目 錄

第1章人機工程學基礎1

1.1人機工程學的概念      1

1.2人機工程學的發展      3

1.2.1經驗人機工程學——初始階段       4

1.2.2科學人機工程學——成長階段       8

1.2.3現代人機工程學——成型階段       9

1.3人機工程學的分類      10

1.3.1設備人機工程學       10

1.3.2功能人機工程學       11

1.4人機工程學中的要素   11

1.5人機工程學的研究內容      12

1.6人機工程學的研究方法      16

1.7人機工程學與工業設計      19

1.7.1人機工程學為工業設計提供理論依據   19

1.7.2為工業設計中的“環境因素”提供設計準則       20

1.7.3為產品設計提供科學依據       20

1.7.4樹立“以人為本”的設計思想       21

1.8人機工程學與室內設計      21

第２章人的感知繫統23

2.1人的感覺定義與特點   24

2.1.1適宜刺激   26

2.1.2適應   27

2.1.3相互作用   27

2.1.4對比   27

2.1.5餘覺   28

2.2人的知覺定義與特點   28

2.2.1知覺定義   28

2.2.2知覺特點   29

2.3人的視覺定義及特點   32

2.3.1視覺刺激   32

2.3.2視覺繫統   32

2.3.3視覺機能   33

2.4聽覺機能及其特征      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章人體尺寸與數據采集41

3.1人體測量學由來與發展      41

3.2人體測量的作用   42

3.3人體尺寸測量的內容與工具      42

3.3.1人體測量內容   43

3.3.2人體尺寸測量工具   45

3.4人體測量方法      46

3.5影響人體尺寸的因素   47

3.6人體測量數據來源與術語   48

3.6.1人體測量數據   48

3.6.2人體尺寸測量的術語       48

3.7常用人體測量資料      49

3.7.1我國成年人人體尺寸國家標準       49

3.7.2成年人的人體功能尺寸   52

3.8人體測量數據的應用   54

3.8.1主要人體尺寸的應用原則       54

3.8.2人體尺寸的應用方法       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章室內空間中人機參數與人體姿勢60

4.1作業空間      60

4.1.1作業空間概念   60

4.1.2作業空間分類   60

4.2作業空間的設計要求與原則      61

4.2.1設計要求   61

4.2.2設計原則   62

4.3作業空間的設計步驟   63

4.3.1作業場所和調研       63

4.3.2作業空間的初步設計方案       63

4.3.3建立空間模型和模擬測試       63

4.4作業空間人體參數      64

4.5人體不同作業姿勢      65

4.5.1坐姿作業空間設計   65

4.5.2立姿作業空間   67

4.6室內生活空間設計      68

4.6.1室內生活空間的構成因素和特征   68

4.6.2居住行為與空間組合       69

4.6.3家居空間尺度設計與要求       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       76

