3.4. Проектирование клавиатур

В типовой клавиатуре для PC/AT можно выделить пять основных групп клавиш: клавиши стандартной пишущей машинки; функциональные клавиши; служебные клавиши; клавиши управления курсором; цифровые клавиши. В зависимости от функционального назначения клавиатуры в ее составе могут быть различные функциональные группы клавиш, а также и специальные средства индикации, управления и авторизации доступа.

С точки зрения требований эргономики конструкция клавиатуры должна предусматривать:

• исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;

• опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15°;

• высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;

• расположение часто используемых клавиш в центре, снизу и справа, редко используемых — вверху и слева;

• выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;

• минимальный размер клавиш — 13 мм, оптимальный — 15 мм;

• форма клавиш должна иметь углубление в центре;

• расстояние между клавишами должно быть не менее 3 мм, размещение клавиш с шагом 19±1 мм;

• одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным — не более 1,5 Н;

• при необходимости звуковую обратную связь от нажатия клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможностью ее отключения (на­ пример, звуковой сигнал при переполнении буфера контроллера клавиатуры).

Среди различных конструкций клавиатур можно выделить:

стандарт­ную клавиатуру;

клавиатуру с выделенной группой функцио­нальных клавиш;

клавиатуру со встроенными средствами авторизации доступа с использованием магнитных карт;

клавиа­туру без выделенных групп функциональных, цифровых клавиш и клавиш управления курсором.

4. Основы художественного проектирования эа

Требования технической эстетики (художественного конструирования и компоновки) предъявляются к электронной аппаратуре, с которой в про­цессе работы непосредственно контактирует человек. В меньшей степени этим требованиям должна отвечать транспортируемая ЭА, особенно борто­вая. Это объясняется особой жесткостью эксплуатационных требований, предъявляемых к такому классу изделий, отсутствием человека-оператора (например, в непилотируемых космических объектах).

К общим требованиям технической эстетики относятся:

• выразительность — способность ЭА своим внешним видом наглядным образом отображать качество, обеспечивая соответствующее эстетиче­ское восприятие;

• оригинальность — совокупность своеобразных элементов формы и их отношений, дающих возможность отличить данный вид аппаратуры от ряда однотипных. Понятие оригинальности не исключает, а предполагает сохранение определенных признаков формы: национальных, отраслевых, фирменных;

• профессиональный стиль — сохранение общепринятых в данной номенклатуре оборудования признаков формы: национальных, отраслевых, фирменных;

• гармоничность — свойство формы ЭА быть органично согласован­ ной с элементами формы, что достигается определенными соотношениями яркости, цвета, размеров и расположением различных элементов. Требова­ние гармоничности распространяется также на согласованность ЭА с помещением, где она эксплуатируется, в том числе когда аппаратура является частью ансамбля или функционально связанной системы;

• современность стиля — согласованность между общим стилем ЭА и уровнем развития стиля мира материальной культуры;

• требование стилевого единства предъявляют к признакам формы машины, которые отражают исторически сложившиеся социально - экономические и идейно-эстетические принципы, а также художественно - конструкторские методы и средства их воплощения.

Основные средства создания формы конструкции изделия — органи­зация пространства, масштаб и пропорции объемов изделия, его силуэт и композиция — ритм его масс, плоскостей и опор, тектоническая структура, цвет и фактура использованного материала, отношение изделия к окружаю­щей среде. Этими средствами художественное конструирование выявляет в облике изделия его назначение и принципы конструкторского решения и в то же время воплощает определенный комплекс идей и технических харак­теристик, которые связаны с назначением данного изделия, с той ролью, ка­кую оно будет играть в общественной жизни.

Одним из основных понятий художественного конструирования изде­лий является композиция — построение целостного произведения, элементы которого находятся во взаимосвязи и гармоническом единстве. Основу ком­позиции составляет объемно-пространственная структура изделия, отвечающая его назначению и выражаемая в характере взаимосвязи элементов формы изделия, взаимном расположении его частей, пропорциях, ритмиче­ском строе элементов формы и т. п. Композиционной организации формы изделия достигают путем установления взаимосвязи и соподчинения обра­зующих ее элементов. При этом главные и подчиненные элементы, взаимно усиливая друг друга, образуют в целом единство.

