Файл: Отчет по лабораторной работе 10 Эргономическое исследование восприятия человеком зрительной информации.doc
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 39
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Кафедра БЖД
Отчет по лабораторной работе №10
«Эргономическое исследование восприятия человеком зрительной информации»
| Выполнил: студенты гр. 3142 Горбунов В. В. Проверил: |
2006
Вводная часть
Цель работы: исследование влияния параметров предъявления зрительной информации на характеристики деятельности человека.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Деятельность оператора разделяется на следующие основные этапы.
Первый этап – восприятие информации – процесс, включающий качественно различные операции: обнаружение объекта восприятия; выделение в объекте отдельных признаков, отвечающих стоящей перед оператором задаче; ознакомление с выделенными признаками и опознавание объекта восприятия.
Различия между операциями обнаружения и выделения информативных признаков определяются тем, что явления, связанные с обнаружением объекта восприятия, протекают на уровне рецепторных полей воспринимающих систем, а способность к выделению информативного содержания формируется на основе прошлого опыта и требует специального обучения.
В процессе ознакомления с выделенными признаками оператор устанавливает связи между отдельными свойствами объекта восприятия, формирует собственные системы эталонов, на основании которых он может в последствии опознать объект или ситуацию. Процессам ознакомления и опознавания сопутствуют обычно укрупнение признаков, объединяющих их в структуры, которые затем выступают как единые оперативные единицы восприятия.
Оперативная единица восприятия – это семантически целостное образование, формирующееся в результате рецептивного обучения и создающее возможность практически одномоментного, симультанного и целостного восприятия объектов внешнего мира, независимо от числа содержащихся в них признаков. Формирование оперативных единиц восприятия обеспечивает не только целостность и предметность восприятия, но и возможность в дальнейшем мысленного реконструирования ряда особенностей объекта, не нашедших непосредственно отражения в информации, предъявленной оператору, равно как и возможность выделения полезной информации в помехах.
Второй этап – оценка информации, ее анализ и обобщение на основе заранее заданных или сформированных критериях оценки. Оценка производится на основе сопоставления воспринятой информационной модели со сложившейся у оператора внутренней образно-концептуальной моделью обстановки (системы управления). Концептуальная модель представляет собой продукт осмысливания оператором сложившейся ситуации с учетом стоящих перед ним задач. В отличии от информационной модели она относится к внутренним психологическим способам – средствам деятельности оператора.
Воспринимаемая и извлекаемая из памяти информация преобразуется по одному из тех типов переработка информации человеком: прямого замыкания (прямая, закрепленная ассоциативная связь, автоматизированное действие), репродуктивного мышления (принятие решения путем пошагового преобразования информации по известным правилам), продуктивного (или творческого) мышления. С помощью этих преобразований формируется прогнозируемый результат трудового воздействия и программа (план, стратегия) действий для его достижения.
Существенное влияние на характер протекания процессов, восприятия, мышления, воспроизведения сведений (энграмм) в памяти оказывают акти-вационные воздействия, обусловленные уровнем бодрствования, эмоцио-нальным и волевым напряжениям, функцией внимания. В основе информа-ционных и энергетических преобразований, представляющих собой суть тру-дового воздействия на предмет труда, лежат физико-логические процессы.
Далее приведены некоторые наиболее важные характеристики анализа-торов различных органов человека, которые участвуют в процессе деятель-ности и взаимодействия с техническими системами и окружающей средой.
Наиболее важными являются зрительный, слуховой и кожный каналы восприятия. Выбор канала обусловливается числом градаций признака.
Зрительный канал обеспечивает наибольшую точность определение величины признака, особенно при использовании цифровых кодов, шкал, изменений положений указателей приборов. Он позволяет сравнивать и измерять информацию одновременно по нескольким признакам. Наименьшая точность наблюдается при кодировании величины яркостью. Зрительный канал, обладающий хорошо выраженными аналитическими свойствами, позволяет одновременно использовать несколько признаков в сигнале. Информация для этого канала восприятия может быть закодирована одновременно с помощью интенсивности и цвета световых раздражителей, формы, площади, пространственного расположения сигналов, отношений их отдельных параметров. Значительно повышает пропускную способность данного канала по отношению к многомерным кодовым сигналам синтез различных компонентов сигналов в единый зрительный образ. В этом отношении большую роль играет наличие возможности одновременного восприятия нескольких пространственно разобщенных зрительных образов.
Зрительный канал дает самую полную информацию о положении наблюдаемых объектов в пространстве (по трем координатам). Большая точ-ность в оценке пространства и пространственных отношений обеспечивается за счет выраженной аналитической способности зрительного анализатора, константности восприятия, визуализации представлений, широкой возможности оперирования пространственными зрительными образами.
Зрительный канал обеспечивает наименьшую точность передачи временной информации. При поступлении сигналов в этот канал наблюдается меньшая точность и большая флюктуация в оценке длительности временных интервалов, чем при поступлении их по слуховому, кинестетическому и тактильному каналам.
Характеристики зрительного анализатора определяются интенсивностью световых сигналов. Это диапазон яркостей, воспринимаемых глазом, контраст и цветоощущение. Источник света будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении глаза. Яркость наблюдаемого предмета определяется яркостью излучения и яркостью за счёт внешней засветки (яркостью отражения). Диапазон чувствительности зрительного анализатора простирается от 10-6до 106 кд/м2. Наилучшие же условия для работы будут при уровнях яркости, лежащей в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен кандел на квадратный метр.
