第一章  人機工程學導論
第一節人機工程學的命名和定義002
一、人機工程學的命名002
二、人機工程學的定義002
第二節人機工程學的發展003
一、人機工程學的發展階段003
二、人機工程學在國內外的發展概況008
第三節人機工程學的研究內容與方法010
一、人機工程學的研究內容010
二、人機工程學的研究方法011
第四節設計與人機工程學014
一、產品設計與人機工程學014
二、人機工程學在設計中的應用020
第五節人機工程學課程目標022
案例分析——貝爾電話的設計演變023

第二章  人體測量與數據運用
第一節人體測量的基本知識025
一、人體測量的基本術語025
二、人體測量類型及方法026
第二節常用人體測量數據029
一、影響人體測量數據差異的因素029
二、我國常用人體尺寸030
第三節人體測量數據及應用039
一、人體測量數據的主要統計函數039
二、人體測量數據的應用042
第四節人體模板及應用050
一、坐姿人體模板050
二、立姿人體模板051
三、人體模板的應用052
案例分析——小城鎮適老化廚房設計054

第三章  人體感知、信息處理與運動輸出
第一節感覺與知覺的特征056
一、感覺及其特征056
二、知覺及其特征059
三、感知覺的設計應用066
第二節人的信息處理繫統071
一、人的信息接收與傳遞071
二、人的信息加工075
三、人的信息輸出079
第三節運動繫統及其特征084
一、骨和骨杠杆084
二、關節及其運動085
三、骨骼肌086
案例分析——視錯覺在沙發造型設計中的應用093

第四章  視覺特性與視覺顯示裝置設計
第一節視覺及其基本特性095
一、眼睛和視覺過程095
二、視覺的視覺特性096
三、視覺的時間特性099
四、顏色視覺100
五、視覺特征102
第二節視覺顯示裝置設計103
一、視覺顯示裝置的類型103
二、視覺顯示裝置的設計原則105
第三節儀表顯示設計106
一、儀表的類型及特征106
二、儀表的選用及設計原則107
第四節信號燈和熒光屏顯示設計114
一、信號燈的設計114
二、熒光屏顯示設計116
第五節圖形符號與標志設計118
一、圖形符號指示特征118
二、圖形符號的意義與作用118
三、圖形符號的設計原則119
四、標志與圖形符號設計應用122
案例分析——洗護用品的適老化包裝設計123

第五章  聽覺特性與聽覺顯示裝置設計
第一節聽覺及其基本特性125
一、聽覺125
二、聲音的物理量126
三、聽覺基本特性126
第二節聽覺顯示裝置的特點及設計128
一、聽覺顯示裝置的類型128
二、聽覺顯示裝置的特點及適用場合128
三、聽覺顯示裝置設計的人機工程學原則129
第三節聽覺告警顯示裝置設計130
一、聽覺告警的作用130
二、聽覺告警顯示裝置的設計原則131
第四節言語通信裝置設計132
一、影響言語通信的因素132
二、言語通信裝置的選擇原則134
三、言語通信裝置的設計和使用要求134
案例分析——聲音的創新應用137
案例分析——智能汽車聽覺體驗137

第六章  控制裝置設計 
第一節控制裝置概述139
一、控制裝置的類型139
二、控制裝置的用力特征140
第二節控制裝置的位置選擇與排列141
一、控制裝置的位置選擇141
二、控制裝置的排列142
三、控制裝置的間距143
第三節控制裝置設計原則144
一、根據人體測量數據、生物力學以及人體運動特征進行設計145
二、根據人的認知特點對控制裝置編碼145
三、控制裝置操作的信息反饋147
四、防止控制裝置的偶發啟動147
五、其他原則148
第四節控制與顯示相合性設計148
一、運動相合性148
二、空間相合性150
三、習慣相合性151
四、編碼和編排相合性151
五、控制-顯示比151
第五節手部控制裝置設計152
一、旋鈕的設計152
二、手輪和曲柄的設計154
三、操縱杆的設計156
四、按鈕和按鍵的設計157
五、手握式工具設計159
第六節其他控制裝置設計162
一、足控制裝置162
二、語音控制裝置165
三、眼動控制裝置168
案例分析——手部控制裝置的變化171
案例分析——家用掃帚的人機工程學分析171
案例分析——理發剪的人機工程學研究171

第七章  工作臺椅和作業空間設計
第一節工作臺設計173
一、工作臺173
二、控制臺174
三、電子化辦公臺177
第二節工作座椅設計179
一、坐姿分析180
二、座椅的設計181
第三節作業空間設計的基本要求188
一、行動空間189
二、心理空間190
三、活動空間191
第四節工作區域與作業空間設計192
一、工作區域設計192
二、作業空間設計196
案例分析——基於SOHO人群的辦公座椅人因分析與設計200
案例分析——辦公家具區隔空間個人領域感知特征研究200

