ч [рубках, кино). Мелькание утомляет зрение и отрицательно

• им. I па качество работы оператора.

а , _м in висит от частоты и относительной длительности светлой фазы.

•" ' 111' «с 11 ием длительности темного периода (скважности проблесков) пи (ню ()_л5 при яркостях 2,5—250 кд/м² Л^ _м увеличивается на 3—6 %.

м« pi ia 11 ис усиливается при увеличении углового размера мелькающих
..... п Применительно к телевизионному экрану рассчитывают/С_1М для

всего размера трубки и для размера изображения. При проектировании полей угловым размером больше 2—4° с яркостью 30—100 кд/м² (чи> соответствует яркостям телевизионного изображения) частота смени информации должна быть не меньше 40 Гц.

В пределах изменения угла наблюдения от 10 до 55° величина А'_{м м} пропорциональна логарифму углового размера поля зрения, что требуо i увеличения скорости мелькания на 15 Гц.

Характеристики К_чм для технических условий предъявления знакомой индикации на экранах и электронно-лучевых трубках связаны с неболь­шими угловыми размерами мелькающих полей (до 1°). При величине зим-ка до 1° с ростом яркости от 1 до 120 кд/м² К^ _м возрастает от 14 до 35 lit Уменьшение углового размера знака от 1 до 24° изменяет К^ _м от 24 до 19 Гц (при яркости 50 кд/м²).

При проецировании знаков с угловым размером 5—15° А^_м можеч быть снижена до 20 с^-1.

Однако величина К_чм определяется не размерами отдельных зна­ков, а общей площадью изображения. Изменение конфигурации знаки (а значит, и площади светящегося изображения) сказывается на величина критической частоты мельканий так же, как изменение углового размори мелькающего знака.

9.4. Кодирование зрительной информации

Одной из важных проблем является кодирование информации — our рация отождествления символов или групп символов одного кода i символами или группами символов другого кода. Под кодом понимаю! систему условных знаков (символов) для передачи, обработки и хра нения (запоминания) информации. В настоящее время разработаны общие эргономические требования к построению систем кодировании зрительной информации.

При построении системы кодирования объекты и их характеристик и делят на классификационные группы. Для этого устанавливают сходе i ип и различие объектов, распределяют их по значимости и определит! основание деления. Вид алфавита кода выбирают с учетом характера передаваемой информации и задач, решаемых оператором, опират и на системы знаний, закрепленных в опыте человека. В зависимости ш характера и объема передаваемой информации устанавливают целен и» бразность использования одномерного и многомерного кода. Основан иг кода выбирают исходя из количества кодируемых объектов и их харак i г ристик: оно должно содержать минимальное число знаков. Основами» кода определяют с учетом абсолютной чувствительности глаза (нижмн«■

.... i • •. i и-1 о абсолютного порогов), дифференциальной чувствительности

с ним но отношению к различным видам алфавита и длительности экс-

..... "\\и\ Оаювание кода для различных видов алфавита должно включать

|. i\ннпис величины: размер — 5, пространственная ориентация — 8,

•....... шиши- 6, ориентация линии — 4, количество точек (при условии

• г и in-им пюго времени предъявления)—5, буквенно-цифровой алфавит—

...... |ымиченное количество комбинаций обозначений, яркость — 4,

"•" и шоп алфавит— 11, частота мельканий — 4.

Мри передаче информации о нескольких признаках объекта при-■♦• ними многомерное кодирование. В структуре многомерного кода «• и \ i ныть использованы сочетания различных видов алфавита: формы

•........ .1, формы и пространственной ориентации; размера, яркости и

•». ним мельканий.

При группировке знаков в кодовые обозначения (формуляры) следует ■*i i iit.ii i. предпочтение смешанным алфавитам кода. Структура кодового

••....... .i'11'ниядолжна быть неизменной. Предпочтительно, чтобыкрайнис

••• и и кодового обозначения передавали наиболее важную информацию. » и i mi ч,| иы юе число знаков кодового обозначения — 8, предельное число •и и ин 12 (в отдельных случаях — до 20 знаков).

