人体工程学教案10第4章视觉和视觉系统设计.docx
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人体工程学教案10第4章视觉和视觉系统设计
商丘工学院
教案
课程名称：
人体工程学任课教师：
王翠霞
所属部系：
传媒与现代艺术教研室：
艺术设计
授课时间：
授课班级：
授课地点：
授课内容
授课题目
第四章人和环境的关系
课型
讲授
使用教具
课本、教案、课件
教学目的
通过学习了解视觉特性、光线与视觉的关系。
教学重点和难点
色彩与视觉的关系以及在设计中的影响。
作业或思考题
举例说明视觉特性在视觉环境设计中的应用。
参考教材
《人体工程学》王鑫杨希文等编著中国青年出版社
《人体工程学》邢博主编中国海洋大学出版社
第四章人体的感知觉系统
4.3视觉与视觉环境设计
4.3.1视觉器官
视觉器官是人和动物利用光的作用感知外界事物的感受器官。
光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。
通过视觉，人和动物感知外界物体
视觉器官
的大小、明暗、颜色、动静，获得对机体生存具有重要意义的各种信息，至少有80%以上的外界信息经视觉获得，视觉是人和动物最重要的感觉。
脊椎动物的视觉系统通常包括视网膜，相关的神经通路和神经中枢，以及为实现其功能所必需的各种附属系统。
4.3.2视觉特性
1，光知觉特性
可见光谱是400-700nm,人对光刺激的反映表现在分辨能力、适应性、敏感程度、可见范围、变化反映和立体感等。
2，颜色知觉特性
人对颜色的反映表现在颜色的色调、明度、饱和度等
3，形态知觉特性
人对图形和背景、良好的状态和空间形象的认识。
4，质地知觉特性
人对物体表面质地的光洁度、坚硬度、柔软度等肌理色调的感知。
5，空间知觉特性
人对空间界面、空间大小、方位、开放或封闭的认识。
6，恒常特性
人对客观事物的认识不因时间和空间的变化而变化。
4.3.3光线与视觉
光线、色彩、形态、质地与视觉的关系
光线与视觉：
对光线的知觉，是人类感受器官最朴实、最基本的功能。
根据视觉系统和视觉刺激的特点，视觉机能变现为：
1）视力2）适应3）视敏度4）视野5）闪烁6）眩光7）立体视觉
4.3.4色彩与视觉
色彩与视觉：
色彩的本质最早是由牛顿发现的，它是由可见光谱中不同波长的电磁波组成。
人的眼睛对不同的电磁波十分敏感。
色彩的视觉现象变现为：
1）色觉2）色彩对比3）色彩常性4）色彩的知觉效应5）视错觉。
色彩的知觉效应可分为：
1、温度感2、距离感3、重量感4、疲劳感5、注目感6、空间感7、尺度感8、混合感9、明暗感10、性格感
4.3.5形态与视觉
物质的可辨识性，依靠感官系统感知。
1，形态知觉
2，等质视野
未形成稳定图形的知觉范围称为未分化的视野。
格式塔心理学称作等质视野
3图形与背景
图形与背景的差别越大，图形越容易被感知。
4，图形的建立
九个因素分别是什么？
5图形的视觉特征
1，人和一种几何图形的形态都是相对的视觉概念
2，稳定图形的几个特征
3，环境中的人和一种几何形态都具备主观视觉特征。
对点、线、面的理解
4.3.6质地与视觉
质地的知觉特性:
1、质量感2、温度感3、空间感4、尺度感5、方向感6、力度感
4.3.7空间与视觉
1空间知觉
空间知觉是指对物体距离、形状、大小、方位等空间特性的知觉。
两个视网膜上的略有差异的映象，是观察物体空间关系的重要线索。
它使人能在两维的视网膜刺激基础上，形成三维的空间映象。
对物体不同部位的远近的感知称为立体视觉或深度知觉。
