- •Часть 1. Человек-оператор в системах управления………………………
- •2.2. Системы ручного управления
- •1. Введение
- •1.1. История технической эстетики и художественного конструирования в России и за рубежом
- •1.2. Цели, которые преследовало развитие дизайна
- •1.3. Основные принципы технической эстетики
- •1.4. Проблемы эргономики
- •2.2.1. Общие черты систем ручного управления
- •2.2.2. Следящие системы ручного управления
- •Слежение с компенсацией
- •Слежение с преследованием
- •2.1. Человек-оператор в системах управления
- •2.2. Системы ручного управления
- •2.3. Системы автоматизированного управления
- •2.4. Проблемы эргономического подхода к проектированию систем с человеком-оператором
- •2.5. Упрощенная передаточная функция человека-оператора в режиме компенсаторного слежения
- •2.6. Реакции человека-оператора
- •2.7. Структура деятельности человека-оператора
- •2.8. Точность человека-оператора и его влияние на точность системы управления
- •2.8.1. Алгоритм анализа и контроля ошибок человека-оператора
- •2.8.2. Структура ошибок человека-оператора
- •2.8.3. Способы повышения точности операторов
- •2.9. Надежность человека-оператора
- •2.9.1. Способы повышения надёжности
- •2.10. Работоспособность человека-оператора
- •2.11. Помехоустойчивость человека-оператора
- •2.11.1. Эффект Ли
- •2.12. Оптимальная зона условий работоспособности человека-оператора
- •3. Анализаторы человека
- •3.1. Характеристики анализаторов
- •2. Пространственные характеристики (зона действия).
- •3. Временные характеристики.
- •3.2. Зрительный анализатор человека и его свойства
- •3.2.1. Строение глаза человека
- •3.2.2. Свойства глаза
- •3.2.2.9. Мнимые эффекты зрения.
- •3.2.3. Характеристики зрительного анализатора человека
- •3.2.4. Особенности цветового восприятия
- •3.3. Звуковой анализатор человека
- •3.3.1. Характеристики звукового анализатора
- •3.4. Закон Вебера-Фехнера
- •4. Некоторые сведения из теории информации и инженерной психологии
- •4.1. Количество информации
- •4.1.1. Свойства количества информации
- •4.1.2. Избыточность информации
- •4.1.3. Скорость создания информации
- •4.1.4. Пропускная способность
- •4.2. Факторы, влияющие на переработку информации
- •4.2.1. Объективные характеристики сообщений и сигналов
- •4.2.2. Условия работы человека оператора
- •4.2.3. Индивидуальные характеристики человека оператора
- •4.3. Применение теории информации в инженерной психологии
- •4.3.1. Информационные оценки восприятия и памяти
- •4.3.1.1. Кратковременная память
- •4.3.1.2. Долговременная память
- •4.3.2. Модели работы человека-оператора как канала связи
- •4.4. Способы борьбы с избытком и недостатком информации
- •4.5. Оценка полезности информации
- •5. Художественное конструирование
- •5.1. Принципы и закономерности художественного конструирования
- •5.2. Композиция как средство выражения художественных качеств форм
- •5.2.1. Виды композиции
- •5.2.1.1. В зависимости от формы изделия
- •5.2.2. Единство композиции
- •5.3. Средства гармонизации формы промышленных объектов
- •5.3.1. Пропорция
- •Основные принципы построения интерфейсов
- •Золотое сечение
- •Кошелек Миллера
- •Принцип группировки
- •Бритва Оккама, или kiss
- •Видимость отражает полезность
- •Умное заимствование
- •Часть 2. Компьютерная графика как инструмент проектирования интерфейса
- •Введение
- •6.1. От наскальных рисунков – к компьютерной анимации
- •6.2. Классификация проблем, связанных с графическими изображениями
- •6.3. Направления развития компьютерной графики
- •6.4. Направления совершенствования компьютерной графики
- •7. Разновидности компьютерной графики
- •7.1. Растровая графика
- •7.2. Векторная графика
- •Фрактальная графика
- •7.4. Цветовые модели и режимы
- •Аффинные преобразования на плоскости
- •8.1. Вращение (поворот)
- •8.2. Растяжение (сжатие)
- •8.3. Отражение
- •8.4. Перенос обеспечивают соотношения
- •8.5. Однородные координаты точки
- •8.6. Представление преобразований на плоскости с помощью матриц 3-го порядка
- •8.7. Преобразования в пространстве
- •8.7.1. Вращение в пространстве
- •8.7.2. Растяжение (сжатие), или масштабирование в пространстве
- •8.7.3. Отражение в пространстве
- •8.7.4. Перенос в пространстве
- •8.8. Примеры