I ш конструирования кодовых знаков при кодировании руковод­ив ми и следующими положениями. Основной классификационный и|.и iti.il* объекта нужно кодировать контуром. Знакдолжен быть хорошо г • • 111 • i и м (и меть достаточный угловой размер и яркость) и представлять ••'„.и in мкнутую фигуру. В алфавите необходимо установить оптималь-

.... i пничественное соотношение признаков знака и признаков объекта.

И....... .in знака включают основные и дополнительные детали. Допол-

......... i.111>iс детали не должны пересекать или искажать контур знака

и»........ >чп1ие могут составить знаки, выражающие отмену информации,

• тр. шпше каких-либо действий, окончание их и т.п.). При коиструиро-
•ммпп ш л ков предпочтение следует отдавать внутренним деталям перед
и i р \ и i ы м и. Детали кодовых знаков необходимо унифицировать.

И качестве опознавательных признаков знаков в пределах одного

• к|> inn i.i нельзя использовать следующие:

• «пило элементов в знаке (исключение могут составить знаки, ■ •••.. 1М.1Ч.П01ЦИС признак множественности без точной количественной ч'и u-рпстики — например, отображающие понятия «мало/много», "■иточный /групповой»);

• и чичие знаков по признаку «позитив-негатив»; >м ничие знаков по признаку «прямое зеркальное отражение» (за i •• i ч мчп i нем случаев, когда это необходимо для отображения простран-

ственной ориентации или направленности по принципу «вверх/ими i-, «влево/вправо», «вперед/назад» и т.п.).

В алфавитах используют знаки симметричной формы с единообрл шгм ориентации: контуры знаков должны быть по возможности ориснтпрп ваны в соответствии с основными пространственными осями — гори зонтальной и вертикальной.

При выборе вида алфавита необходимо руководствоваться следуй» щим правилом. Для кодирования различных качественных и количо ственных характеристик объектов можно использовать различные шмм алфавитов: форму, размер, пространственную ориентацию, длину и ориентацию линий, количество точек, буквы, цифры, яркость, щим, частоту мельканий.

Форму используют для кодирования класса и вида объекта. Кодиро вание размером применяют для передачи информации, устананлшшм соответствие между площадью или линейными размерами знака и хп рактсристиками объекта (размером, удаленностью, высотой и т.н.), мри этом желательно, чтобы шкала размера менялась в геометрической, и по в арифметической прогрессии.

Пространственную ориентацию применяют для передачи информн ции о направлении движения объекта, отклонении от курса и т.п.

Для асимметричных фигур изменение пространственной ориентации достигается поворотом фигуры в поле зрения наблюдателя. Для сим метричных фигур в качестве признака пространственной ориентации используют утолщение одной из линий контура знака, а длину и ори ентацию линии —для передачи информации о скорости и направлении движения цели.

Длина линии не должна иметь более четырех градаций. Целесообрл i но делать линию штриховкой, в этом случае скорость определяется пи числу масштабных отметок. Для упрощения счета следует группироил 11< штрихи по два, три, четыре.

Для повышения точности оценки направления линии применяю! вспомогательные трафаретные сетки. Количество точек использую г дин обозначения числа объектов.

При считывании точек в короткие временные интервалы (порядка 0,1») не следует одновременно предъявлять более пяти точек. Для повышении точности оценки числа одновременно предъявляемых точек необходи ми придерживаться единообразия их пространственной ориентации.

Буквенно-цифровой алфавит используют для передачи информлци и и дискретно изменяющихся количественных параметрах объектов, а чмк .и для обозначения классов или типов объектов.

'I мм исключения вероятности смешения знаков выделяют характер­ен, признаки, отличающие знаки друг от друга. При этом необходимо

•..... |>.кивать оптимальные соотношения основных параметров знака:

.... «мы, ширины, толщины линии (ГОСТ 2930-62).

Ч р ы >сть знаков выбирают с учетом общей освещенности в конкретных

• 'iniimix труда, частоты и диапазона изменения освещенности, перепадов
•ч»! «>< ш и поле зрения оператора и светового контраста.

11 не i опой алфавит применяют для передачи информации о состоянии it iti ишчимости объектов.

