3.1.2 Инженерно-психологические требования к отдельным видам визуальной индикации

В абстрактных СОИ, представляющих оператору информацию в виде сигналов, используются три основные формы визуальной индикации: стрелочная, знаковая и графическая. К каждой из них предъявляются специфические инженерно-психологические требования.

Стрелочная индикация. На считывание показаний большое влияние оказывают отдельные элементы стре­лочного прибора: шкалы, стрелки, оцифровка, отметки.

Точность и скорость считывания показаний со шкалы прибора зависят от ее вида, формы и размера, расстояния наблюдения, интервала между отметками. При коротких экспозициях (менее 0,5с) точнее считываются показания прибора с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой. При увеличении времени экспозиции предпочтительнее приборы с подвижной стрелкой и неподвижной шкалой.

На качество отсчетов влияет и форма шкалы. Лучшие результаты дает круглая шкала, за ней следует полукруг­лая и прямолинейная горизонтальная; худшие – верти­кальная шкала. Однако это положение в отдельных слу­чаях может не выполняться. Например, для приборов, с помощью которых контролируются параметры глуби­ны, высоты, температуры, лучшими являются все же вер­тикальные шкалы.

При выбранной форме шкалы точность отсчетов зави­сит от того, с какого участка шкалы ведется считывание. Круглые шкалы дают лучшие результаты при считыва­нии показаний с центрального верхнего сектора, горизон­тальные – с центральной части шкалы. По мере же при­ближения к концам этих шкал точность и скорость счи­тывания значительно падают.

Оптимальный угловой размер шкалы составляет 2,5–5° (40 – 60 мм при дистанции наблюдения 750 – 900 мм). Шкалы приборов градуируются штриховыми отмет­ками, которые подразделяются на основные, средние и малые. Точность считывания зависит от размеров отме­ток и расстояния между ними. Рекомендуются следующие минимальные размеры отметок (длина и толщина соответственно): основные 25΄ и 5΄, средние 20΄ и 3΄, малые 12΄ и 1΄. Увеличение числа мелких отметок приводит к снижению скорости и точности считывания. При необходимости интерполяции (стрелка останавливается между делениями) лучшие результаты наблюдаются тогда, когда оператор должен мысленно делить отмеченный интервал не более чем на 5 частей.

Наиболее эффективными являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10 и соответствующей оцифровкой. Цифры наносятся только у основных отметок. Точность считы­вания цифр зависит от их высоты, формата, толщины обводки, расстояния между соседними цифрами. Здесь должны быть выполнены основные требования, которые предъявляются к знаковой индикации.

Важное значение при считывании показаний со шкал имеет форма и расположение стрелок и указателей (рис. 14.2) и (рис. 14.3). /Pict 14-02/ и /Pict 14-03/. Наибольшее преимущество перед остальными имеет клино­видная стрелка. Толщина ее острия должна быть не более ширины самой малой отметки шкалы. Кроме того, оператор быстрее и точнее ориентируется в показаниях прибора, если кончик стрелки не заслоняет цифру и не касается делений шкалы, а находится от них на расстоянии 0,4–1,5 мм. Стрелка должна находиться как можно ближе к плоскости циферблата, чтобы свести к минимуму параллакс.

Рис. 14.2 Рекомендуемые (а) и нерекомендуемые (б) формы концов стрелок и зазоров

Рис. 14.3 Примеры неправильного и правильного оформления шкал измерительных приборов

Разработан также ряд требований по расположению приборов на информационной панели:

– стрелочные инди­каторы следует устанавливать в плоскости, перпендику­лярной линии взора;

– для шкал, установленных на одной панели, необходимо выбирать одинаковую систему делений и одинаковые цифры;

– фон шкалы должен быть мато­вым, а расположение прибора должно быть таким, что­бы на его лицевой поверхности не было бликов;

– поверхность шкалы не должна быть темнее панели.

Знаковая индикация. В абстрактных СОИ используют различные виды знаков: буквы и цифры, абстрактные фигуры, условные символы. В последнем случае для формирования знака используют правила мнемоники.

На практике используют два способа построения условных символов: индуктивный и дедуктивный.