深度知觉除了利用双眼的视差的线索外，还要利用其他的主客观线索。
大小知觉是在深度知觉的基础上对不同远近的物体作出的大小判断。
听觉空间知觉，在距离方面主要以声音强度为线索；而要判定声源的方位则必须依据双耳听觉线索。
后者称为听觉空间定位。
2视觉界面
怎样突出画面的视觉中心
可以通过对比，纯度，透视，遮挡关系，近实远虚，来突出画面的视觉中心
3空间形成
4空间构成
室内空间的分隔与组合有哪些类型？
4.3.8视觉环境设计
封闭型室内空间视觉环境设计探讨
封闭型室内视觉的环境特点，分析了封闭对室内视觉环境在定向、空间引导、定时、室内外视觉联系和生理、心理健康等方面的影响，并提出设计中应予重视的问题和处理原则。
封闭型室内空间视觉环境
由于某些建筑的特殊要求和节能、节地的需要，产生了许多在空间上或视觉上与室外完全隔绝的封闭型室内空间，如某些位于地下的空间，多跨、大跨建筑的中间使用部分，利用平战结合人防设施改造的室内空间等。
此类空间由于其封闭性，从而产生一些与一般室内空间不同的问题。
这种封闭将对人的生理和心理健康、工作效率、安全性等方面产生一些直接的或间接的影响，且在设计中尚未引起充分的认识。
本文就封闭对室内视觉环境形成的影响及设计原则等作一初步的探讨。
1、封闭型的室内环境特点
从建筑环境设计的角度出发，建筑可被看作一个环境因素的过滤器，即建筑过滤器模型。
此过滤器对外部的各环境因素按室内环境的需求而有选择地予以排斥、吸收和通过，并对其不足部分以人工的方式由建筑设备系统主动提供补偿。
如通过建筑的围护结构可隔绝室外温度的波动，排斥或吸收干扰工作的室外噪声，允许室外自然光进入室内，并当其不足时，由室内照明系统主动提供照明以满足室内工作环境的要求。
由建筑的过滤器模型看，封闭型室内环境对外界的各种环境因素具有较强的排斥和吸收特性，但同时也排斥了外界环境中的有利因素。
2、一般而言，封闭型空间对外界的热、声环境有很强的抵御能力，是较为有利的，但同时亦把有利的视觉环境因素全部排斥了，这是其不利的一面。
工作人员每天有较长时间在其内部工作，一个完全封闭的视觉环境会对人的生理和心理健康产生一定的消极影响。
因此，用人工的手段给封闭空间提供一个良好的视觉环境，成为此类建筑环境设计的一个突出特点。
3、人对视觉环境的要求
人对于所处的环境，除要求有适宜的条件外，还需要随时了解周围的情况，即需要及时感知周围环境变化的信息，其中视觉是最重要的感觉。
人类的知觉是一个主动探索信息的过程，包括了许多有意识和无意识的机能。
在大量的视觉信息中，对感兴趣的信息能提出重点、光影、目标和背景等，并理解成图象。
人的注意力又可分为自发的和自觉的两种。
当人的注意力完全集中在一个专心致志的作业上时，将下意识地不关心其它任何东西。
但如果是一般性的活动，不需完全集中注意力时，注意力就会偏移，知觉的集中点就会转而探索其它信息如所处的地位、空间的形态和结构、陈设的特征及当时的时间和气候等，并藉此来认识其所处的环境。
因此知觉主要是要求保持与环境的接触，并调节人的行为使之适应环境。
因此，一个良好的视觉环境应能使人容易地感知视觉信息。
如果输入的视觉信息不明确，会使人对认识环境的重要因素的确切状况无法掌握，从而变得不安宁和不舒适，进而影响其工作效率。
这说明活动或作业要求并不是视觉环境设计的唯一条件，也不一定是最重要的条件。
4、一个良好的视觉环境应能为人提供充分的视觉信息。
对于有窗的非封闭室内空间，室外的阳光和自然景观对于室内视觉环境在定向、定时、接触自然和空间引导等方面起着很大的作用。
