WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 28 |

• центр в коре больших полушарий головного мозга.

Основной функцией рецептора является превращение энергии действующего на него раздражителя различной физической природы в нервный процесс, сопровождаемое сменой носителя информации, заключенной в физических параметрах раздражителя, с внешнего её носителя на внутренний.

Так раздражителем для рецепторов глаза являются электромагнитные волны определённого спектра, для рецепторов уха — механические колебания среды, для рецепторов вкуса — химический состав воздействующего вещества и т. д.

Деятельность рецепторов, их свойства (чувствительность, избирательность и др.) изменяются в зависимости от оценки центральными органами мозга значимости и качества полученной информации, и регулируется в широких пределах.

Рассматриваемая нами модель конечно чрезвычайно груба и практически является физиологической редукцией, в которой психические процессы в их качественной определённости практически не рассматриваются. Однако вместе с тем данные представления позволяют с приемлемой для практики точностью решить многие задачи инженерно-психологического плана. В первую очередь это касается вопросов проектирования рабочих мест операторов и их элементов, организации информационных моделей, выбора диапазонов и ограничений условий взаимодействия человека с технической средой. Всё это можно рассматривать как решение задачи проектирования человеко-машинных интерфейсов, обеспечивающих связь оператора с технической системой. Данный класс задач для своего решения требует знания о работе перцептивных систем организма человека в количественной форме, что обеспечивается средствами психофизиологии.

4.1.1. Характеристики зрительного анализатора Через зрение человек получает большую часть информации позволяющей проводить осознанную целенаправленную деятельность. Зрительный анализатор формирует в психике человека первичные зрительные ощущения — цвета, света, формы, образов внешнего мира, обеспечивает зрительную деятельность человека.

Парное взаимодействие глаз вызывает возникновение бинокулярного эффекта, благодаря которому появляется восприятие объёмности предметов, их удаленности в пространстве.

Воспринимающая часть глаза включает два типа рецепторов — палочки и колбочки, формирующие сетчатку глаза, на которую через хрусталик поступает изображение предметов внешнего мира.

Палочки являются аппаратом ахроматического (черно-белого), а колбочки — хроматического (цветного) зрения.

Абсолютная чувствительность зрения весьма высока и составляет всего 10–15 квантов лучистой энергии, при воздействии которых на сетчатку в психике человека возникает ощущение света.

Зрительная система работает в очень широком диапазоне яркостей. Максимальная яркость, вызывающая ослепление составляет 32,2 стильба, а минимальная, воспринимаемая глазом освещенность около 8.10-9 люкс. При идеальных условиях человек может видеть свет, излучаемый звёздами 6-й величины.

Глаз чувствителен к электромагнитному излучению в диапазоне длин волн от 380 до 760 мкм, причем максимум световой чувствительности глаза смещается в зависимости от уровня освещённости. Этим объясняется эффект Пуркинье: при сумеречном освещении синие и зеленые предметы кажутся более светлыми, чем красные и желтые. Волны разной длины вызывают ощущения цвета и его градаций: красного — 610–620 мкм; жёлтого — 565– 590 мкм; зелёного — 520 мкм; синего — 410–470 мкм; фиолетового — 380–400 мкм.

Чувствительность глаза к различению цветового тона различна и имеет около ста тридцати градаций. На практике эти особенности цветового зрения применяются при создании систем цветового кодирования и сигнализации. Обычно используются не более четырех цветов — красный, жёлтый, зелёный и белый.

Наиболее тонко глазом различаются длины волн в районе 494 мкм (зеленовато-голубой цвет) и 590 мкм (оранжево-жёлтый). В средней части видимого спектра (зелёный цвет), а также в его концах (фиолетовый и красный) дифференцировка цветности значительно грубее. Максимальная цветовая чувствительность глаза при дневном освещении лежит в жёлтой части спектра (555 мкм).