¹1.к-1 ота мельканий может быть использована для привлечения вни-

• hi мм оператора:

• пороговая частота мельканий — 4—6 Гц;

- чистота мельканий предупредительных сигналов — 0,5—1 Гц;

* частота мельканий аварийной сигнализации — 5—6 Гц.

' I пело одновременно мелькающих знаков не должно превышать трех.

• и /I vcт избегать искажения восприятия контура мелькающего знака. Для
мни» целесообразно, чтобы мелькал не весь знак, а его часть.

1ре(ювания к использованию цветового алфавита состоят в следую-« м 11ужно отдавать предпочтение зеленому, красному, голубому, жел-i.'mv и фиолетовому цветам. Общее число используемых цветов может

• •мп. увеличено, если обозначения изменяются не только по цветовому
i • ч i \ ноипо яркости. Знаки алфавита должны быть хорошо различимы
мри к 1ЧИОМ распознавании цвета.

11иеговой код применяют при освещении белым цветом, поскольку |*м ШМ1.1Й цвет зависит от общего освещения. Допустимая яркость цветных •и и «ж, кд/м²: минимальная — 10, рекомендуемая— 170, для отраженного

• и- и, а также в условиях темновой адаптации — 30—70. Оптимальный
i и »иой размер цветового знака составляет 35—45'.

' 1 • i я знаков алфавита используют цвета в соответствии с табл. 9.2.

/I ни выделения особо важной информации внутри алфавита (напри-х р информации, требующей экстренного принятия решения) приме­ни и и л о! юлнительный цвет. Для кодирования информации, содержащей

...... ниспис о том, что произошло одно из двух («да», «нет») равновероят-

1111 \ (< >Г)ытий, могут быть использованы красный и синий цвета.

9,5. Требования к визуальным индикаторам

Мили каторы нужно конструировать так, чтобы выход их из строя или н • и. праш юсть немедленно становились очевидными для оператора (см. .• и.<i ⁽) 2).

Таблица 9.2

Рекомендуемые цвета

Чтобы избежать потери информации вследствие отражения внешнего освещения от поверхности индикатора, в некоторых случаях предусма­тривают специальные средства, предотвращающие ухудшение условий восприятия информации, в частности, экраны, колпаки, предохраняю­щие индикаторы от освещения прямым солнечным светом.

Индикаторы с подсветом.Имеются три основных типа индикаторов с подсветом:

• подсвечиваемые панели с одной или многие надписями, несущими информацию в виде слов, чисел, символов или сокращений;

• простые индикаторные лампочки (сигнальные и др.);

• панели с подсветом, отображающие информацию о готовности системы.

Индикаторы с подсветом применяются для отображения главным образом информации, требующей немедленной реакции оператора либо привлекающей его внимание к состоянию системы.

Отсутствие подсвета не следует использовать для обозначения таких понятий, как «готовность», «в пределах допуска» или команды «продол­жать», атакже для обозначения «неисправности», «выхода за допустимые пределы» или команды «прекратить действие». Однако отсутствие под-

• м« i а допустимо для указания об отключении питания (например, при
1111 л 11 кации надписи «Питание вкл.»). Изменение состояния индикаторов
1Ш1ЖН0 отображать изменение функционального состояния системы, а
не юлько результаты действия органов управления.

(кетовые сигналы предостережения и тревоги, а также сигналы, ис­пил ь дуемые для отображения состояния комплексов аппаратуры системы, i».u полагают отдельно от световых сигналов, показывающих состояние iu ишчных компонентов и узлов.

Рели индикатор с подсветом связан с органом управления, индика-i u| )i iyio лампу размещают так, чтобы она тоже однозначно соотносилась

• »гим органом управления и была видна оператору при работе с ним.

Для критичных функций индикаторы нужно располагать в зонах < »i11 имальной видимости.

Индикаторные лампы, которые используются редко или исключи-и'лыю для целей технического обслуживания и регулировки, должны i)i.i гь закрыты или невидимы при эксплуатации системы, но легко до-■ игасмы.

Если индикаторы предназначены для использования в условиях раз­личной освещенности, в них следует предусмотреть такое регулирование и I жости, чтобы обеспечить хорошую различимость информации, отобра­жаемой наиндикаторе, при всех предполагаемых условиях освещенности.

