人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課。通過這門課程，讀者需要了解 人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，理解與產(chǎn)品緊密關(guān)聯(lián)的人的因素，掌握各種形式的人機(jī)工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、原理和方法。
《人機(jī)工程學(xué)》共分 7 章，第 1 章介紹人機(jī)工程學(xué)的含義、發(fā)展、范疇、方法及其與 以人為本 設(shè)計(jì)理念之間的關(guān)系； 第 2 章介紹作為設(shè)計(jì)依據(jù)的人體系統(tǒng)、人體尺度、感覺及其特性、知覺及其特性、人的信息處理機(jī)制、情緒與情感、 運(yùn)動(dòng)器官及其特性、個(gè)體作業(yè)行為等方面的人因；第 3 ～ 6 章分別介紹人機(jī)界面設(shè)計(jì) ( 包括信息顯示、操縱控制、 計(jì)算機(jī)交互 ) 、作業(yè)器具設(shè)計(jì)、作業(yè)空間設(shè)計(jì)、作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)等各領(lǐng)域的人機(jī)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法；第 7 章則從總體上介紹運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)的原理與程序。
《人機(jī)工程學(xué)》結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容豐富，不僅可以作為高等院校工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的教材使用，而且可供其他相關(guān)專業(yè)及廣大從事工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人員閱讀參考。
人機(jī)工程學(xué)現(xiàn)今已是很多設(shè)計(jì)門類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在這門課程中我們必須理解、明白，并且深切地感悟出人機(jī)工程學(xué)與各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)的相關(guān)聯(lián)性 , 使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中能充分考慮人和所設(shè)計(jì)的人造 物及他們所處的環(huán)境的協(xié)調(diào)及統(tǒng)一，提高其與人之間的和諧關(guān)系，盡量滿足其使用者的舒適和安全要求。 隨著人類生活機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和交互化的高速發(fā)展，人的因素在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中的影響 越來越大，人機(jī)和諧發(fā)展的問題也就越來越顯得重要，人機(jī)工程學(xué)這門學(xué)科在設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)際應(yīng)用中的 地位與作用也愈顯出其重要性�！度藱C(jī)工程學(xué)》強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)化、思想系統(tǒng)化、學(xué)科多元化的編寫理念，注重理論聯(lián)系實(shí)踐、多專業(yè)結(jié)合與互 融的編寫思路。在理論與應(yīng)用相結(jié)合的基礎(chǔ)上，側(cè)重于結(jié)合實(shí)例探討人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)多領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，力求使讀者既能獲得基本理論知識(shí)和方法，也能在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以應(yīng)用與研究。*，注重跨界的教學(xué)思路。由于人機(jī)工程學(xué)適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)以及交互設(shè)計(jì)等專業(yè)，筆者從人機(jī)環(huán)境的整體系統(tǒng)進(jìn)行講解，既包含人與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人與物的關(guān)系，又包含人與室內(nèi)空間人與空間的關(guān)系，涵蓋人機(jī)系統(tǒng)整體化的思想體系，使之成為真正的系統(tǒng)研究。因此本書適用于工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)使用，真正實(shí)現(xiàn)理論系統(tǒng)化、實(shí)踐多元化的教育理念。第二，《人機(jī)工程學(xué)》注重知識(shí)的前瞻性。筆者結(jié)合現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，例如物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代、智能化技術(shù)對(duì)人的生活方式的影響，已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)的思想產(chǎn)生影響，因此筆者在傳統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)體系上， 發(fā)覺新的思路，例如從新的可穿戴設(shè)備與人的關(guān)系、新的交互方式等知識(shí)進(jìn)行講解，體現(xiàn)出與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)思路。