Эргономика Березкина 2013

так как яркости при аддитивном сложении цветов складывают­

ся, а внешняя освещенность остается без изменений. В услови­ ях темной комнаты (при отсутствии внешней освещенности экрана) значение контраста изображения в белом свете не долж­ но быть менее 1000 (достигается за счет регулировки яркости).

5. Равномерность яркости по полю экрана

Равномерность яркости по полю экрана оценивают по зна­ чению отступления от равномерности излучения АЕ, которое при отношении максимального значения яркости к минималь­ ному значению, равному 2,0, должно быть не более 0,7.

6. Градация яркостей изображения

Большинство средств отображения информации коллектив­ ного пользования работает в сложных световых условиях, по­ этому необходимо предусмотреть регулировку изменения мак­ симальной яркости, приспосабливая их к конкретным услови­ ям применения. Диапазон изменения яркости в зависимости от ночных или дневных условий работы - 2-100 раз.

7.Глянец, блескость (%1аге) излучателей и поверхности экрана

Под глянцем поверхности экрана понимаются особенности зеркального отражения, проявляющиеся в образовании на по­ верхности световых бликов или изображения посторонних предметов. Глянец окрашенной поверхности экрана влияет на цвет отраженного излучения. Показатель глянца идеального зеркала равен 1.

Блескость означает условие видения, при котором появля­ ется дискомфорт или уменьшается способность видеть дета­ ли, объекты или то и другое вместе вследствие неблагоприят­ ного распределения яркости.

8.Временная и пространственная нестабильность изо­ бражения

Изображение должно восприниматься стабильным и быть

таким, чтобы пользователи или наблюдатели не замечали мелькания.

9. Цвет изображения

9.1. Координаты цветности основных цветов, цветов охват

Координаты цветности определяются в стандартной коло­ риметрической системе МКО 1931 г. (ХУ2). Значения коорди­ нат цветности основных цветов должны располагаться в опре­ деленных местах на графике цветностей, образованных лини­

261

ей спектральных цветностей и прямыми линиями, параллель­ ными осям координат:

-красное излучение: 0,25 <у < 0,33; г < 0,10;

-зеленое излучение: х > 0,08; у > 0,70;

-синее излучение: х < 0,15; у < 0,10.

Цветовой охват - это треугольник, образованный цветностью основных цветов.

9.2. Координаты цветности составных цветов

Цветности составных цветов находятся на графике цветно­ сти на сторонах или внутри треугольника цветового охвата. Цветность составных цветов измеряют, если излучение кон­ кретного цвета задают в технических условиях (ТУ) на сред­ ствах отображения информации коллективного пользования конкретного типа.

9.3. Яркость основных цветов и аддитивность цветно­ сти и цвета

Яркость основных цветов должна быть такой, чтобы при аддитивном смешении получился выбранный белый цвет.

Например, если яркость излучения белого цвета (координа­ ты цветности х = у = г = 0,333) принимают за 100, то соотно­ шение яркостей красного, зеленого и синего цветов будет 24 : 70 : 6; его выражают следующими уравнениями цвета:

9Л. Доминирующая длина волны и чистота цвета

Доминирующая длина волны красного основного цвета должна находиться в пределах 610-700 нм, зеленого - 520540, синего - 450-475. Чистота цветов основных цветных из­ лучений должна быть не менее 0,9.

9.5. Зависимость яркости и контраста цветного изоб жения от угла наблюдения

При изменении угла наблюдения на ±60° яркость излуче­ ния любого цвета не должна изменяться больше чем в два раза. Наименьшее допустимое значение контраста цветного изображения при наблюдении изображения под разными углами Смин = 200 в условиях темной комнаты.

Средства акустической информации (звуковые средства отображения информации) применяют для подачи предупре­ дительных или аварийных сигналов, требующих незамедли­ тельного реагирования при любом положении человека на ра­

262

бочем месте, для снижения нагрузки на функции зрительной системы человека, для обеспечения приема информации при неблагоприятных условиях зрительной работы (ограниченная видимость, воздействие ускорений, вибраций и т.д.), в услови­ ях большой пространственной протяженности рабочего места.

