人机工程学（Man-Machine Engineering）是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。

该学科在美国称为“Human Engineering”（人类工程学）或“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）。

国际人类工效学学会（IEA）为本学科所下的定义是最有权威、最全面的定义。

人机工程学研究人—机—环境系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。

现有的人机工程学理论模型主要从三个角度出发：系统，人机界面以及人的作业效能。

“系统”是人体工程学最重要的概念和思想。

从系统优化的角度看，人体工程学研究可以分为安全、效率、舒适和审美四个层次。

人与机交互关系的接口被定义为人机界面（interface），人机界面的形式与内容是对人机关系的表征，是人机工程学研究的核心方面。

人的作业效能（Human Performance），即人按照一定要求完成某项任务时所表现出来的效率和成绩。

研究内容：1.产品系统中人的因素2.人机系统总体设计3.作业场所的设计和完善4.作业研究及改善研究方法：1.观察分析法 2.实测法 3.实验法 4.模拟和模型试验法 5.计算机数值仿真法。

人们总以为设计有三维：美学、技术和经济，然而更重要的是第四维：人性。

人性化设计是一种注重人的存在、价值、尊严的设计理念。

可用性的五大属性为：效率(Efficiency)、学习(Learnability)、记忆(Memorability)、错误(Errors)及满意程度(Satisfaction)。

人体测量学是一门用测量方法研究人的体格特征的科学。

人体测量方法主要有以下3种：普通测量法、摄像法、三维数字化人体测量法。

测量的基本目的是为设计提供设计参数。

分类：人体构造尺寸（静态尺寸）和功能尺寸（动态尺寸）为了获得准确地人体尺寸参数，进行人体（活体）尺寸测量时，有两个基本要求：一是标准化的测量条件，即测量姿势的规定、测量方向的规定和测量量度（尺寸术语）的规定等；二是标准化的测点和测量项目。

人体测量的基本术语被测者姿势：立姿坐姿测量基准面：1.矢状面：通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面称为矢状面。

2.正中矢状面：在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。

正中矢状面将人体分成左、右对称的两部分。

3.冠状面：通过铅锤轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。

冠状面将人体分成前、后两部分。

4.横断面：与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为横断面。

横断面将人体分成上、下两部分。

5.眼耳平面：通过左、右耳屏点及右眼眶下点的横断面称为眼耳平面或法兰克福平面。

支承面和衣着基本测点及测量项目标准化的测量条件、标准化的测点和测量项目测量项目必须明确定义所测量的两个部位、测点或测量经过点以及测量方向。

虽然未知总体，但是只要保证抽样的无偏性、一致性和有效性，就能获得对总体的优良估计。

人体测量中数据不符合正态分布的测量项目，其分布特征可以用累计频次的百分位和百分位数来描述。

百分位通常用第几百分位来表示。

百分位数则是对应于百分位的实际数值。

根据特定尺寸范围来选取人体尺寸只占人体尺寸分布的一个“域”，称为“适应域”。

立姿的标准测量姿势为挺胸自然直立，坐姿的标准测量姿势为端坐，即直腰坐。

采用人体断层面的CT或者MRI成像技术测量人体，不仅把人体形态特征而且把人体组织特征全部纳入一个三维数据库，然后利用计算机构建人体的三维解剖图形模型，又称虚拟人。

静态人体尺寸是被测对象处于静止和标准姿势下测量的尺寸。

动态人体尺寸是人体在动态下占用的空间范围或动作范围的测量。

动态人体尺寸更能反映人体各部位之间的功能关系和结构关系。

应用原则：注意选择应用条件，百分位的选择和一些注意事项应用方法：1 确定所设计产品的类型（三类四种）2 选择人体尺寸百分位3 确定功能修正量4确定心理修正量5产品功能尺寸的设定设计的实际尺寸通常要根据实际需要进行修正，称为人体尺寸的功能修正，修正以后的尺寸称为功能尺寸。

最小功能尺寸=人体尺寸+功能修正量产品功能尺寸除了最小功能尺寸，还有最佳功能尺寸。

最佳功能尺寸=人体尺寸+功能修正量+心理修正量人的作业按照人的作业姿势可以分为:坐姿作业;立姿作业;坐立交替作业。

影响作业空间设计的因素很多。

首先，是视觉的可视性要求。

其次，是作业的性质对作业空间设计的影响。

工作座椅的设计要点如下：①结构形式使操作者身体舒适、稳定，能准确进行操作。

②座高和腰靠高方便于调节，并能进行可靠的紧固。

调节范围从女子5百分位数到男子95百分位数座高360～480mm，无级或采用20mm一挡的有级调节，腰靠高165～210mm，无级调节。

③外露部分没有易伤人的尖角、锐边、突头。

④结构材料无毒、阻燃、耐用，座垫、腰靠、扶手的覆盖层材料柔软、防滑、透气、吸汗、不导电。

座椅功能尺寸和形态应随就坐的目的要求而异，可分为①工作座椅，简称工作椅，②休息用椅，简称休息椅，③办公室用椅、会议室用椅。

神经元也称神经细胞，是神经系统的基本结构和功能单位。

对于一个典型的神经元，由细胞体、树突、轴突、髓鞘和突触小体等组成。

神经传导通过神经元来完成的。

神经元具有兴奋性和传导性，即神经元可以接受刺激，并且传递信息。

神经传导是一种电化学过程。

人的神经系统可分中枢神经系统和外周神经系统。

中枢神经系统主要包括在脊柱中的脊髓和脑，外周神经系统包括躯体神经系统和自主神经系统。

脑可以分为三个主要部分：前脑、中脑和后脑。

声音的三个基本的特征：振幅、波长（频率）和波形。

声压是决定声音强度的主要因素。

一般采用分贝(dB)作为声音强度的标志。

听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体，可听声主要取决于声音的频率，人的听感范围：20~20000HZ ；其次取决于声音的强度。