第八章  人與作業環境
第一節照明與色彩202
一、光的性質與度量202
二、環境照明對作業的影響205
三、照明標準207
四、環境照明設計的人機工程學原則213
五、色彩的生理與心理效應214
六、作業環境的色彩應用與調節215
第二節噪聲219
一、噪聲的定義219
二、噪聲的分類219
三、噪聲的影響220
四、噪聲的評價221
五、噪聲控制227
第三節熱環境228
一、影響熱環境的四要素228
二、熱環境綜合評價的生理熱指標228
三、人體的熱平衡229
四、熱環境對人體的影響230
五、熱環境對工作的影響231
六、熱環境的主觀評價標準232
案例分析——PH燈具設計235
案例分析——公共空間中的色彩導視設計235
案例分析——車內氛圍燈的設計優化235

第九章  人機繫統與人機界面設計
第一節人機繫統237
一、人機繫統的定義237
二、人機繫統的基本模式237
三、人機功能的比較和分配239
四、人機繫統的類型240
五、人機繫統設計242
第二節人機界面設計243
一、人機界面概述243
二、人機界面發展趨勢248
三、人機界面的設計要求253
四、人機界面設計概述255
五、人機交互界面的可用性評估260
案例分析——手機軟件迭代過程導航樣式的可用性測試262

參考文獻263

 

人機工程學作為一門學科，自20世紀40年代在歐美誕生起，已歷經80餘年的發展。在我國，自20世紀70年代末80年代初開始，在中國科學院心理研究所、航天醫學工程研究所、空軍航空醫學研究所、浙江大學（原杭州大學）心理學繫、同濟大學等科研院所及高校的共同努力下，人機工程學得到了迅猛發展。迄今，人機工程學已經發展成一門融心理學、生理學、生物力學、設計學、計算機科學等多門學科交融的交叉學科。在設計學領域，人機工程學得到了極為廣泛的應用，涉及工業設計、產品設計、家具設計、視覺傳達設計、室內設計、環境設計、服裝設計等多個研究領域。
本書體繫完備，內容全面，案例豐富，每章後面附有精心設計的復習題和思考分析題，並有詳細的實際案例分析可供借鋻，為教師授課和學生學習提供了參考，具備較強的操作性。本書一共分為九章，內容涵蓋了人機工程學在工業設計和產品設計方面所需要的基本知識、基本理論和基本技能。
為加強對學生創新能力的培養，適應工業設計和產品設計專業發展的需要，針對寬口徑專業培養目標，吸收相關院校教改和課程建設成果，以及其他同類教材的優點，本教材在以下幾個方面做了探索。
1. 教材的編寫面向工業設計和產品設計專業學生的實際應用，強調理論和實踐的融合。在基礎理論知識的基礎上，著重對典型的設計案例和知識點進行講解，並且選用優秀學生作業作為教學成果展示，有助於提升學生的學習興趣。
2. 教材突破了傳統教材的單一理論傳輸模式，提供給學習者線性的課程開發步驟，由“易”到“難”，由“小”到“大”，由“點”及“面”，層層遞進，學習目的針對性較強。
3. 教材中應用了大量前沿的設計案例和民族品牌中的人機工程案例，展示了我國在人機工程學方面的前沿研究信息以及突破性成果，提升了學習者的民族自豪感和國家榮譽感，建立起專業知識能力與政治素養之間的聯繫。
4. 教材引入最新的人體測量數據，真正做到與時俱進，彌補了同類教材數據過時的缺憾。
5. 教材的各章後面均安排了復習題和思考分析題，同時還附有相關設計實例，可供學生在學習中借鋻和思考。
建議本教材理論教學時數為48～64學時，各學校可根據教學需要對具體教學內容進行取舍或指定學生自學。
本教材由河海大學何燦群擔任主編，大連工業大學、李立、江蘇大學李明珠擔任副主編，江蘇大學李正盛、皖江工學院陳美林參編。其中，第一章和第三章由何燦群編寫，第二章和第四章由李立編寫，第五章、第六章和第七章由李明珠編寫，第八章和第九章由李正盛和陳美林編寫，何燦群負責整個教材的統稿工作。同時，教材中所附案例得到了江南大學曹鳴師生團隊、廣州美術學院張劍師生團隊、河海大學何燦群師生團隊、廣東佛山宏翼工業設計有限公司設計團隊、同濟大學趙陽博士、南京林業大學陳世棟博士的大力支持。特別感謝湖南大學何人可教授擔任本書主審。感謝化學工業出版社、河海大學、江蘇大學、大連工業大學、皖江工學院在本教材編寫過程中給予的支持。
由於編者水平有限，教材中不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

編者
2023年1月