第三，理論系統(tǒng)化�！度藱C(jī)工程學(xué)》注重理論的科學(xué)性與系統(tǒng)性，對(duì)很多傳統(tǒng)觀點(diǎn)進(jìn)行梳理，并利用多圖表的 形式進(jìn)行輔助說明，使學(xué)生與專業(yè)人員能夠更好地梳理書中的知識(shí)，也利于考研的同學(xué)進(jìn)行理論補(bǔ)充，真正做到理論聯(lián)系實(shí)踐。第四，《人機(jī)工程學(xué)》引用并分析了大量的世界優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品，為讀者理解設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用提供了借 鑒之處�！度藱C(jī)工程學(xué)》可作為工業(yè)設(shè)計(jì)、室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等專業(yè)的本科生教 材、研究生的參考讀物，也可供藝術(shù)設(shè)計(jì)等方面有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
前 言
一項(xiàng)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)必然是人、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與文化等因素巧妙平衡的產(chǎn)物。因此，要求設(shè)計(jì)師有
能力在各種制約因素中，找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。判斷最佳平衡點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，就是在設(shè)計(jì)中堅(jiān)持以人為本 的原則。具體表現(xiàn)在各項(xiàng)設(shè)計(jì)中均應(yīng)以人為主線，將人機(jī)工程學(xué)規(guī)范貫穿于設(shè)計(jì)的全過程，并且在設(shè)計(jì) 全過程的各個(gè)階段，都有必要進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)研究與分析，以確保一切設(shè)計(jì)物都能符合人的特性，從而 使其功能滿足人的需求，因此人機(jī)工程學(xué)被視為重要的知識(shí)與評(píng)判設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，這也是專業(yè)學(xué)子與專業(yè) 人士面對(duì)的重要課題。
在這樣的背景下，《人機(jī)工程學(xué)》從專業(yè)的角度，系統(tǒng)地闡述了人機(jī)工程學(xué)學(xué)科的各項(xiàng)知識(shí)。從人機(jī)工程學(xué)的
定義、概念、發(fā)展脈絡(luò)以及應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等方面，對(duì)人體結(jié)構(gòu) 特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活 動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；提供人體各部分的出力范圍、活動(dòng)范圍、動(dòng)作速度、 動(dòng)作頻率、重心變化以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感 覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適 應(yīng)能力；探討人在工作和生活中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素。
人機(jī)工程學(xué)現(xiàn)今已是很多設(shè)計(jì)門類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在這門課程中我們必須理解、明白，并且深切
地感悟出人機(jī)工程學(xué)與各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)的相關(guān)聯(lián)性 , 使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中能充分考慮人和所設(shè)計(jì)的人造 物及他們所處的環(huán)境的協(xié)調(diào)及統(tǒng)一，提高其與人之間的和諧關(guān)系，盡量滿足其使用者的舒適和安全要求。
隨著人類生活機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和交互化的高速發(fā)展，人的因素在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中的影響 越來越大，人機(jī)和諧發(fā)展的問題也就越來越顯得重要，人機(jī)工程學(xué)這門學(xué)科在設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)際應(yīng)用中的 地位與作用也愈顯出其重要性。
《人機(jī)工程學(xué)》強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)化、思想系統(tǒng)化、學(xué)科多元化的編寫理念，注重理論聯(lián)系實(shí)踐、多專業(yè)結(jié)合與互
融的編寫思路。在理論與應(yīng)用相結(jié)合的基礎(chǔ)上，側(cè)重于結(jié)合實(shí)例探討人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)多領(lǐng)域的研究與 應(yīng)用，力求使讀者既能獲得基本理論知識(shí)和方法，也能在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以應(yīng)用與研究。