4.7.2開放式辦公室處理要點   78

4.7.3銀行營業廳空間處理要點       78

4.7.4郵局營業廳空間處理要點       78

4.7.5車站售票處空間處理要點       78

4.7.6候車室空間處理要點       79

4.7.7旅館門廳空間處理要點   79

4.7.8酒店標準間空間處理要點       80

4.7.9視聽空間處理要點   80

4.7.10展覽陳列空間處理要點  80

4.8家具設計      80

4.8.1人體坐姿生理解剖基礎   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計   83

4.8.5辦公桌尺寸的相關規定   84

4.8.6臥具(床)設計    84

4.9人的空間行為      85

4.9.1人類的距離保持       85

4.9.2人的側重行為   87

4.9.3人的捷徑反應和躲避行為       87

第5章人的認知心理88

5.1認知的定義   88

5.2認知的特性   94

5.2.1認知的知識特性       94

5.2.2認知的非理性特點   96

5.3人的心理模型      99

5.4創造性思維的心理特征      99

5.4.1隨意創造思維的心理模型       100

5.4.2非隨意創造思維的心理模型   101

第6章人機操縱裝置設計102

6.1產品操縱裝置設計      102

6.1.1產品操縱裝置的類型及特點   102

6.1.2操縱裝置的用力特征       104

6.2各類操縱器的設計      105

6.2.1旋轉式操縱器種類   105

6.2.2移動式操縱器設計   107

6.2.3按壓式操縱器設計   107

6.2.4觸摸控制操縱   109

6.3產品操縱裝置的總體設計原則   110

6.3.1操縱力設計原則       110

6.3.2操縱與顯示相配合原則   110

6.3.3操縱裝置特征的識別原則       111

第7章人機繫統與交互設計113

7.1人機繫統的概念和意義      113

7.1.1人機繫統的概念       113

7.1.2人機繫統的內涵       113

7.2人機繫統的分類   114

7.3人機繫統設計的重要性      115

7.4人機界面      117

7.4.1人機界面的概念       117

7.4.2人機界面的發展簡述       118

7.5人機交互      122

7.5.1交互設計的概念       122

7.5.2交互設計的分類       123

7.5.3交互設計的任務       124

7.5.4人機交互   124

7.5.5操作習慣與手機交互方式的案例分析   126

7.6可穿戴設備   132

7.6.1可穿戴設備定義       132

7.6.2可穿戴產品的發展   132

7.6.3可穿戴設備的特點   135

7.6.4可穿戴設備的分類   135

7.6.5可穿戴設備中的人機交互       140

7.6.6可穿戴設備的界面交互原則   141

前 言

一項優秀的設計必然是人、環境、技術、經濟與文化等因素巧妙平衡的產物。因此，要求設計師有
能力在各種制約因素中，找到一個平衡點。判斷平衡點的標準，就是在設計中堅持“以人為本” 的原則。具體表現在各項設計中均應以人為主線，將人機工程學規範貫穿於設計的全過程，並且在設計 全過程的各個階段，都有必要進行人機工程學研究與分析，以確保一切設計物都能符合人的特性，從而 使其功能滿足人的需求，因此人機工程學被視為重要的知識與評判設計的標準，這也是專業學子與專業 人士面對的重要課題。

在這樣的背景下，《人機工程學》從專業的角度，繫統地闡述了人機工程學學科的各項知識。從人機工程學的
定義、概念、發展脈絡以及應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等方面，對人體結構 特征和機能特征進行研究，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 動時的相互關繫和可及範圍等人體結構特征參數；提供人體各部分的出力範圍、活動範圍、動作速度、 動作頻率、重心變化以及動作時的習慣等人體機能特征參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感 覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適 應能力；探討人在工作和生活中影響心理狀態的因素以及心理因素。

人機工程學現今已是很多設計門類的專業基礎課程，在這門課程中我們必須理解、明白，並且深切
地感悟出人機工程學與各個設計專業的相關聯性 , 使設計者在設計過程中能充分考慮人和所設計的人造 物及他們所處的環境的協調及統一，提高其與人之間的和諧關繫，盡量滿足其使用者的舒適和安全要求。
隨著人類生活機械化、自動化、信息化、網絡化和交互化的高速發展，人的因素在設計與生產中的影響 越來越大，人機和諧發展的問題也就越來越顯得重要，人機工程學這門學科在設計教學及實際應用中的 地位與作用也愈顯出其重要性。

《人機工程學》強調理論基礎化、思想繫統化、化的編寫理念，注重理論聯繫實踐、多專業結合與互
融的編寫思路。在理論與應用相結合的基礎上，側重於結合實例探討人機工程學在設計多領域的研究與 應用，力求使讀者既能獲得基本理論知識和方法，也能在設計實踐中加以應用與研究。

，注重跨界的教學思路。由於人機工程學適合產品設計、環境設計、平面設計以及交互設計等
專業，筆者從人—機—環境的整體繫統進行講解，既包含人與產品設計——人與物的關繫，又包含人與 室內空間—人與空間的關繫，涵蓋人機繫統整體化的思想體繫，使之成為真正的繫統研究。因此《人機工程學》適 用於工業設計、產品設計以及室內環境設計等相關專業使用，真正實現理論繫統化、化的教育 理念。

第二，《人機工程學》注重知識的前瞻性。筆者結合現在社會的發展趨勢，例如物聯網時代、智能化技術對人
的生活方式的影響，已經對傳統人機工程學的思想產生影響，因此筆者在傳統人機工程學的知識體繫上， 發覺新的思路，例如從新的可穿戴設備與人的關繫、新的交互方式等知識進行講解，體現出與時俱進的 教學思路。

第三，理論繫統化。《人機工程學》注重理論的科學性與繫統性，對很多傳統觀點進行梳理，並利用多圖表的
形式進行輔助說明，使學生與專業人員能夠更好地梳理書中的知識，也利於考研的同學進行理論補充，真正做到理論聯繫實踐。

第四，《人機工程學》引用並分析了大量的世界優秀設計作品，為讀者理解設計中的人機工程學應用提供了借鋻之處。

《人機工程學》可作為工業設計、室內環境設計、家具設計、交互設計等專業的本科生教
材、研究生的參考讀物，也可供藝術設計等方面有關工程技術人員參考。 《人機工程學》由曹祥哲編著，蘭玉琪、鄧碧波、馬彧、陳永超、李巨韜、汪海溟、 呂太鋒、譚周、周旭、龍泉等也參與了《人機工程學》的編寫工作。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。

編者