- •Проектирование
- •9.1. Виды проектирования
- •9.2. Ортографические проекции
- •9.3. Аксонометрические проекции
- •9.4. Косоугольные проекции
- •9.5. Центральные (перспективные проекции)
- •10. Растровые алгоритмы
- •10.1. Понятие связности
- •10.2. Растровое представление отрезка. Алгоритм Брезенхейма
- •Основные алгоритмы вычислительной геометрии
- •11.1. Отсечение отрезка. Алгоритм Сазерленда – Коэна
- •11.2. Алгоритм определения принадлежности точки многоугольнику
- •11.3. Закраска области, заданной цветом границы
- •Закрашивание
- •Функция закрашивания
- •12.2. Закраска методом Гуро (Gouraud)
- •12.3. Закраска методом Фонга (Phong)
- •Удаление невидимых линий и поверхностей
- •13.1. Построение графика функции двух переменных. Линии горизонта
- •13.2. Отсечение нелицевых граней
- •13.3. Алгоритм Робертса
- •13.4. Алгоритм Аппеля (Количественная невидимость)
- •Удаление невидимых граней
- •14.1. Метод трассировки лучей
- •14.2. Метод z-буфера
- •14.3. Алгоритмы упорядочения
- •14.3.1. Метод сортировки по глубине. Алгоритм художника
- •14.3.2. Метод двоичного разбиения пространства
- •14.4. Метод построчного сканирования
- •14.5. Алгоритм Варнака
- •Геометрические сплайны
- •15.1. Сплайн-функции. Случай одной переменной
- •15.2. Сплайновые кривые
- •15.3. Сглаживающие кривые. Кривая Безье
2.6. Реакции человека-оператора
В лабораторных условиях изучают реакции человека в различных условиях.
Различают 3 вида реакции:
сенсорно-моторная;
реакция на движущийся объект (РДО), или реакция слежения;
дизъюнктивная реакция (реакция выбора).
Простая сенсорно-моторная реакция определяется так: известен входной сигнал (стимул) и известна реакция оператора, замеряется интервал между ними.
Реакция слежения заключается во времени, затрачиваемом на совмещении некоторого маркера, которым управляет человек-оператор, с некоторым изображением, движущемуся по неизвестной заранее оператору траектории. Эта реакция зависит от времени предшествования, т.е. от того времени, в течение которого оператор наблюдал движение изображаемого объекта до начала своих действий.
Если время предшествования превышает 300 миллисекунд, то время РДО составляет 100-150 мсек для зрительного анализатора, если меньше 300 мсек, то время РДО равно времени простой сенсорно-моторной реакции.
Время сенсорно-моторной реакции (Таблица 1)
Таблица 1
№ |
Название анализатора |
Нижняя граница |
Верхняя граница |
Единица измерения |
1 |
для зрительного анализатора |
150 |
220 |
мсек |
2 |
для слухового анализатора |
120 |
180 |
мсек |
3 |
для тактильного анализатора |
90 |
220 |
мсек |
4 |
для болевого анализатора |
130 |
890 |
мсек |
5 |
для вестибулярного аппарата |
400 |
400 |
мсек |
В принципе время латентного периода зависит от многих факторов: от интенсивности сигнала, его модальности и т.д.
Дизъюнктивная реакция: оператору предлагается не один входной сигнал (стимул), а несколько и он должен реагировать на каждый из них. Латентный период больше чем в простой сенсорно-моторной реакции.
2.7. Структура деятельности человека-оператора
Рис. 6. Блок-схема деятельности человека-оператора
С – стимул;
ПЧ – порог чувствительности;
ВР – время реакции;
ЦНС – центральная нервная система;
Ф – фильтр ;
ДР – динамика руки;
КОС – кинематическая обратная связь, используется для улучшения кинематики системы.
2.8. Точность человека-оператора и его влияние на точность системы управления
Точность оценивается безошибочностью работы системы, которая определяется как произведение вероятностей безошибочной работы всех её элементов.
Если установлен менее точный элемент, то необходимо либо повысить его точность непосредственно, либо найти другие способы её улучшения. Наименее точным в системе является человек-оператор.
2.8.1. Алгоритм анализа и контроля ошибок человека-оператора
Рис. 7. Блок-схема алгоритма анализа и контроля ошибок человека-оператора
1 – анализ функциональных элементов;
2 – выявление источника ошибок;
3 – оценка вероятности появления ошибки;
4 – оценка критичности возникающих эффектов;
5 – анализ способа устранения ошибки;
6 – проверка и оценка способа устранения;
7 – включение в конструкцию системы или подсистемы рассматриваемого функционального элемента.