第一，注重跨界的教學(xué)思路。由于人機(jī)工程學(xué)適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)以及交互設(shè)計(jì)等
專業(yè)，筆者從人機(jī)環(huán)境的整體系統(tǒng)進(jìn)行講解，既包含人與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人與物的關(guān)系，又包含人與 室內(nèi)空間人與空間的關(guān)系，涵蓋人機(jī)系統(tǒng)整體化的思想體系，使之成為真正的系統(tǒng)研究。因此《人機(jī)工程學(xué)》適 用于工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)使用，真正實(shí)現(xiàn)理論系統(tǒng)化、實(shí)踐多元化的教育 理念。
第二，《人機(jī)工程學(xué)》注重知識(shí)的前瞻性。筆者結(jié)合現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，例如物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代、智能化技術(shù)對(duì)人
的生活方式的影響，已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)的思想產(chǎn)生影響，因此筆者在傳統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)體系上， 發(fā)覺新的思路，例如從新的可穿戴設(shè)備與人的關(guān)系、新的交互方式等知識(shí)進(jìn)行講解，體現(xiàn)出與時(shí)俱進(jìn)的 教學(xué)思路。
第三，理論系統(tǒng)化�！度藱C(jī)工程學(xué)》注重理論的科學(xué)性與系統(tǒng)性，對(duì)很多傳統(tǒng)觀點(diǎn)進(jìn)行梳理，并利用多圖表的
形式進(jìn)行輔助說明，使學(xué)生與專業(yè)人員能夠更好地梳理書中的知識(shí)，也利于考研的同學(xué)進(jìn)行理論補(bǔ)充，真正做到理論聯(lián)系實(shí)踐。
第四，《人機(jī)工程學(xué)》引用并分析了大量的世界優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品，為讀者理解設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用提供了借鑒之處。
《人機(jī)工程學(xué)》可作為工業(yè)設(shè)計(jì)、室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)等專業(yè)的本科生教
材、研究生的參考讀物，也可供藝術(shù)設(shè)計(jì)等方面有關(guān)工程技術(shù)人員參考。 《人機(jī)工程學(xué)》由曹祥哲編著，蘭玉琪、鄧碧波、馬彧、陳永超、李巨韜、汪海溟、寇開元、 呂太鋒、譚周、周旭、龍泉等也參與了《人機(jī)工程學(xué)》的編寫工作。由于作者水平所限，書中 難免有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)、指正。
編 者
目 錄
第1章 人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)1
1.1 人機(jī)工程學(xué)的概念 1
1.2 人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展 3
1.2.1 經(jīng)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué)初始階段 4
1.2.2 科學(xué)人機(jī)工程學(xué)成長階段 8
1.2.3 現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)成型階段 9
1.3 人機(jī)工程學(xué)的分類 10
1.3.1 設(shè)備人機(jī)工程學(xué) 10
1.3.2 功能人機(jī)工程學(xué) 11
1.4 人機(jī)工程學(xué)中的要素 11
1.5 人機(jī)工程學(xué)的研究內(nèi)容 12
1.6 人機(jī)工程學(xué)的研究方法 16
1.7 人機(jī)工程學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì) 19
1.7.1 人機(jī)工程學(xué)為工業(yè)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù) 19
1.7.2 為工業(yè)設(shè)計(jì)中的環(huán)境因素提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 20
1.7.3 為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù) 20
1.7.4 樹立以人為本的設(shè)計(jì)思想 21
1.8 人機(jī)工程學(xué)與室內(nèi)設(shè)計(jì) 21
第２章 人的感知系統(tǒng)23
2.1 人的感覺定義與特點(diǎn) 24
2.1.1 適宜刺激 26
2.1.2 適應(yīng) 27
2.1.3 相互作用 27
2.1.4 對(duì)比 27
2.1.5 余覺 28
2.2 人的知覺定義與特點(diǎn) 28
2.2.1 知覺定義 28
2.2.2 知覺特點(diǎn) 29
2.3 人的視覺定義及特點(diǎn) 32
2.3.1 視覺刺激 32
2.3.2 視覺系統(tǒng) 32
2.3.3 視覺機(jī)能 33
2.4 聽覺機(jī)能及其特征 38
2.4.1 聽覺刺激 38
2.4.2 聽覺的特性 39
2.5 嗅覺與味覺的特性 39
2.5.1 嗅覺感受器 39
2.5.2 嗅覺能力 40
第3章 人體尺寸與數(shù)據(jù)采集41
3.1 人體測(cè)量學(xué)由來與發(fā)展 41
3.2 人體測(cè)量的作用 42
