第1章緒論                                                001

1.1人因工程簡介                                          002

1.1.1人因工程發展簡史                            002

1.1.2人因工程學科體繫的發展                      006

1.1.3人因工程的研究內容                          008

1.1.4人因工程的研究方法                          014

1.2工業設計中的人因工程                                020

1.2.1工業設計中的人因問題                        020

1.2.2工業設計中人因工程的價值                    021

1.2.3人因工程在工業設計中的應用                  024



第2章人體尺寸參數與工業設計                        028

2.1人體尺寸的獲取                                        030

2.1.1人體尺寸測量方法與設備                      030

2.1.2人體參數的處理及運用方法                    032

2.1.3兒童車在實際設計時的人體參數應用            041

2.2人體尺寸參數在設計中的應用                          046

2.2.1人體尺寸的應用原則                          046

2.2.2人體測量參數的應用流程                      048

2.2.3高鐵座椅設計分析                            049



第3章設計與人的信息加工                            054

3.1信息輸入與設計                                        055

3.1.1視覺顯示設計                                055

3.1.2聽覺感知設計                                063

3.1.3觸覺感知設計                                067

3.2信息處理                                                069

3.2.1記憶                                        069

3.2.2思維                                        072

3.3信息輸出與設計                                        074

3.3.1人體運動繫統及機能                          074

3.3.2人體操作動作分析                            083

3.3.3動作與控制器設計                            088



第4章設計與工作負荷                                  094

4.1生理負荷                                                095

4.1.1基本生理信息測試                            095

4.1.2肌肉信號測試                                101

4.1.3骨骼與關節                                  112

4.1.4步態                                        119

4.2心理負荷                                                124

4.2.1腦電信號測試                                126

4.2.2間接心理負荷測試                            136



第5章設計與人機交互                                  144

5.1交互設計的目標和原則                                145

5.1.1可用性工程                                  145

5.1.2用戶體驗目標                                154

5.1.3通用設計                                    160

5.1.4無障礙設計                                  166

5.1.5無障礙設計與通用設計                        173

5.2設計與交互界面                                        176

5.2.1軟件交互                                    176

5.2.2硬件交互                                    184

5.2.3虛擬現實交互                                191



第6章環境中的人機因素                                199

6.1光色環境設計                                          200

6.1.1照明的基本概念                              200

6.1.2照明的作用和影響（圖書館的照明設計）          201

6.1.3飛利浦吸頂燈                                204

6.2聲環境設計                                            205

6.2.1聲音的度量                                  205

6.2.2噪聲對人的影響                              206

6.3環境質量                                                209

6.3.1環境的度量                                  209

6.3.2空氣質量的控制與治理                        212



第7章人因工程與智能交互案例分析                  216

7.1以超市智能收銀繫統為例                              217

7.1.1工作臺高度                                  217

7.1.2人機顯示設計                                218

7.1.3人機操作設計                                218

7.1.4工作空間設計                                219

7.2以手持無接觸靜電檢測儀為例                          221

7.2.1手持式設備的人機工程學特性                  221

7.2.2手持檢測設備尺寸設計                        222

7.3以多功能鼠標筆為例                                    225

7.3.1傳統鼠標與握筆姿勢的人機工程對比分析        225

7.3.2多功能鼠標筆設計                            227



第8章分享行為啟發的玩具設計案例                  229

8.1兒童分享行為啟發的玩具設計依據                     230

8.1.1用戶研究                                    230

8.1.2分享啟發類玩具設計的要素分析                231

8.1.3設計原則                                    234

8.1.4設計方法及流程                              235

8.2設計方案                                                236

8.2.1基於情景遊戲的分享啟發玩具設計              236

8.2.2模型建立                                    237

8.2.3玩法介紹與產品功能設計                      241

8.2.4玩具加工制作                                242

8.2.5實物展示                                    246

8.3分享啟發類玩具產品對兒童成長的作用                248

8.4玩具效果觀測與評價                                    249

8.4.1測試對像                                    249

8.4.2測試目的                                    249

8.4.3測試流程                                    249

8.4.4測試結果                                    250

8.5教師評價                                                252



參考文獻                                                    255

人因工程是設計學中一個重要的領域，與其密切相關的研究領域有工業工程學、人機工程學、交互設計學、設計心理學、人類工效學和人類行為學。這些研究領域互相深入支撐，互相發展，但又自成體繫。因為工作關繫，筆者曾到訪過國內外很多著名高校，包括英國的拉夫堡大學、荷蘭的代爾夫特大學等以設計工程學著稱的重要學府。拉夫堡大學的設計學院深度融入體育科學，在與體育相關的產品開發和運動員的科學訓練方面都進行了深入研究，也非常重視人因工程對設計學的促進和內涵建設，甚至認為這是設計工程學的核心內容，在參觀的過程中，了解到學院甚至提供人因工程和交互設計的碩士學位，這在世界範圍內也是罕有的。代爾夫特大學也非常重視人因工程的研究，筆者和同事也會定期參加Peter Vink 教授的國際舒適大會，在Ergonomics 等業內期刊上經常能看到代爾夫特大學的研究成果，為此我們也連續三年邀請設計學院的相關老師到東華大學機械工程學院開設相關主題課程。通過持續的合作交流，為我們的本科生和研究生也帶來了新的知識。也希望本書可以教學相長，為大家做好知識服務。

本書結合多年的設計實踐和教學經驗，力求在保證科學性、知識性和實用性的前提下，從四個不同的切入點進行闡述。本書前四章以人體尺寸參數、人體感知與運動機能、人體生理及心理負荷幾個方面為主要內容，從“人”的角度出發進行相關理論闡述，並用大量的設計案例解析這些人的因素對設計的指導與影響。第五章以人機交互為主要內容，從“人-機”的角度闡述人與產品關繫的設計，包括設計目標和原則、界面設計等，另外將虛擬現實交互作為較為新型的交互方式進行設計案例分析。第六章從“人- 環境”的角度切入，人因工程學與空間環境設計中不僅關注人體舒適性、人的心理與空間環境的關繫、人的行為與空間環境的關繫，也關注了環境空間中的光、聲、空氣等安全因素設計的問題。第七章和第八章主要進行設計案例的分析。第七章主要以幾款智能產品為例，從設計尺寸到交互方式的人因工程方面設計要點進行分析。第八章詳細闡述一款分享行為啟發的兒童玩具的整個設計思路和制作過程，設計過程和評估中運用到大量的人因工程學理論和方法。

本書具有以下三個特點。①可讀性強。本書從知識和理論入手，在此基礎上延伸到具體設計案例，圖文結合，深入淺出，便於讀者認知與學習，在後章節呈現多個設計案例，使讀者對人因工程學在設計應用中的解讀更為深入有效。②內容全面。本書內容涉及廣泛，涵蓋了人因工程學的若干主要方面，結合恰當的案例理論和方法的闡述，具有很強的指導性。③針對性強。本書主要針對從事工業設計的相關人員，書中的案例分析都是從工業設計相關的角度展開的。

人因工程學作為設計領域重要的基礎理論學科，本書將是產品設計、工業設計專業學生及相關從業人員的指導用書。

本書由唐智負責主持編寫，黃波編寫了部分章節，杜嘉婧、徐昌、竇今偵、趙熠煊等研究生也參與了本書的部分工作，特別要感謝杜嘉婧同學，她的責任心和認真的做事態度保證了本書的出版進度。由於作者水平所限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。



唐智

2019年12月