耳可以分为三个部分：外耳、中耳和内耳。

在3000~4000Hz 之间达到最大的听觉灵敏度。

听域：Pa P 50102-⨯= 痛域P=20Pa听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin 。

痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax 。

3.方向敏感度（双耳效应）（1）时差：∆t=声源到两耳的时间差。

人耳可觉察到的声信号入射的最小偏角为3°。

（2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同。

由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。

4.掩蔽效应掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。

掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。

残余掩蔽/听觉残留：由于人的听阀的复原需要经历一段时间，掩蔽声去掉以后，掩蔽效应并不立即消除。

光的照度就是落在单位面积上的光通量，单位是lx （勒克斯）。

光的亮度是从物体表面发出的和反射的光通量。

明度指由光的刺激所产生的视觉明暗程度。

亮度=照度×反射率；明度=亮度＋知觉。

色彩知觉的恒长性。

例如：在早上、中午和晚上看一面红旗，它仍然为红色。

视觉残效（after effects in visual ）。

指在一定时间内接受了某种视觉刺激后，即使撤去这一刺激而源自该刺激的响应在此后一定的时间间隔内仍以某种形式存留在视觉中的现象。

色彩对比（color contrast ）色彩同化（color assimilation ）人的视网膜有两种感光细胞，“圆锥细胞”和“圆柱细胞”，其作用各不相同。

当环境和人的头都保持不变的时候，眼睛能看到的空间就是视野。

视野可以分为三个区域：清晰视野区、中视野区和外视野区。

视野，亦称视场，头部和眼睛在规定的条件下，人眼可观察到的水平面与铅垂面内所有的范围空间分为直接视野、眼动视野和观察视野双眼视区大约在左右60度以内的区域。

在一般状态下，站立时自然视线低于水平线10度，坐着时低于水平线15度。

视距是指人在操作系统中正常的观察距离。

一般操作的视距范围在38~76cm之间。

色觉视野，简称色视野白色最大，黄色、蓝色，红色依次递减，绿色视野最小。

视敏度又称视力，是眼睛能辨别物体很小间距的能力。

视敏度是评价人的视觉功能的主要指标。

暗适应：人由明亮的环境转入暗环境，在暗环境中视网膜上的视杆细胞感受光的刺激，使视觉感受性逐步提高的过程称为暗适应。

明适应：人由暗环境转入明亮的环境，视杆细胞失去感光作用，视网膜上的视锥细胞感受强光的刺激，是视觉阈限由很低提高到正常水平，这一过程称为明适应。

视觉运动特性：①习惯方向水平左－右，铅垂上－下，旋转顺时针。

运动为点点跳跃、而非连续移动。

②水平运动快于铅垂方向，且不易感到疲劳，对水平方向上尺寸与比例的估测，比对铅垂方向的准确。

③两眼常同时注视一处，设计中应取双眼视野为依据。

④对不同区域的视觉感知快慢不同。

视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。

触觉在设计中一般运用在那些视觉和听觉负担过重的工作的设计中。

两点阈限：能被感知到的两个刺激点间最小的距离。

手指的两点阈限值最低。

在理想的情况下，小到0.001mm的位移，就足够引起触觉。

人的皮肤能够适应从16℃到40℃的温度。

人的化学感觉主要包括味觉和嗅觉。

人机信息交换系统模型:人机信息界面包括环境信息、机器信息的显示与控制装置。

显示是有目的的信息传递。

显示分为自然显示和人工显示。

视觉显示的优点是能传示数字、文字、图形符号，甚至曲线图表、公式等复杂信息，信息便于延时保留和储存，受环境的干扰较小。

听觉显示的优点是即时性警示性强，能向所有方向传示且不易受到阻隔，但与环境之间的相互干扰较大。

显示装置按形式可分为：仪表显示、信号显示、荧光屏显示等。

在一般白昼日照条件下，人眼看清一个天空背景上黑色客体的能见距离，叫“气象能见距离”。

闪光灯的作用：①：引起观察者的进一步注意；②：指示操作者立即采取行动；③：反映不符合指令要求的信息；④：用闪光的快慢指示机器或部件运动速度的快慢；⑤：用以指示警觉或危险信号。

显示仪表的常见类型有刻度指针式仪表和数字式显示仪表。

机械显示设计：指针移动式、刻度标尺移动式、直读式。

电子显示有很多种类型，如CRT、LED、LCD。

信息编码：颜色编码、形状编码、数字与字母编码。

在进行编码的时候，要注意两点：第一，不要产生多余的编码。

第二，在设计中要注意编码的数量不能过多。

布置一般仪表时，其视距最好在560～750 mm范围内，这样的视距下，眼睛能较长时间地工作而不会疲劳。

刻度盘的设计首先是选择合适的刻度盘。

主要从人的任务的角度考虑，包括显示的精度、显示范围以及刻度划分等。

研究表明，在视距750mm左右时，直径小于35mm的圆形表盘的判读效绩随表盘直径增大而提高；直径为35-70mm的表盘，判读效绩差别不大；表盘直径超过70mm，其认读效绩随表盘增大而降低。