3.3 人體尺寸測(cè)量的內(nèi)容與工具 42
3.3.1 人體測(cè)量內(nèi)容 43
3.3.2 人體尺寸測(cè)量工具 45
3.4 人體測(cè)量方法 46
3.5 影響人體尺寸的因素 47
3.6 人體測(cè)量數(shù)據(jù)來源與術(shù)語 48
3.6.1 人體測(cè)量數(shù)據(jù) 48
3.6.2 人體尺寸測(cè)量的術(shù)語 48
3.7 常用人體測(cè)量資料 49
3.7.1 我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn) 49
3.7.2 成年人的人體功能尺寸 52
3.8 人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用 54
3.8.1 主要人體尺寸的應(yīng)用原則 54
3.8.2 人體尺寸的應(yīng)用方法 57
3.9 老年人和殘疾人的生理特征 59
3.9.1 老年人的生理特征 59
3.9.2 殘疾人的生理特征 59
第4章 室內(nèi)空間中人機(jī)參數(shù)與人體姿勢(shì)60
4.1 作業(yè)空間 60
4.1.1 作業(yè)空間概念 60
4.1.2 作業(yè)空間分類 60
4.2 作業(yè)空間的設(shè)計(jì)要求與原則 61
4.2.1 設(shè)計(jì)要求 61
4.2.2 設(shè)計(jì)原則 62
4.3 作業(yè)空間的設(shè)計(jì)步驟 63
4.3.1 作業(yè)場(chǎng)所和調(diào)研 63
4.3.2 作業(yè)空間的初步設(shè)計(jì)方案 63
4.3.3 建立空間模型和模擬測(cè)試 63
4.4 作業(yè)空間人體參數(shù) 64
4.5 人體不同作業(yè)姿勢(shì) 65
4.5.1 坐姿作業(yè)空間設(shè)計(jì) 65
4.5.2 立姿作業(yè)空間 67
4.6 室內(nèi)生活空間設(shè)計(jì) 68
4.6.1 室內(nèi)生活空間的構(gòu)成因素和特征 68
4.6.2 居住行為與空間組合 69
4.6.3 家居空間尺度設(shè)計(jì)與要求 70
4.7 各類空間的功能分析 76
4.7.1 普通辦公室處理要點(diǎn) 76
4.7.2 開放式辦公室處理要點(diǎn) 78
4.7.3 銀行營業(yè)廳空間處理要點(diǎn) 78
4.7.4 郵局營業(yè)廳空間處理要點(diǎn) 78
4.7.5 車站售票處空間處理要點(diǎn) 78
4.7.6 候車室空間處理要點(diǎn) 79
4.7.7 旅館門廳空間處理要點(diǎn) 79
4.7.8 酒店標(biāo)準(zhǔn)間空間處理要點(diǎn) 80
4.7.9 視聽空間處理要點(diǎn) 80
4.7.10 展覽陳列空間處理要點(diǎn) 80
4.8 家具設(shè)計(jì) 80
4.8.1 人體坐姿生理解剖基礎(chǔ) 80
4.8.2 座椅的功能尺寸 82
4.8.3 坐姿與靠墊 83
4.8.4 工作面的高度與辦公桌設(shè)計(jì) 83
4.8.5 辦公桌尺寸的相關(guān)規(guī)定 84
4.8.6 臥具(床)設(shè)計(jì) 84
4.9 人的空間行為 85
4.9.1 人類的距離保持 85
4.9.2 人的側(cè)重行為 87
4.9.3 人的捷徑反應(yīng)和躲避行為 87
第5章 人的認(rèn)知心理88
5.1 認(rèn)知的定義 88
5.2 認(rèn)知的特性 94
5.2.1 認(rèn)知的知識(shí)特性 94
5.2.2 認(rèn)知的非理性特點(diǎn) 96
5.3 人的心理模型 99
5.4 創(chuàng)造性思維的心理特征 99
5.4.1 隨意創(chuàng)造思維的心理模型 100
5.4.2 非隨意創(chuàng)造思維的心理模型 101
第6章 人機(jī)操縱裝置設(shè)計(jì)102
6.1 產(chǎn)品操縱裝置設(shè)計(jì) 102
6.1.1 產(chǎn)品操縱裝置的類型及特點(diǎn) 102
6.1.2 操縱裝置的用力特征 104
6.2 各類操縱器的設(shè)計(jì) 105
6.2.1 旋轉(zhuǎn)式操縱器種類 105
6.2.2 移動(dòng)式操縱器設(shè)計(jì) 107
6.2.3 按壓式操縱器設(shè)計(jì) 107
6.2.4 觸摸控制操縱 109
6.3 產(chǎn)品操縱裝置的總體設(shè)計(jì)原則 110
6.3.1 操縱力設(shè)計(jì)原則 110
6.3.2 操縱與顯示相配合原則 110
6.3.3 操縱裝置特征的識(shí)別原則 111
第7章 人機(jī)系統(tǒng)與交互設(shè)計(jì)113
7.1 人機(jī)系統(tǒng)的概念和意義 113
7.1.1 人機(jī)系統(tǒng)的概念 113
7.1.2 人機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)涵 113
7.2 人機(jī)系統(tǒng)的分類 114
7.3 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性 115
7.4 人機(jī)界面 117
7.4.1 人機(jī)界面的概念 117
7.4.2 人機(jī)界面的發(fā)展簡述 118
7.5 人機(jī)交互 122
7.5.1 交互設(shè)計(jì)的概念 122
7.5.2 交互設(shè)計(jì)的分類 123
7.5.3 交互設(shè)計(jì)的任務(wù) 124
7.5.4 人機(jī)交互 124
7.5.5 操作習(xí)慣與手機(jī)交互方式的案例分析 126
7.6 可穿戴設(shè)備 132
7.6.1 可穿戴設(shè)備定義 132
7.6.2 可穿戴產(chǎn)品的發(fā)展 132
7.6.3 可穿戴設(shè)備的特點(diǎn) 135
7.6.4 可穿戴設(shè)備的分類 135
7.6.5 可穿戴設(shè)備中的人機(jī)交互 140
7.6.6 可穿戴設(shè)備的界面交互原則 141
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