Наиболее контрастирующие соотношения цветов в порядке убывания цветового контраста: синий на белом, чёрный на жёлтом, зелёный на белом, чёрный на белом, зелёный на красном, красный на жёлтом, красный на белом, оранжевый на чёрном, чёрный на пурпурном, оранжевый на белом, красный на зелёном.

Цвет и свет играют значительную роль в человеческой практике. При создании многих изделий необходимо учитывать их цветовые и световые характеристики. Цвет может нести энергетическую и информационную роль. Цветом кодируются состояния индикаторов технических систем. Например, красный цвет свидетельствует о критических и опасных режимах, зелёный — о нормальном функционировании системы, жёлтый — предупреждает об изменении режима. Светофор является примером технического устройства, в котором цвет играет чисто информационную роль, регулируя дорожное движение.

Военные стандарты США устанавливают следующий дополненный алфавит цветового кода:

• красный — используется для предупреждения оператора о том, что система или её часть не работают;

• мигающий красный — для обозначения ситуации, требующей немедленного реагирования;

• жёлтый цвет — для обозначения предельных режимов, в которых необходима осторожность;

• зелёный цвет — нормально работающая система;

• белый цвет — используется для обозначения функций, о которых не известно правильны они или ошибочны. Например, для обозначения промежуточных состояний системы;

• синий цвет — справочные и консультативные сведения.

При организации сложных пультов управления и индикации, содержащих большое количество кодирующих признаков возникают сложные взаимодействия светлоты и цвета, что требует применения специальных процедур измерений и подбора цвета. С этой целью используются специальные шкалы и методы построения изотропного пространства различения светлоты и цвета. Доказано преимущество цветового кодирования при решении задач обнаружения. Время поиска объектов по цвету минимально.

Освещённость рабочего места влияет на работоспособность оператора. Снижение освещённости ведёт к снижению работоспособности. Зрительный комфорт и работоспособность зависят от соотношения между яркостью наблюдаемого объекта и яркостью фона окружающего объект.

Зрительная система человека обладает определённой инерционностью при быстрой смене световых раздражителей, которые после определённого порога, называемого критической частотой слияния световых мельканий (КЧСМ), воспринимаются как непрерывный сигнал. На этом эффекте работают системы кино и телевидения, предъявляющие на короткое время изображение в виде последовательности картинок. КЧСМ. в зависимости от параметров предъявляемого сигнала и функционального состояния зрительного анализатора изменяется в диапазоне от 14 до 70 Гц.

Острота зрения человека — минимальный угол зрения, при котором две равноудалённые точки видны как раздельные, составляет несколько десятых угловой минуты и зависит от освещенности и контрастности объекта, его формы и положения в поле зрения. Данная характеристика играет большую роль в задачах информационного поиска и обнаружения, составляющих значительную часть операторской деятельности.

Диапазон восприятия интенсивности светового потока человеком очень велик и достигается в процессе световой и темновой адаптации, время которой составляет от 8 до 30 минут.

Темновая адаптация возникает при уменьшении яркости фона от некоторого значения до минимальной яркости (практически темноты). Происходит ряд изменений в зрительной системе:

• переход от колбочкого зрения к палочковому;

• расширяется зрачок;

• увеличивается площадь на сетчатке, по которой происходит суммирование воздействия света;

• увеличивается время суммирования световых воздействий;

• увеличивается концентрация светочувствительных веществ в зрительных рецепторах;

• увеличивается чувствительность зрительной системы.

Световая адаптация — явление обратное темновой адаптации. Она происходит в процессе приспособления зрительной системы после длительного пребывания в темноте.

С инерционностью зрения связан и феномен последовательных зрительных образов, возникающих непосредственно после прекращения раздражения сетчатки. При этом возможны наложения и искажения восприятий, ведущие к ошибочным действиям человека. Иллюзиям движения и инерции зрения обязаны своим развитием кино и телевидение.