При индуктивном способе в качестве основы берется изображение обозначаемого объекта и затем путем упрощения одних элементов и усиления других оно преобразуется в услов­ный символ. При дедуктивном способе в качестве основы берутся абстрактные геометри­ческие фигуры, в которые вводятся дополнительные эле­менты (буквы, цифры, штрихи и т.д.).

Главную роль в опознании знака играет его контур. Количество дополнительных элементов знака должно соответствовать количеству признаков или свойств отображаемого объекта. В случае избыточности элемен­тов наблюдается неоднозначность приема информации: оператор приписывает объектам несуществующие призна­ки. При недостаточности элементов снижается надеж­ность приема информации: при декодировании оператор путает одни знаки с другими.

Сложность знака оценивается по числу входящих в него элементов. Знак, состоящий только из контура (на­пример, геометрические фигуры), считается простым. Знак, включающий кроме контура один дополнительный элемент (внешняя или внутренняя деталь, буква, цифра), является средним по сложности. Знак, включающий несколько до­полнительных элементов, называется сложным.

В условиях неограниченного времени наблюдения угло­вой размер простого знака должен быть не менее 15–18', сложного знака – 35–40'. Размер наименьшего допол­нительного элемента сложного знака должен быть не ме­нее 8'. При коротких экспозициях (до 50 мс) размер кон­тура знака должен быть не менее 1°, дополнительных деталей – 30–40'. В общем случае при расчетах минималь­ного размера знака нужно исходить из величин, характе­ризующих различение и опознание его наименьших деталей.

Широко распространенным видом знаковой индикации являются буквы и цифры. Для их качественного чтения должны быть соблюдены определенные требования. Допустимый размер букв и цифр при учете только точности считывания составляет 18–20'. При одновременном учете точности и скорости опознания их оптимальный размер составляет 35–40'. Формат знака (отношение ширины к высоте) рекомендуется брать 2/3, 3/5 или 5/7.

Во многих типах СОИ буквы и цифры формируются из отдельных дискретных элементов: линий (сегментов), точек, отрезков, строчек телевизионного растра. На качество воспроизведения знаков влияет число элементов, служащих для формирования алфавита знаков. Установлено, что для качественного считывания цифро-буквенного алфавита число сегментов должно лежать в пределах 8–16 (при функциональном способе формирования знаков). При растровом способе оптимальное число строк растра, приходящееся на один знак, равно 10. При матричном способе формирования знаков оптимальной считается матрица 5 х 7 или 6 х 9.

Графическая индикация. Наиболее распространен­ными видами графической индикации являются графики и диаграммы.

График (графическое изображение функциональных зависимостей) целесообразно применять в тех случаях, когда оператору для принятия решения важна общая фор­ма отображаемой функции, а в процессе принятия решения необхо­димы интерполяция и экстраполяция данных. Основными элементами, используемыми при построении графика, являются линия и позиция.

Для определения позиции (координат) точки на гра­фике используют координатные оси. Они делятся на отрезки штрихами, интервалы между которыми соответствуют единицам измерения отображаемых в графике величин. При оцифровке делений на осях координат и при выборе размеров интервалов и штрихов следует руководство­ваться рекомендациями, разработанными для шкал стрелочных приборов.

Диаграмма используется для отображения соотноше­ний между величинами. Ее удобство состоит в том, что она позволяет заменить вычисления глазомерным сопо­ставлением площадей. Основными элементами диаграммы являются линии и площадь. При компоновке диа­грамм следует руководствоваться следующими положе­ниями:

– площадь, занимаемая диаграммой, не должна превышать размер оперативного поля зрения;

– число элементов диаграммы (столбиков или секторов) не должно превышать объема зрительного восприятия;

– масштаб должен определяться в соответствии с оперативными порогами глазомера;

– при построении диаграммы следует использовать цветовое, цифровое и буквенное кодирование, а также координатные сетки, облегчающие глазомерное сравнение ее элементов.

Используются также и такие виды графической индикации, как чертежи и схемы. Рекомендации по их выполнению приводятся в специальной литературе (ГОСТ, ЕСКД и др.).