Если форма изделия неоднородна или размеры его элементов не рав­ны, то композиционное единство формы возникает, если средствами компо­зиции обеспечивается соподчинение одних элементов другим. Например, при комплектации рабочего места с ПЭВМ дисплей занимает доминирующее положение, все другие элементы (обрамление, клавиатура) дополняют его общую форму, отражая единое композиционное целое. Если изделие состо­ит из трех частей, то средняя часть из-за своего центрального положения подчиняет себе обе боковые части. Усилить это соподчинение можно путем увеличения средней части. Главный элемент выделяют из соподчиненных элементов размерами, особым расположением приборов и органов управле­ния, цветом, способом разбивки на составные части. К средствам компози­ции относят придающие изделию соразмерность и гармонию — масштаб­ность, пропорциональность, ритм, контраст и нюанс, статику/динамику.

Форма — взаимосвязанная совокупность объемно-пространственных, фактурно-цветовых, конструктивно-технологических показателей, характе­ризующих качество ЭА. К основным свойствам формы относятся: геомет­рия строения, объемно-пространственная структура, прочность, весомость, плотность, динамичность, цветовой и световой колорит. Одной из важней­ших характеристик формы является ее целостность, определяющая возмож­ность мгновенной оценки структуры и качества изделия.

Масштабность — зрительно-пространственная характеристика раз­меров конструкции изделия. В основе масштабности лежит отношение час­ти к целому, изделия в целом и его частей к окружающим предметам и их частям, а также к размерам человека. Характер масштабности обусловлен степенью расчлененности, деталировкой формы. В электронной аппаратуре, как и во многих промышленных изделиях, масштабные характеристики свя­заны с деталями, размеры которых строго обусловлены, техническими и эр­гономическими требованиями. Например, рукоятки управления, клавиши, кнопки и т. п. имеют относительно постоянные размеры независимо от того, какой величины изделию они принадлежат. Такие элементы и детали носят название указателей масштаба. Выразительная масштабность изделия дос­тигается лишь при соблюдении масштабных закономерностей: маленькая форма должна иметь крупные детали, а большая - относительно мелкие. В качестве примера можно указать на динамику масштабности размеров тела человека при его росте. Так, соотношение высоты головы и высоты тела у новорожденного ребенка 1:4, в 2 года — 1:5, в 5 лет — 1:6, в 12 лет — 1:1, У взрослого мужчины —1:8.

На масштабное восприятие формы изделий оказывают влияние зритель­ные иллюзии. Например, вертикальные формы кажутся длиннее равных им го­ризонтальных форм, квадрат зрительно производит впечатление прямоуголь­ника. Ошибка в оценке высоты в связи с этим может достигать 35 %. Светлые

предметы, особенно белые, кажутся крупнее равных им темных предметов (яв­ление иррадиации). Размещенный на более крупной панели прибор кажется мельче идентичного прибора, расположенного на мелкой панели.

Пропорциональность — соразмерность частей формы между собой и с целым. От удачно найденного соотношения конструктивных частей изде­лия зависит в значительной мере его композиционная целостность. При оп­ределении пропорциональных соотношений в промышленности нашли ши­рокое применение основные ряды предпочтительных чисел R5; RIO; R20; R40 и ряды нормальных размеров Ra5; RalO; Ra20; Ra40. Большое распро­странение в природе и технике получили также пропорции, связанные с применением иррациональных величин. Прямоугольники с такими соотно­шениями размеров сторон образуют фигуры с соотношениями площадей 1:2; 2:3 и т. д.

Ритм — средство композиции, обеспечивающее выделение и связь элементов формы путем их повторения, чередования, нарастания, убывания. Ритм как средство гармонизации тесно связан с масштабным и пропорцио­нальным строем изделия. Он способствует более четкому зрительному вос­приятию конструкции. Характер ритма обусловлен функцией и конструкци­ей изделия. Расположение блоков четкими рядами подчеркивает ритмич­ность конструкции. При установке шкафов (стоек) в линию ритм образуется створками (дверцами) шкафов.