Видимость предметов определяется также контрастом их по отношению к фону. Различают два вида контраста: прямой (предмет темнее фона) и обратный (предмет ярче фона). Оптимальная величина контраста считается равной 0.60…0.95. Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте. Условия видимости зависят от величины внешней освещённости. Увеличение освещённости при прямом контрасте приводит к улучшению условий видимости, а при обратном – к ухудшению видимости.
Информационной характеристикой зрительного анализатора является пропускная способность – количество информации, которое анализатор способен принять в единицу времени. Фоторецепторы (сетчатка глаза) имеют пропускную способность до 5.6 109 дв. ед/с. Кора головного мозга – лишь 20…70 дв. ед/с. П
ропускная способность для деятельности в целом (с учётом ответных действий человека) составляет 2…4 дв. ед/с.
Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их месторасположением в пространстве. К ним относятся: острота зрения, поле зрения и объём зрительного восприятия.
Острота зрения – способность глаза различать мелкие детали предметов. Она оценивается величиной, обратной тому минимальному размеру предмета, при котором он различим глазом. Размеры предметов выражаются в угловых величинах, которые связаны с линейными размерами соотношением:
h = 2l tg /2,
где h и – соответственно линейный и угловой размеры предмета; l – расстояние от глаза до предмета.
Угол зрения, равный 1', соответствует единице остроты зрения. Минимально допустимые размеры элементов изображения, предъявляемого оператору, должны быть не менее 15'. Острота зрения зависит от уровня освещённости, расстояния до рассматриваемого предмета и его положения относительно наблюдателя (острота зрения под углом 10° в 10 раз меньше, а под углом 30° в 23 раза меньше, чем прямо перед собой), а также от возраста оператора.
Зрительный образ человека складывается в результате особого класса действий, получивших название персептивных. Это процесс формирования чувственного образа – отражения в сознании человека свойств действующего на него объекта. Это информационный поиск, обнаружение, выделение фигуры из фона и существенных информативных признаков (стадия обнаружения и различения), их обследование, наконец, формирование образа и отнесение его к тому или иному классу (стадия опознания). Длительность этих стадий зависит от сложности воспринимаемого сигнала.
Каждый человек по-своему воспринимает, запоминает и мыслит. Различают два основных вида зрительной памяти: сенсорную и иконическую память.
Сенсорная память
обладает малым промежутком хранения информации. Её функция ограничивается отражением и запечатлением объекта во всей полноте его признаков, доступных воспринимающей системе, т.е. находящихся в зоне ее разрешающей способности. Время хранения информации в сенсорной памяти невелико — порядка 100 мс, так как она при работе зрительной системы в динамическом режиме (постоянная смена точек фиксации) все время должна освобождаться для приема новой порции информации. В сенсорной памяти фиксируется пространственная локализация объектов. Благодаря её огромному объему эта память выполняет функции контроля за изменениями, происходящими в объекте или окружающей среде. Изменения, регистрируемые в сенсорной памяти, являются поводом для включения других уровней переработки информации, ответственных за обнаружение, поиск, опознание, а также другие формы переработки массивов “сырой” сенсорной информации.
Иконическая память. Если сенсорная память хранит всю предъявленную информацию независимо от того, организована она или нет, то в иконической памяти происходят преобразование и хранение объектной информации в виде сенсорных и перцептивных эталонов, которые впоследствии могут быть переработаны. Объём хранимой в иконической памяти информации очень велик. По имеющимся оценкам в иконической памяти хранится до 12 символов в течение 800…1000 мс. Основными функциями этого вида памяти являются сохранение зрительного “оригинала” и обеспечение связи ранее зафиксированных следов с последующими. Итак, в иконической памяти присутствуют как динамические (преобразования), так и консервативные (сохранение) компоненты.
Информация, хранящаяся в иконической памяти, подвергается дальнейшей обработке. Важную роль в этом играет сканирующий механизм. Сканирование содержания иконической памяти происходит с постоянной скоростью, равной 10 мс на символ. Сканирующий механизм является эффективным средством преодоления излишней и избыточной информации, зафиксированной в иконической памяти. Он испытывает на себе влияние вышележащих уровней переработки информации, которые задают ему поисковые эталоны, и направление сканирования.
Слуховой канал по точности восприятия количественной информации может конкурировать со зрительным только при передаче количественной информации в виде речевых сообщений. Точность приёма количественной информации, закодированной с помощью частоты или интенсивности звукового сигнала, повышается при использовании эталона сравнения. Человек способен воспринять до 16…25 градации тональных сигналов, различающихся по высоте или громкости. Слуховой канал позволяет использовать при передаче многомерных звуковых сигналов интенсивность и частоту, тембр и ритм. Распределение частот по октавам и модулирование звуковых сигналов также повышает их распознаваемость. Однако общий набор сигналов и возможность варьирования ими для этот анализатора меньше, чем для зрительного. Значительно ограничивает использование этого каната трудность приема и анализа информации, поступающей одновременно более чем от одного источника сигналов.