这些作用对人的影响在很大程度上是下意识的，在正常的室内往往不被人所注意。
但在封闭空间内，由于无窗而切断了室内外的视觉联系，导致视觉信息不足，从而会给人带来消极影响，在设计中对这些因素的处理尤其显得重要。
5、封闭对定向和空间引导的影响及处理
定向感，即人对其所处的地理或空间位置和状态的感觉，是人类活动所需要的基本信息之一，任何人都不可能自愿地停止其定向感。
人在获得水平和垂直方向的定向信息时，除了由半月管和耳石器官来获得平衡信息，由动觉接受器来获得人体各部分运动信息外，还要利用视觉和皮肤感觉的信息，如水平、垂直参考线面和脚底各部分的压力感等。
人们依靠这些感觉来定向。
如果缺乏一两种，在某些程度上仍能补偿。
然而不正确的视觉信息却会导致歪曲定向。
视觉信息在人们获得定向感时与其它感觉相互作用，并与经验相互作用产生某种程度的预测。
在室内失去定向感，往往会使人知觉发生困难。
当各种定向信息与人的预测相矛盾时会产生感觉系统的模糊和混乱，并会使人感觉不适。
在封闭的空间内，由于丧失了室外地平线这一重要视觉定向线索，因此在设计中应特别注意各表面间的视觉上的重力线索关系。
各大面积的表面应尽可能积级地提供正确的水平和垂直面的参考线索。
设计中应尽可能地避免出现微坡等模糊定向界面。
对必要的坡道等，则应由建筑构件予以界定作出标志。
对墙面上出现的倾斜面，应使其脱离主要面或有界域标志，使其不致影响到主要面，以维持主导面的重力线索不被歪曲。
人在空间的方位定向亦十分重要。
对在自然光照射下的世界人类有着丰富的经验，并藉此来确定其在空间的位置和方位。
人在室内时往往依赖于室内光线的方向和强弱的变化、室外景物的变化来作为在建筑物内确定方位的参照系统。
6、人所处的环境是复杂的。
要在复杂的环境中明确方位和通路，除了依靠记忆外，还需要许多其它的视觉信息，并自觉或不自觉地把这些信息构成一参照系统，以此来明确空间的方位和安全通路，并满足安全感的要求。
封闭的室内空间则切断了室内外的视觉联系，使在室内定向时失去了室外的参照系统。
进行室内环境设计时，为了弥补这种损失，帮助建立在室内定向的参照系统，应注意充分提供能帮助人们确定空间方位和通路的信息。
在室内视觉环境设计中，如设计的视觉信息与视知觉模式是充分一致的，就会有很大的帮助。
如将空间序列的各不同部分用不同的照明系统、形式、材料和色彩加以区分，对公用的和内部的通道加以区分，各入口设置标志性的小品等，都有助于建立空间秩序，从而有助于人们对建筑空间系统的理解和认识。
如将建筑中的公共部分和垂直、水平交通枢纽给予具有特色的照明、装修和引导性的标志，引起人对重要部分的注意，都能提供充分的视觉信息。
因此，良好的并具有指向性的室内设计或指向性标志是这类环境中必不可少且应强调的。
但这类方式要处理得当，处理不当有时会形成相反的效果。
例如千篇一律的背后照明的发光标志牌，其大而亮的背景的几何形状将支配它所衬托的实际信号，并把其它部分降为次要。
这种喧宾夺主的方式会破坏环境的视觉效果。
7、封闭对人定时感的影响及处理
人类同大多数生物一样具有天然的生物物种机制，保持着昼夜的韵律。
随季节、昼夜的变化，人体内部的生物钟亦随之变化。
这种生物钟的变化在人们预测和估计光环境中起着重要作用。
人们藉此建立一个参考水平，并以此参考水平估计当时接受的环境外观亮度。
这种定时和预测对室内环境也是同样重要的。
因此，在白天人们一般希望有比较明亮的室内环境，墙面和顶蓬面都应较亮，因为它代替了天空和阳光照射的室外环境。
晚上则相反，在同一个空间中的亮度水平的预期水平远比白天低，尽管此时实测的亮度水平很低，但因感觉亮度高而并不使人感到昏暗。