I »о всяком случае, они не могут казаться светящимися, когда не светятся,
и восприниматься погасшими, когда светятся.

Индикационные цепи проектируются так, чтобы лампы можно было

• 11 и мать и заменять, не отключая электропитания, не вызывая опасности
i ювреждения компонентов индикаторной цепи и не подвергая опасности
«Услуживающий персонал.

Экраны индикаторов или указателей с надписями (стекла индика-юров) следует конструировать так, чтобы предотвратить случайную перестановку стекол.

Широкое применение нашли лампы с надписями, которые в боль-

II шнетве случаев предпочтительнее простых индикаторных ламп. Лампы
с надписями могут кодироваться цветом, размерами и миганием. Лампы
с надписями, предназначенные для обозначения повреждений, при­
чиненных оборудованию или обслуживающему персоналу (мигающий
красный), для предостережения о надвигающейся опасности (желтый),
лля суммарного контрольного сигнала должны быть заметно больших
размеров и по возможности ярче других индикаторов. Надпись на лампе
должна быть различима независимо от того, включен индикатор или
выключен.

Индикаторы с множественными надписями (пластинки с надписями расположены одна над другой) необходимо конструировать с учетом следующих требований:

• когда освещается задняя надпись, она не должна быть затемнена передними;

• задние пластинки с надписями размещаются так, чтобы параллакс сводился к минимуму (параллакс — перспективное, или кажущееся, смещение рассматриваемого объекта, вызванное изменением точки на­блюдения);

• яркости задних и передних надписей должны казаться одинаковыми;

• расстояние между соседними лампами делают достаточно большим для однозначного их опознания, правильной интерпретации информации и удобства замены.

Стрелочные индикаторы.Имеются два типа таких индикаторов: с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой; с неподвижной стрелкой и движущейся шкалой.

В зависимости от характера поставленных задач стрелочные инди­каторы могут использоваться либо с рукоятками управления, либо без них. Стрелочные индикаторы с рукоятками применяют для установки заданной величины параметра, а также при восстановлении положения стрелки при ее отклонении от заданного. Лучшим типом индикатора в этом случае является движущаяся стрелка с неподвижной шкалой; лучшая форма шкалы — прямолинейная круговая. Круговой называется дуговая шкала с углом дуги около 360°; полукруглой — дуговая шкала с углом дуги около 180°.

Стрелочные индикаторы без рукояток обычно используются при решении следующих задач:

а) количественное чтение. Оператора интересуют точные числовые
значения измеряемого параметра. Однако лучшим прибором является
счетчик с цифровым отсчетом, так как цифровые данные оператор вос­
принимает быстрее и с меньшим числом ошибок;

б) качественное чтение. Для оператора важны не абсолютные показа­
ния, а сведения об изменении того или иного параметра контролируемого
объекта или тенденции развития процесса (возрастает или уменьшается
данная величина и т.п.). Использование индикатора с движущейся
стрелкой и неподвижной шкалой обеспечивает наилучшую точность и
скорость считывания;

в) проверочное (контрольное) чтение. Оператору важны не количе­
ственные данные, а лишь контрольные показания, т.е. ему необходимо
знать, работает аппаратура в установленных пределах или нет. Для этого

I м-комендуется неподвижно закрепленная шкала с движущейся стрелкой; мумшая форма шкалы — круговая;

г) сравнение показателей. Эта операция требует исключительной точ­ности, поэтому для нее также целесообразно применять счетчики.

При выборе стрелочного индикатора необходимо знать, в каком вре­менном режиме он будет использоваться. Скорость и точность считыва­ния показаний во многом зависят от формы шкалы. Лучшие результаты лает круговая шкала, менее эффективны полукруглая и прямолинейная i оризонтальная шкалы; худший случай — вертикальная шкала.

При выборе формы шкалы необходимо учитывать и предполагаемую се длину. Форму шкалы нужно выбирать с учетом характера информации, для которой она предназначена.

Точность считывания показаний со шкалы зависит от ее размера, рас-сгояния, с которого ведется считывание, интервала между отметками.

