1.2. Человек-оператор как звено обработки информации пользовательского интерфейса.

Для успешного проектирования пользовательского интерфейса необходимо знать ряд инженерно-психологических характеристик человека по приему, переработке и вводу информации, которые он осуществляет в информационных системах.

1.2.1. Анализаторы человека и их основные характеристики

Прием информации человеком-оператором необходимо рассматривать как процесс формирования перцептивного (чувственного) образа. Под ним понимается субъективное отражение в сознании человека свойств действующего на него объекта.

Физиологической основой формирования перцептивного образа является работа анализаторов. Именно посредством них человек осуществляет анализ воздействующих на него извне раздражений. Для деятельности оператора наибольшее значение имеют зрительный анализатор, слуховой, тактильный (осязательный) анализатор.

Основными характеристиками любого анализатора являются п о р о г и: абсолютный (верхний и нижний), дифференциальный и оперативный.

Минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение, носит название нижнего абсолютного порога чувствительности, а максимально допустимая величина – название верхнего порога чувствительности (это понятие вводится по отношению лишь к энергетическим характеристикам). Сигналы, величина которых меньше нижнего порога, человеком не воспринимаются. Увеличение же интенсивности сигнала сверх верхнего порога вызывает у человека болевое ощущение (сверх громкий звук, слепящая яркость и т.д.). Интервал между нижним и верхним порогами носит название диапазона чувствительности анализатора.

С помощью анализаторов человек может не только ощущать тот или иной сигнал, но и различать сигналы. Для характеристики различения вводится понятие дифференциального порога (от лат.differentia – различать), под которым понимается минимальное различие между двумя раздражителями (сигналами), либо между двумя состояниями одного раздражителя, вызывающее едва заметное различие ощущений. Экспериментально установлено, что величина дифференциального порога пропорциональна исходной величине раздражителя:

где J – исходная величина сигнала (раздражителя); dJ – величина дифференциального порога; k – константа, равная 0,01 для зрительного анализатора; 0,1 – для слухового.

На основании этого выражения была установлена зависимость между величиной сигнала и величиной вызываемого им ощущения:

s = k ∙ ln J + c,

где s – величина ощущения; k и c – константы.

Эта зависимость носит название основного психофизического закона, или закона Вебера-Фехнера. Закон справедлив только для среднего участка диапазона чувствительности анализатора.

Для инженерной психологии одной характеристики «дифференциальный порог» недостаточно. Дело в том, что величина дифференциального порога характеризует предельные возможности анализатора и поэтому не может служить основанием для выбора, например, допустимой длины алфавита сигналов. Для этого необходимо пользоваться величиной, характеризующей не минимальную, а некоторую оптимальную различимость сигналов. Такой величиной в инженерной психологии является оперативный порог различения. Он определяется той наименьшей величиной различия между сигналами, при которой точность и скорость различения достигают максимума. Обычно оперативный порог различения в 10-15 раз больше дифференциального.

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:

1) интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает оптимальные условия для приема и переработки информации;

2) для того, чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечить различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения;

3) перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление; следовательно, существуют не только оптимальные пороги, но и оптимальные зоны, в которых различение сигналов осуществляется с наибольшей скоростью и точностью;

4) наиболее важные и ответственные сигналы следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью;

5) при конструировании индикаторных устройств необходимо правильно выбрать вид сигнала, а, следовательно, и модальность анализатора (зрительный, слуховой, тактильный).