这即是人的生物钟机制产生的预测和估计作用。
当环境亮度与人们的预测不符时，即会产生朦胧感，往往会使人感觉不适。
在封闭的空间内，由于无窗而隔绝了室外白昼时间变化的信息，并全部采用人工照明。
人们也无法通过窗在白天看到室外的高亮度景观。
按一般照明标准所取的照度水平往往是根据工作性质按视功能需要而确定的。
它确可满足工作的生理要求，但对人的心理要求，特别是对白天而言是远远不足的。
使用者在白天将感觉处于夜间的状态，这与人的生物钟机制的预测相矛盾，将导致产生朦胧感和不愉快心情，从而影响到情绪和工作效率。
因此，对封闭的室内进行照明设计时应尽可能有适当的昼夜区分，特别是在白天的时间应适当提高照度和选用色温较高的光源，以适应人的生物钟调节的需要。
8、对室内外视觉联系的影响及处理
建筑室内与室外的联系并不仅仅是对自然光的需求，更重要的是与自然光结合在一起的自然景观。
这些景观满足了人所需要的感觉方面的信息，因此在现代建筑中景观因素往往是设窗的首要目的。
封闭的无窗空间由于失去了室外的视觉联系而丧失大量的景观信息，往往会导致人的消极反应，且由于缺乏必要的刺激强度而使人易于疲劳，特别是工业建筑中所需的空间较大，墙面的尺寸亦较大，人长时间在内工作，会感觉单调而疲劳，从而降低工作效率。
因此，在封闭空间内，应充分重视景观因素，并应设法补偿室外景观的损失。
此类视觉环境设计时应比正常有窗室内空间有更多的视觉注意点，且对室内的各个大面应充分设计，以弥补无窗导致的单调感和消极影响。
设计提供的景观应能提供必要的视觉信息，以能取代一定的景观，为改善整个空间的室内视觉环境提供积极因素。
有些设计用玻璃作假窗，但其效果如同用磨砂玻璃代替透明窗玻璃一样，由于缺乏视觉信息而同样使人感觉不适。
但如用嵌色玻璃来做成一定的景观，或适当地运用通常用在室外的小品绿化等，则能够提供一定数量的视觉信息，取代一定的景观，从而产生积极的效果。
9、缺乏日光辐射对人健康的影响
人和所有的生物都是在阳光的作用下演进而来的。
阳光是一种波长范围很广的辐射，且其中各波段都适合了生物某些特定的需要。
人需要阳光不仅仅是为了满足视觉观看的需要。
现代科学证明环境光能有足够的光能可穿越哺乳类动物的颅骨，使大脑组织中的光电细胞活跃起来，并能扩张血管，增强人体内循环和增加血红蛋白，同时紫外辐射能提高人的工作效率。
人是在自然光中进化的动物，已适应了自然光。
虽然也可以在较低的照明环境下生活和工作，但要为此付出健康状况下降和寿命缩短的代价。
无窗的封闭型空间隔绝了自然光，因而不得不采用人工照明。
但人工光源与日光在本质上有很大的不同，在照度水平和频谱上都有很大差别。
由于工作人员长时间在内工作而缺乏与自然光环境的接触，因此在设计中除了应注意到视觉工作条件外，还应充分注意到人的健康方面的反应。
选取照度水平时应注意到心理满意度的要求而适当提高标准。
选用光源时除了满足视觉工作要求的色温和显色性指标外，还应尽可能地使紫外辐射与可见光辐射之间有合适的比例，以满足健康的要求。
大面积地实现这种要求或许是不经济的，有时也不大可能，但至少在如休息室等小区域加以实现。
有可能时，这些区域应尽可能地接受到高照度的自然光照射。
7、结语封闭型的室内空间随着生产发展和节能节地的要求可能会更多地出现，在使用中将对人的生理和心理产生一定的影响。
这是与通常建筑所不同的。
在设计中应对其视觉环境给以充分重视。
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