При разработке средств акустической информации уста­ навливаются:

•типы сообщения (генератор, гудок, зуммер, сирена, ревун, свисток, звонок, музыкальный тон, речь);

•характер сообщения (простой, сложный, периодический, непрерывный и т.п.);

•громкость сообщения;

•уровень модуляции;

•длительность и интенсивность сообщений;

•спектральные характеристики;

•способы кодирования информации.

К сигнализаторам звуковых неречевых сообщений относят­ ся источники звука, используемые на рабочем месте человекаоператора для подачи аварийных, предупреждающих и уведом­ ляющих сигналов. Такие сигнализаторы должны обеспечивать привлечение внимания работающего человека сигналами, мо­ дулированными по частоте и уровню звукового давления, уве­ личением длительности звучания и частоты следования. Реко­ мендуется использовать не более шести сигналов предупрежде­ ния и два сигнала внимания.

Уровень звукового давления должен быть в пределах 30100 дБ. При акустических помехах предельно допустимый уровень звукового давления составляет 120 дБ. Частотная ха­ рактеристика тональных сигналов должна лежать в диапазоне 200-5000 Гц. При наличии высокочастотного маскирующего шума допускается расширение полосы до 10 кГц. При измене­ нии несущей частоты тона шаг изменения должен составлять не менее 3% относительно исходной частоты. Длительность отдельных сигналов и интервалов между ними должна быть не менее 0,2 с. Шаг изменения длительности звуковых посы­ лок должен составлять не менее 25% относительно исходной длительности. Длительность звучания интенсивных звуковых сигналов не должна превышать 10 с.

Весь спектр речевых звуков находится в пределах от 100 до 7000 Гц. Средняя частота мужского голоса 1660 Гц, женско­ го - 1900 Гц. Более высокие частоты воспринимаются лучше,

263

поэтому озвучивание объявлений по громкоговорящей связи производится, как правило, женским голосом.

Срезание частот сверху и снизу снижает разборчивость речи. Достаточно хорошая разборчивость речи обеспечивается при передаче ее в диапазоне 250-3500 Гц.

Скорость восприятия речи не более 120 слов/мин. Структу­ ра фраз речевых сообщений должна быть максимально про­ стой и короткой. При этом следует учитывать, что начальные участки фраз обычно воспринимаются лучше, чем концевые, средние - хуже, чем начальные и концевые.

Разборчивость речи зависит от длительности произноше­ ния звуков (для гласных она в среднем составляет 0,35 с, для согласных - до 0,3 с), а также от темпа произношения слов. Чтобы речевые звуки были понятными, их интенсивность должна превышать интенсивность фона (шума) не менее чем на 6 дБ. Точнее распознаются более длинные сообщения, так как в них больше опознавательных признаков. Поэтому для команд предпочтительнее составлять фразы, чем использовать отдельные слова, но количество слов не должно быть более 11. Применение искусственной речи позволяет управлять такими параметрами, как частота, скорость, акценты.

В настоящее время в диалоге с ПК звуковая информация пред­ ставлена в совсем незначительных объемах - даже меньше есте­ ственного баланса, сложившегося между органами чувств чело­ века. Безусловно, это резерв и в будущем роль «звукового пользо­ вательского интерфейса» будет возрастать. Сейчас идут интен­ сивные разработай в области речевого интерфейса с целью замены клавиатур. Когда мы говорим или собираемся говорить, мозг посылает электрические сигналы голосовым связкам и языку. Фиксируя и расшифровывая эти сигналы, можно телепа­ тически управлять органами управления.

Кроме того, выяснено, что намерение совершить какое-ли­ бо телодвижение создает в головном мозге ощущение того, что это движение уже произошло, даже если на самом деле че­ ловек остался неподвижен. Это позволяет путем считывания импульсов, направляемых на управление мышцами, управлять предполагаемыми движениями.

При разработке средств тактильной информации устанав­ ливаются:

• способы представления информации (вибрацией, конфи­ гурацией, температурой, уровнем электрических, химических и тепловых сигналов);

264

•способы кодирования;

•конструктивные особенности тактильных индикаторов. Конфигурация (форма и текстура) применяется для органов

управления. Например, для органов управления автомобиля стандартизированы рукоятки переключения скоростей и ручно­ го тормоза, для самолетов - рукоятки «шасси», «дроссель».

Тактильное представление тестов шрифтом Брайля приме­ няется достаточно давно. Имеются опытные образцы электротактильных сигнализаторов для слепых и глухих.

Тактильная информация применяется для систем сигнали­ зации и оповещения о возникновении опасных, критических и аварийных ситуаций, а также для предупреждения о выходе на заданные режимы функционирования оборудования.

Диапазон частот вибрационных тактильных сигналов, вы­ даваемых на ручку управления, составляет 2-5 Гц; для датчи­ ков, расположенных на теле человека - около 20 Гц.

Самый распространенный вид использования тактильной информации в бытовой технике - вибрация, которая применя­ ется для мобильных телефонов. Кроме того, такие конструк­ тивные элементы, как тактильные полосы в виде рядов выпу­ клых элементов поверхности, применяются на платформах метро, вдоль дорог для обозначения опасной зоны (шумовая полоса). Такие же шумовые полосы располагают перед пеше­ ходными переходами и перед остановками общественного транспорта. На клавиатурах персональных компьютеров при­ меняются выпуклые точки или черточки для координации опе­ ратора в пространстве.

9.2. Органы управления

Различные органы управления можно применять для вы­ полнения одних и тех же функций, поэтому при выборе орга­ нов управления необходимо учитывать:

•структуру и особенности деятельности человека-операто- ра при нормальной работе систем и при их отказе;

•управляющие действия, которые должен производить

оператор;

•положение тела человека (рабочую позу) при манипуля­ циях с органами управления;

•динамические характеристики рабочих движений (уси­

лия, точность, скорость, траекторию);

265

•место расположения органов управления;

•условия производственной среды (освещенность, вибра­

ция, помехи и т.д.);

•технические характеристики объекта управления;

•психофизиологические и антропометрические характери­ стики человека;

•наличие или отсутствие спецодежды и средств индивиду­

альной защиты.

Органы управления классифицируются по назначению, по времени и частоте использования, по виду воздействия на объ­ ект управления, по характеру управляющих движений, по кон­ структивному исполнению, по скорости, точности воздействия и величине прилагаемых усилий.

Органы управления могут приводиться в действие руками, ногами, головой, пальцами, ладонями, глазами, электрически­ ми импульсами в мышцах и мозге.

Различают механические и виртуальные органы управле­ ния.

Механические органы управления состоят из приводного элемента и исполнительной части, представленной, как прави­ ло, в виде механической передачи. Размеры и форма привод­ ного элемента рассчитываются в соответствии с размерами и формой тех частей тела, с которыми он соприкасается, а также со свойственными им приводными усилиями:

-кнопки и клавиши предназначены для проведения бы­ стрых операций типа «включено-выключено», требующих не­ значительных усилий при управлении и позволяющих осу­ ществлять управляющие действия с наибольшей скоростью. Размеры их определяются частотой использования и необхо­ димыми усилиями для приведения их в действие (чем чаще они приводятся в действие и чем больше прикладывается уси­ лий, тем крупнее приводной элемент). Должен соблюдаться стереотип управления - «включено» при нажатии;

-рычаги служат для ступенчатых переключений и плавно­ го динамического регулирования одной или двумя руками, а также при средних или больших управляющих усилиях, бы­ стрых движениях при коротком пути управления и прямых траекториях. Оптимальное число позиций - 4; форма рукоятки

коническая или овальная. Шаровидные рукоятки используют­ ся при большом размахе движений;

- маховики управления, штурвалы и рулевые колеса пред­ назначены для выполнения ступенчатых переключений и

266

плавного регулирования, выполняемого одной ли двумя рука­ ми; применяются для медленных вращений и при точных кру­ говых поворотах в условиях, требующих приложения значи­ тельных усилий либо точного регулирования;

-тумблеры применяются для быстрого включения, выклю­ чения и переключения режимов работы, не требуют при управлении больших физических усилий, хорошо опознаются на рабочем месте, позволяют осуществлять операции с боль­ шой скоростью;

-кривошипные рукоятки служат для переключений, требу­ ющих быстрого вращения и многих оборотов, или для передачи значительных физических усилий на исполнительный орган;

-поворотные переключатели применяются для операций включения-выключения, плавного непрерывного или ступен­ чатого регулирования (в зависимости от способов захвата при­ водного элемента различают поворотные переключатели для дискретного позиционирования, переключатели для грубого и плавного регулирования, для точного позиционирования);

-педали - ножные органы управления, предназначенные для операций типа включения-выключения и регулирования состояний объекта управления (предпочтительное использова­ ние в положении «сидя») при невысокой точности регулиров­ ки или при необходимости значительных мышечных усилий. Не должно быть более двух педалей для одновременного управления; угол движения - не более 25°; высота каблука - не более 70 мм. Необходимо соблюдение стереотипа управле­ ния - «включено», «увеличение» при нажатии на педаль.

Механические органы управления постепенно заменяются виртуальными, в которых исполнительная часть представляет собой электронное, гидравлическое или электромеханическое устройство.

В настоящее время в качестве виртуальных органов управ­ ления чаще всего рассматриваются клавиатура, манипулятор «мышь», сенсорная (тач) панель (тачпад - встроенная в нотбук или нетбук или трекпад - отдельная беспроводная сенсорная панель, тачскрин - сенсорная визуальная панель), трекбол, джойстик, стилус и т.д. Их единым признаком является воз­ можность интерактивного управления элементами информа­ ционной модели.

К виртуальным модификациям клавиатуры относятся кла­ виатура, расположенная в одной руке (работа на ней произво­ дится аккордным методом), сенсорные браслеты и перчатки.

267

Мюгозой предложил интерфейс для игровой консоли ХЪох. Он позволяет общаться с ней голосом, жестами, понимает позы, распознает объекты и рисунки. В концепции Мюгозой данная технология уже скоро сможет заменить привычное управление. Первой в этой области была Арр1е с тачинтерфейсами. Сегодня для того, чтобы повернуть изображе­ ние, не нужна кнопка «го1а1е» для увеличения или уменьшения картинки и не надо искать кнопку «масштаб». Устройства из­ бавляются от них. В 2006 г. компания 1^ш1еп<1о для компьютер­ ных игр стала использовать движения рук. В конце 2008 г. ком­ пания Ооо§1е запустила голосовой поиск без использования клавиатуры. Компания Си§ег ТесЬпо1о§1ез выпустила в коммер­ ческую эксплуатацию первый доступный прибор с интерфей­ сом «мозг-компьютер» - 1п1епсИх, который для управления ис­ пользует активность разных участков коры головного мозга и биосигналы лицевых мышц.

При эргономическом обеспечении разработки органов управления рассматриваются следующие параметры:

-соответствие характера управляющего движения функ­ циональному состоянию управляемой системы;

-форма;

-размеры;

-усилия перемещения для механических органов управле­ ния (для виртуальных иногда специально вводится сопротив­ ление перемещению);

-направления и плоскости перемещения органов управле­ ния относительно плоскости симметрии тела оператора;

-способы и динамика фиксации органов управления;

-качество и места расположения надписей (символов) на органах управления (сверху, снизу, сбоку);

-способы совмещения нескольких органов управления;

-средства защиты органов управления (крышки, несколь­ ко степеней защиты от срабатывания);

-характеристики покрытий органов управления в части теплопроводности, шероховатости, цвета и т.д.