Контраст — средство композиции, позволяющее активнее выразить функциональные и конструктивные особенности элементов. Средства кон­трастирования — цветовые и размерные решения. Те элементы, которые необходимо выделить из общей совокупности, имеют обычно отдельную, неповторяющуюся форму и окрашиваются в контрастирующие цвета.

Нюанс — незначительное различие элементов конструкции по форме, размерам и цвету (средство композиции, противоположное контрасту).

Симметрия — организация элементов конструкции, основанная на правильном их размещении вокруг центра или оси. Конструкции, не обла­дающие симметрией, обладают асимметрией. Симметричная композиция подчеркивает статичность изделия, асимметричная композиция — его ди­намичность.

Важное средство композиции — цветовое решение изделия (окраска). Умело применяя те или иные цвета, можно создавать впечатление легкости и тяжести, холода и тепла, простора и тесноты, выступания и отступания элемен­тов и узлов изделия. Цвет также необходим для выявления нужных деталей, эле­ментов или частей изделия и прежде всего опасных в отношении травматизма. Цвет является средством эстетического воздействия, влияя на настроение, под­нимая и понижая эмоциональный тонус, вызывая ощущение творческого подъе­ма. Кроме того, цвет способствует образному выражению сущности изделия, обеспечивает его связь с окружающей средой. На рис. 7 цветной вклейки приве­дена диаграмма, характеризующая воздействие цвета на человека.

Для ЭА наиболее целесообразно применение гармонизирующих от­тенков одного и того же цвета (например, черный, темно-серый, светло­серый или песочный, бежевый, оливковый и т. п.). Это не исключает приме­нения там, где это необходимо, контрастирующих цветов, например красно­го — для сигнализации аварийных режимов работы, зеленого — для сигна­лизации нормального режима работы и т. д.

Гармоничность — свойство формы конструкции быть органично со­гласованной с элементами формы, что достигается определенным соотно­шением размеров, форм, яркости, цвета, расположения отдельных элемен­тов. Требование гармоничности включает требование согласованности с помещением, где располагается конструкция.

Выразительность — способность конструкции своим внешним видом наглядно отображать качество, обеспечивая соответствующее эстетическое восприятие. Выразительности добиваются с помощью таких средств компо­зиции, как целостность формы, композиционное равновесие, взаимодейст­вия конструкции и пространства.

Оригинальность — совокупность своеобразных элементов формы и их отношений, позволяющая отличить конструкцию от однотипных. Это понятие предполагает наличие национальных, отраслевых фирменных признаков.

Стиль — это устойчивая общность формально-художественных средств, отражающая общие принципы и художественно-конструкторские методы и средства их воплощения. Примерами стилей являются: античный, готический, возрождения, рококо и т. п. Базовыми принципами являются: ориентация на человека, целесообразность, ясность, изящество, чистота и мажоритарный фон. Одной из важных характеристик стиля является его со­временность, т. е. согласованность между стилем конструкции и устоявши­мися на данный момент образцами. Мода в отличие от стиля представляет собой менее устойчивую общность названных методов и средств.

Тектоника — зримое отображение работы конструкции и материала в форме, т. е. представляет собой связь формы и содержания. Различают тек­тонику штампованной, прессованной, литой, деревянной и т. п.

Фактура и пластика служат для создания нюансных способов отдел­ки, для создания тонких контрастов, например, противопоставление матовой и полированной поверхности одного и того же материала.

Соотношение объема и пространства — свойство, позволяющее выделить наиболее важные композиционные элементы. При необходимо­сти сосредоточить на чем-либо внимание взаимодействия объема и про­странства в этом месте следует сделать более напряженным. Однако чрезмерное увеличение проникновения пространства в объем может создать впечатление незавершенности, которое отсутствует при ограниче­нии пространства.

Соподчиненность — свойство, учитывающее при обеспечении выра­зительности композиции и целостности формы. Быстрота восприятия ком­позиции во многом зависит от логичности и ясности связей пространствен­ных элементов систем.

Зрительное равновесие композиции — это зрительная уравновешен­ность частей и целого относительно пространственных осей. Использование соподчинения и композиционной уравновешенности тесно связано с ис­пользованием пропорции, ритма, масштаба, симметрии, цветового колорита, контраста и нюанса.