Зрительная система человека позволяет воспринимать движение. Нижний абсолютный порог восприятия скорости составляет:

• при наличии в поле зрения неподвижного ориентира 1–2 угл. мин/с.;

• без ориентира 15–30 угл. мин/с.;

• равномерное движение с малыми скоростями (до 10 угл. мин/с.) при отсутствии в поле неподвижных ориентиров может восприниматься как прерывистое.

Поле зрения каждого глаза: вверх 50 град.; вниз 70 град.; по направлению к другому глазу 60 град.; в противоположном направлении 90 град. Общее поле зрения по горизонтали 180 град. Точное восприятие зрительных сигналов возможно только в центральной части поля зрения. Именно здесь должны быть расположены наиболее важные элементы рабочего места оператора.

Максимальная пропускная способность зрительного анализатора на уровне фоторецепторов 5.6*109 бит/с. По мере продвижения к корковым структурам падает до 50–60 бит/с. Несмотря на столь низкую скорость восприятия, человек в своём субъективном мире имеет дело с образами восприятий, обладающими высоким разрешением и детальностью. Это связано с конструирующими функциями психики, строящей образ на основании не только внешней информации, но и информации, циркулирующей в системах памяти и фиксации опыта.

В настоящее время нет удовлетворительной научно обоснованной теории, объясняющей работу зрительной системы человека в целом. Есть только ряд предположений о принципах работы отдельных звеньев системы. Однако её свойства вполне описаны и оформлены в виде справочных данных. Их использование требует от проектировщиков большой осторожности, так как параметры зрительной системы очень вариативны и сильно зависят от условий и методов измерения.

4.1.2. Характеристики слухового анализатора Слуховой анализатор — второй после зрения по значимости канал получения информации человеком. На его основе формируется речевой способ передачи информации, являющийся одним из самых эффективных методов человеческой коммуникации.

В процессе функционирования слухового анализатора в сознании человека формируется ощущение звука. Чувствительность слухового анализатора, как и зрительного близка к абсолютной и позволяет в условиях абсолютной тишины слышать механические колебания, вызываемые трением молекул при броуновском движении. Парное взаимодействие ушей реализует бинауральный эффект или стереоэффект, позволяющий локализовать в пространстве точечный источник звука и выделить направление его перемещения.

Воздействие звуковых колебаний на органы слуха вызывает ощущения в виде громкости, высоты, тембра звука. Громкость звука связана с интенсивностью звукового давления (табл. 1), и её максимальное значение в виде порога болевого ощущения составляет 140 дБ интенсивности давления. Минимальная амплитуда колебания среды, вызывающая ощущение звука, составляет 0,000000009 см. Чувствительность уха к колебаниям различной частоты неодинакова и максимальна в диапазоне 2000–4000 Гц.

Таблица Звуковые давления и уровни,  часто встречающиеся в жизненных ситуациях Уровень Звуковое давледавления, Источник звука ние, Па дБ 0.00002 0 Порог слышимости 0.000063 10 Шелест листвы 0.0002 20 Студия звукозаписи 0.002 40 Библиотека 0.0063 50 Тихое конторское помещение 0.02 60 Разговорная речь (на расстоянии 1 м) 0.063 70 Радиопередача средней громкости 0.1 74 Дорожный шум днем 0.2 80 Типичная фабрика 0.63 90 Поезд метро 2 100 Симфонический оркестр 6.3 110 Рок–группа 20 120 Взлёт реактивного самолёта 200 140 Болевой порог Примечание. Па (паскаль) — единица измерения давления в системе СИ. 1 Па = 1 Н/м.С возрастом слуховая чувствительность на высоких частотах падает на 20 и более децибел.

При поступлении на органы слуха звуковых сигналов разной частоты наступает «эффект маскировки», выражающийся в снижении слышимости полезного сигнала. Наиболее сильное маскирующее влияние помехи возникает в случаях:

• когда частоты полезного сигнала и помехи близки между собой;

• по мере увеличения интенсивности помехи маскирование охватывает всё более далекие частоты сигнала;

• если частота помехи ниже частоты сигнала;

• интерференции полезного сигнала и помехи.