Шкалы приборов градуируют штриховыми отметками определенных размеров. Эти отметки подразделяются на главные, средние и малые. Оптимальная длина основного интервала между главными отметками— 12,5— 18 мм (дистанция наблюдения — 750 мм). Дальнейшее увеличение длины ухудшает считывание показаний прибора.

Увеличение числа мелких отметок приводит к снижению скорости и точности считывания. Оптимальный размер самого малого интервала равен примерно 1,5 мм, или 6—8' (дистанция наблюдения — 750 мм).

Если стрелка прибора останавливается между отметками шкалы при считывании показаний, возникает необходимость зрительной интерпо­ляции. Наилучшие результаты интерполяции наблюдаются тогда, когда оператор должен мысленно делить отмеченный интервал не более чем на 4—5 частей.

Зависимость между диаметром шкалы и точностью считывания по­казаний нелинейная. Оптимальные размеры диаметра круговой шкалы (при расстоянии 750—900 мм от глаз оператора) составляют 40—60 мм.

Эффективность чтения определяется не абсолютной величиной — диаметром шкалы, а отношением диаметра к дистанции наблюдения, т.е. угловыми размерами шкалы. Оптимальные угловые размеры диаметра шкалы находятся в пределах 2,5—5°.

Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1; 5; 10 и соответ­ствующей оцифровкой. Длина оцифрованных отметок должна состав­лять 0,5—1 длины интервала между отметками, длина неоцифрованных отметок — 0,5 длины основных отметок. Толщина основных отметок — 5—10 % расстояния между неоцифрованными отметками (2/3 толщины основной отметки).

Цифры на шкалу следует наносить прямыми линиями и только у основных (главных отметок). Они должны быть простыми, без каких-либо украшений. Точность считывания цифр зависит от соотношения высоты, ширины и толщины обводки. На последнюю влияют освещение и контрастность: оптимальное отношение толщины обводки к высоте цифр при диффузном освещении белых цифр на черном фоне (обратный кон­траст) составляет 1:10, а при таком же освещении черных цифр на белом фоне (прямой контраст) —1:6. Отношение ширины к высоте должно со­ставлять 2:3, расстояние между цифрами — половину ширины цифры.

Эффективность работы оператора значительно повышается с введе­нием дополнительных сигнализаторов (например, выделения на шкале цветной полоской зоны «Нормально», выделения цветом различных участков шкалы).

Счетчики прямого отсчетаиспользуют для получения количественных данных, когда требуется быстрая и точная индикация. Их следует ставить как можно ближе к поверхности панели, чтобы свести к минимуму па­раллакс и тени, обеспечить максимальный угол наблюдения.

Если наблюдателю необходимо считывать цифры последовательно, они должны следовать друг за другом не чаще чем через 0,5 с. Вращение ручки восстановления или сброса показаний счетчика рекомендуется производить по часовой стрелке. Показания счетчиков, используемых для индикации последовательности работы оборудования, должны сбрасы­ваться автоматически по завершении работы (необходимо предусмотреть средства и для ручного сброса).

Счетчики по возможности необходимо обеспечить собственным све­чением. Целесообразен высокий цветовой контраст цифр и фона (черные цифры по белому фону или наоборот).

Печатающие устройстваприменяют тогда, когда требуется запись количественных данных. Печатная информация должна быть пригодной для непосредственного использования при минимальной потребности в декодировании, перемещении или интерполяции.

Печатающие устройства нужно конструировать так, чтобы обеспе­чивались простое и быстрое введение и снятие печатных материалов, надежная индикация расхода материала (бумаги, чернил, ленты), возмож­ность делать различные записи и пометки, не снимая ленту с самописца, отрывать ленту по мере ее поступления из устройства без разрезания или склеивания по частям.

Графопостроителииспользуются для записи непрерывных графиче­ских данных. Вычерчиваемые штрихи должны быть хорошо видимы и не закрываться пером или его рычагом; контраст между вычерчиваемой

линией и фоном — не менее 50 %. Для выходящего из графопострои­теля бланка с вычерченными данными там, где это необходимо или желательно, предусматривается специальное приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор может использовать вспомогательные средства (например, графические кальки), что по­зволяет делать соответствующие записи и пометки, не снимая бланка с графопостроителя.

Поиск по сайту: