«Сенсорный вход оператора и его параметры»

Человек воспринимает поступающую из среды информацию с помощью органов зрения, слуха, осязания, обоняния, болевых ощущениях. Скорость их реакции различна:

Зрительный способ получения информации 185 мсек;

Слуховой 105 мсек;

Каждый из этих способов получения информации имеет свой порог чувствительности, пропускную способность и области применения в ЧМС. При проектировании ЧМС необходимо различать сенсорный вход человека-оператора (зрение, слух, обоняние, осязание). И моторный выход – движение рук, ног, туловища, характеризующие пространство, временные и силовые показатели. Общими свойствами сенсорного входа человека-оператора является:

- человек не может решать простую задачу на различение одиночных сигналов, если их число превысит 7;

- при усложнении информации, т.е. увеличении числа признаков сигнала, оттенка и насыщенности цветовых тонов;

- наибольшей пропускной способностью информации обладает зрительный аппарат (5 бит/сек) и слуховой (0,3 бит/сек). Они чаще других реализуются в ЧМС;

- перекодирование информации может резко изменить пропускную способность сенсорного входа оператора;

- перегрузка информации и дефицит времени снижает пропускную способность оператора, но экспериментально установлено, что как увеличение темпа предъявления информации, так и его снижение по сравнению с нормальным существенно увеличивает пропуски информации и ошибки ее идентификации.

Наиболее распространенным источником информации в системе является зрительный аппарат оператора, следовательно, при разработке средств отображения информации в РЭА нужно учитывать ряд особенностей свойств зрительного аппарата человека: нужно различать абсолютный и дифференциальный (контактный) пороги чувствительности глаза. Абсолютным порогом чувствительности глаза называют минимально обнаруживаемую величину яркости светового пятна на черном фоне в условиях отсутствия к-л освещения. Ее величина 10^-6 – 10^-9 Кд/м². Это означает, что световые ощущения в условиях абсолютной темноты могут быть вызваны световой энергией всего в несколько квантов. Диапазон яркостей, которые воспринимает глаз, имеет порядка 10¹². При таком изменении яркости глаз должен обладать адаптацией. Изменение чувствительности глаза по мере требования оператора в темноте называют – теневой адаптацией. Причем увеличение световой чувствительности происходит в первый момент времени непрерывно и устанавливается на постоянном уровне.

Под световой адаптацией глаза понимают изменение чувствительности при увеличении яркости адаптации от нулевого до некоторого заданного постоянный уровень устанавливается примерно 5-10 мин. в зависимости от яркости.

По величине яркости поля адаптации В различают:

1) дневное освещение

2) суммарное освещение

3) ночное освещение

Операторы устройств отображения информации обычно работают при измеренном и (или) дневном освещении.

Если оператор работает в условиях далеких от абсолютной пороговой чувствительности, то возможность раздельного видения предметов определяется не абсолютной чувствительностью глаза, а его способностью различать в отдельных местах контрасты яркости, чаще всего для определения контраста используется отношение:

В₁, В₂ – яркость объекта и яркость фона соответственно.

Если В₁>В₂, то контраст называется прямым, если В₁<В₂, то контраст называется обратным.

Пороги контрастной чувствительности глаза изменяется с изменением яркости поля адаптации и неразрывно связано с инерцией и остротой зрения.

Временной порог чувствительности глаза оператора минимально необходимое время существования информации (отметки) для ее значительного восприятия. Эта величина колеблется в пределах от тысячных и сотых долей секунды. Она зависит от инерции зрения, которая определяется яркостью фона.

С увеличением освещенности уменьшается время инерции глаза и порог контрастной чувствительности. При этом острота зрения увеличивается. Острота зрения или разрешающую способность глаза характеризует порогом разрешения, т.е. минимальным угловым промежутком между равноудаленными точками при котором они воспринимаются еще раздельно. Предельный угол разрешения имеет порядок несколько десятых угловой минуты.

Глаз человека различает объекты не только по яркости, но и по цвету. Величина обратная интенсивности лучистой энергии необходимой для вызывания и человека впечатления некоторой определяемой яркости и характеризующая чувствительность глаза к излучению на той или иной частоте (к цвету) над видностью.

В условиях сумеречного зрения зависимость видности от длины волны несколько смещается в сторону уменьшения длины волны, т.е. максимальной чувствительности.

Спектральная чувствительность глаза должна учитываться при выборе индикаторного устройства (ЭЛТ или ЖКИ), чтобы путем согласия спектра пропускная люминофора, или полосы пропускания применимых в светофильтрах, могли обеспечить наилучшее согласие и условие передачи информации оператору. Нужно иметь в виду, что как при значительном увеличении яркости, так и при значительном ее уменьшении, число различных цветовых тонов уменьшается, что особенно важно для индикаторов с цветной индикацией. Важным фактором восприятия оператором информации является задача обнаружения информации и способ ее кодирования. Средняя длительность фиксации, т.е. время остановки глаза оператора на отметке в зависимости от задачи и способа кодирования следующие:

при задаче оператора в поиске простых геометрических фигур время фиксации составляет 0,2 с;

при поиске условных знаков, букв и цифр – 0,3 с;

при ознакомлении оператора с обстановкой на экране информационного устройства 0,64 с;

При разработке конкретного прибора или устройства успешная работа пользователя будет определятся очередностью и типом задач, а именно: степенью участия оператора в работе радиоэлектронной системы, объемом выход., информации оборудованием лицевой панели прибора, размерами расположением элементов и яркостью символов.

При равномерном поступлении любых символов количество информации в битах определяется по формуле:

N – число символов поступающих с лицевой панели для отображения информации;

n_i – число правильно опознанных оператором символов;

Скорость восприятия информации с прибора или пропускная способность оператора определяется по формуле:

F_on=K_i\T

T – время предъявления (отображения) информации, сек.

Если информация появляется с некоторой скоростью Fи, то для безошибочной работы системы необходимо условие:

Реально оператор начинает допускать ошибки за пределами интервала:

При бит/сек ошибки появляются за счет самопроизвольной отвлекаемости. Оператору надоедает постоянно смотреть на индикатор, на котором ничего не изменяется. При величине бит/сек оператор из-за утомления не успевает усваивать информацию в течении определенного времени, происходит пропуск символов. Увеличение затрат времени будет определятся числом движения глаз и средней длительностью фиксации. Таким образом разработке индикаторной панели нужно согласовать поток информации поступающей с нее, с физиологическими свойствами человека.