Кодирование приводных элементов органов управления осуществляется с целью кодирования их назначения. Для ко­ дирования используются:

-форма приводных элементов (например, рукоятки в авто­ мобиле);

-рифление поверхности;

268

-размер приводных элементов (различие должно состав­ лять не менее 20 % по объему);

-Цвет;

-надписи.

Должна быть обеспечена обратная связь с оператором для сигнализации о приведении органов управления в действие. Для обеспечения обратной связи применяются:

-изменение положения органов управления;

-характер и динамика сопротивления органов управления перемещениям;

-изменение формы, цвета курсора или знака (для вирту­ альных);

-поворот органов управления вокруг своей оси;

-глубина утапливания органов управления относительно поверхностей панелей.

Организация опоры для рук обеспечивается в зависимости от номенклатуры используемых органов управления. Опора для локтя необходима при больших (широких) движениях кистью с предплечьем (работа с сенсорным экраном, световым пером); опора для предплечья —при движениях кистью (мышь, джой­ стик, клавиатура); запястье нуждается в поддерживании при движениях пальцами (клавиатура, трекбол, сенсорные панели).

Создание новых более эргономичных клавиатур приобре­ тает сегодня самые причудливые формы: клавиатуры как бы «разламываются» надвое, появляются изогнутые, вводятся всевозможные подставки для кистей. Однако следует помнить, что при интенсивной работе стереотип поведения часто важ­ нее кажущегося удобства.

Конструкция клавиатуры определяется антропометриче­ скими характеристиками человека-оператора и должна соот­ ветствовать следующим нормативам:

-угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5° до 15°*;

-высота среднего ряда клавиш не более 30 мм (если высо­ та передней кромки клавиатуры больше 20 мм - для больших рук человека, то предусматривается свободное пространство от нижнего ряда кнопок до передней кромки шириной 80100 мм. Такая свободная площадка может выполняться в виде специального «пристяжного» конструктивного элемента или в

* Трекпад должен иметь высоту и угол наклона такие же, как и у клавиа­ туры.

269

виде мягкого валика для поддержки кистей рук, который на­ полняется гелеобразной массой; если высота передней кромки клавиатуры меньше 20 мм - для маленьких рук, предусматри­ вается пространство шириной 80-100 мм между кромкой кла­ виатуры и краем стола*);

-расположение часто используемых клавиш должно быть

вцентре, внизу и справа, клавиши редко используемых - ввер­

ху и слева;

-выделение размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;

-для кодирования функциональных клавиш и для печати «слепым» методом могут применяться риски и точечные бу­ горки;

-шаг (расстояние между клавишами) определяется антро­ пометрическими характеристиками кисти руки и должен быть не менее диаметра ногтевой фаланги указательного/среднего пальца (они примерно равны) в расчете на 95 перцентилей оте­ чественного пользователя, что равняется 20,14 мм (в импорт­ ных клавиатурах и скопированных наших - 19 мм, что, в прин­ ципе, хотя и не соответствует приведенным расчетным значе­ ниям, несущественно, так как клавиатурами пользуются в ос­ новном молодые люди, у которых размеры рук меньше);

-расстояние между контактными плоскостями клавиш определяется точностью позиционирования пальцев и тремо­ ром рук и должно быть не менее 3 мм;

-клавиатура должна быть отделена от монитора и иметь возможность перемещаться в пределах 0,5-1,0 м.

Выделение функциональных зон клавиатуры и отдельных клавиш методом цветового кодирования нецелесообразно - лучше использовать оттенки градаций светлоты основного цветового тона. Связано это с тем, что цветовое кодирование зрительных элементов информационной модели следует про­ изводить в центральной области зрения, а работа с клавиату­ рой предполагает в основном использование периферического зрения. Цветовое разделения знаков на клавишах (например, при русской и английской раскладке алфавитов) соответствен­ но также нецелесообразно. В данном случае важен не цвет, а месторасположение знаков. При этом знаки на клавишах должны иметь обязательно прямой яркостный контраст, такой

*Клавиатура может располагаться на специальной регулируемой по вы­ соте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

270