Наиболее сильно нам мешают звуки, состоящие не из одной или двух очень интенсивных частот, а являющиеся сложной смесью множества частот — «белый шум».

Воздействие на органы слуха группы колебаний (спектра) вызывает ощущение «окраски звука» — тембра, позволяющего человеку определить источник звука.

Подача последовательной серии звуковых сигналов при уменьшении интервалов между ними вызывает эффект критической частоты слияния звука (КЧСЗ), который наступает при частоте звуковых последовательностей около 35–70 Гц., и сильно зависит от условий восприятия и психофизиологического состояния человека.

Восприятие речевого сигнала имеет свои особенности. Прежде всего, акустическая энергия гласных звуков концентрируется в гармонически связанных диапазонах частот, называемых формантами. Эти частоты соответствуют механическим резонансам речевого тракта. Первая форманта в зависимости от гласного звука и говорящего располагается между 200 и 800 Гц., вторая — в окрестности 1500 Гц., третья — в области 2400 Гц., четвертая — примерно вокруг частоты 3500 Гц. При генерации согласных звуков в их спектре большая часть энергии приходится на высокие частоты. Речь нормального голоса лежит в диапазоне 100–8000 Гц.

Основной спектр в диапазоне 1000 Гц.

Понимание речевых сообщений зависит от темпа их передачи, наличия интервалов между словами и фразами. Оптимальным считается темп 120 слов в минуту. Интенсивность речевых сигналов должна превышать интенсивность шумов не менее чем на 6,5 дБ.

Опознание речевых сигналов зависит от длины слова. Многосложные слова правильно распознаются лучше, нежели, односложные, что объясняется наличием в них большего числа опознавательных признаков. Более точно распознаются слова, начинающиеся с гласного звука. На восприятие слов решающую роль оказывают их синтаксические и фонетические закономерности. Установление синтаксической связи между словами во многих случаях позволяет восстановить пропущенный сигнал.

При переходе к фразам оператор воспринимает не разрозненные, отдельные сигналы, а грамматические структуры, порождающие смысловое содержание сообщения. Оптимизация звукового и речевого взаимодействия оператора в СЧМ носят сложный характер и требуют учёта специфики взаимодействия анализаторных систем между собой, а также содержания циркулирующей в СЧМ текстовой, справочной и управляющей информации.

4.1.3. Другие анализаторы и взаимодействие  анализаторных систем Помимо рассмотренных нами зрительной и слуховой анализаторных систем, являющихся классическим объектом изучения инженерной психологии, в ряде видов деятельности важными являются кожный, кинестетический, обонятельный, вкусовой и вестибулярный анализаторы. Среди них необходимо выделить вестибулярный, обеспечивающий восприятие изменения положения головы (и тела) в пространстве и направления движения тела. Особенно большая роль данного анализатора проявляется при попадании человека в необычные гравитационные условия, препятствующие его нормальной работе, такие как, например, невесомость, движение в условиях ускорений с резкой сменой направления движения.

Все анализаторы функционируют не изолированно друг от друга, а сложным образом связаны, обеспечивая единство восприятия человеком окружающего мира, состояния организма, предупреждая человека о наступлении жизненно важных ситуаций и состояний.

Нарушение процесса синхронного взаимодействия перцептивных систем вызывает изменения в нормальном функционировании психики, её отражательных и регуляторных механизмах. Особенно отчетливо данные эффекты проявляются в профессиях связанных с необычными сенсорными стимуляциями. Так широко отмечаются эффекты нарушения пространственной ориентации в деятельности лётчиков, укачивания у моряков, нарушения схемы тела у космонавтов. В исследованиях внутривестибулярных взаимодействий у лётчиков отмечено влияние вестибулярного аппарата на нормальную работу глазодвигательной системы. Показано, что нарушение взаимодействия вестибулярной системы, механорецепторных полей и зрительной информации приводит к сенсорному конфликту.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 28 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.