電子顯示符號(hào)的顯示特征研究

魏延巖

摘要：隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)向全面電子化方向迅速發(fā)展，駕駛艙顯示控制接收到的機(jī)上各類設(shè)備的電子信息來源也更加復(fù)雜化、多樣化。電子顯示器為駕駛員提供了最直觀的顯示以及與機(jī)上設(shè)備之間的人機(jī)交互，其顯示的每一參數(shù)都是實(shí)時(shí)變化的，符號(hào)顯示特征鮮明易懂且無歧義性，研究采用什么字符、形狀、顏色和畫面組合對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行顯示最有利于飛行員快速理解飛行信息是至關(guān)重要的。本文主要針對(duì)機(jī)載顯示符號(hào)的顏色設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，包括不同符號(hào)顏色的規(guī)定以及采用的顏色編碼等，對(duì)機(jī)載顯示符號(hào)的人機(jī)工效研究至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：電子顯示符號(hào);人機(jī)工效學(xué);顯示特征;

一、引言

電子顯示器作為駕駛員的人機(jī)交互窗口，其顯示的畫面信息主要包括飛行員在不同的飛行階段所關(guān)注的參數(shù)信息，對(duì)單個(gè)顯示頁面來說，往往同時(shí)顯示多種參數(shù)數(shù)據(jù)，需要分區(qū)顯示，而且每一參數(shù)都是實(shí)時(shí)變化的，要達(dá)到平滑指示、不閃爍、符號(hào)特點(diǎn)鮮明易懂且無歧義性，需要對(duì)各種信息根據(jù)參數(shù)屬性和特點(diǎn)分門別類的設(shè)定，如特定符號(hào)圖形形狀，指定符號(hào)圖形顏色、根據(jù)飛行員的設(shè)計(jì)眼位、與顯示器的距離以及顯示器的大小設(shè)置符號(hào)的圖形尺寸等。

電子顯示符號(hào)是隨著航空電子顯示儀表的發(fā)展而誕生的，其符號(hào)的顯示特征（形狀、顏色、尺寸、顯示范圍等）是模擬各類機(jī)械儀表的表盤—圖形符號(hào)的形式成像在電子顯示器上，隨著電子顯示器的長(zhǎng)期發(fā)展和持續(xù)改進(jìn)，電子顯示符號(hào)的顯示特征也在逐步優(yōu)化。

針對(duì)這些情況，根據(jù)人機(jī)工效學(xué)在電子顯示符號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)采取了一些措施，根據(jù)符號(hào)特征提出了一些設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)約束。

二、電子顯示符號(hào)的特征

電子顯示符號(hào)的基本特征如下：

a）符號(hào)形狀，包括幾何圖形和字符;b）符號(hào)顏色;c）符號(hào)尺寸;d）符號(hào)的顯示位置;e）符號(hào)刷新速率，包括平移和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng);f）符號(hào)閃爍頻率。

（一）符號(hào)形狀

電子顯示符號(hào)的符號(hào)形狀一般是唯一的，為了便于駕駛員判讀時(shí)鮮明易懂且無歧義性，對(duì)每一種符號(hào)都進(jìn)行符號(hào)形狀的規(guī)定。

（二）符號(hào)顏色

在小尺寸電子顯示器上使用七種以上的顏色編碼可能會(huì)降低搜索性能。隨著顯示技術(shù)，如液晶顯示器，高環(huán)境照明導(dǎo)致的辨別喪失可能不明顯。七種顏色包括白色、紅色、綠色、黃色（或琥珀色），紅色（紫色），青色（或淺綠色）。

人眼觀察到的電子顯示符號(hào)的顏色取決于軟件設(shè)定的顏色值如8位數(shù)字RGB的白色（0xff： 0xff： 0xff），和電子顯示器的顯示性能如屏幕的背光亮度、色域、色度一致性等密切相關(guān)，環(huán)境照度對(duì)顏色也有影響。

（三）符號(hào)尺寸

字符尺寸是一個(gè)重要的考慮因素，SAE AIR1093A標(biāo)準(zhǔn)中提出最小尺寸建議如表1所示。

（四）符號(hào)的顯示位置

在電子顯示器每幅顯示畫面中的符號(hào)都需要有規(guī)定的顯示位置，其原則如下：

1）符號(hào)的顯示位置應(yīng)參考駕駛艙相關(guān)儀表的安裝位置;2）應(yīng)按各飛行任務(wù)階段的需要，采用相應(yīng)的工作狀態(tài)和顯示格式;3）應(yīng)符合人機(jī)工程的要求，減少不必要的信息，減輕工作負(fù)荷;4）顯示格式（布局）應(yīng)盡量考慮傳統(tǒng)，有一定的繼承性;5）字符布局相對(duì)固定，在不同顯示格式或工作狀態(tài)應(yīng)盡量顯示在同一位置;6）重要信息的顯示應(yīng)有一定余度，采用多種信息編碼;7）信息顯示的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)與操縱動(dòng)作盡量協(xié)調(diào)一致;8）顯示格式應(yīng)能選擇、轉(zhuǎn)換，字符應(yīng)能刪減;9）重要的信息應(yīng)顯示在視野的中心區(qū)域;10）顯示信息要清晰易見、確保判讀迅速、準(zhǔn)確;11）無論單個(gè)、組合或綜合的信息都應(yīng)滿足飛行任務(wù)階段的要求，并應(yīng)覆蓋全部飛行任務(wù)階段。

（五）符號(hào)刷新速率

在電子顯示器每幅顯示畫面中的符號(hào)的刷新速率應(yīng)符合以下原則：

1）電子顯示器不應(yīng)導(dǎo)致視覺疲勞或其它不想要的生理效應(yīng);2）應(yīng)提供適當(dāng)?shù)淖枘嵋源_保顯示器的穩(wěn)定性和易讀性;3）顯示器元素應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)地進(jìn)入或離開顯示區(qū)域;4）讀取數(shù)值的末尾數(shù)字的變化應(yīng)不會(huì)分散人的注意力（比如：滾動(dòng)數(shù)字）;5）不應(yīng)顯示沒有時(shí)效價(jià)值的數(shù)據(jù)資料;6）姿態(tài)、速度、高度、升速和飛行引導(dǎo)顯示的滯后、慣性和其它的滯后效應(yīng)應(yīng)不會(huì)降低駕駛員手動(dòng)控制飛機(jī)飛行路線的能力;7）駕駛員選定和主飛行數(shù)據(jù)隨后顯示之間的滯后不應(yīng)超過0.25秒。格式選擇和顯示之間的滯后不應(yīng)超過1.0秒且系統(tǒng)不必要數(shù)據(jù)的演示滯后不應(yīng)超過4秒。

（六）符號(hào)閃爍頻率

在電子顯示器中的個(gè)別符號(hào)需要高亮或者閃爍顯示，例如告警通告信息。

當(dāng)符號(hào)閃爍時(shí)，一般分為幾種閃爍方式：

1）符號(hào)顯示或者不顯示;2）符號(hào)在兩種顏色之間切換顯示;3）符號(hào)加閃爍邊框。

符號(hào)的閃爍頻率需要能夠起到提醒的作用，但又不能給駕駛員增加視覺負(fù)擔(dān)，因此，閃爍頻率建議為1Hz或者2Hz，閃爍頻率可由設(shè)計(jì)師根據(jù)最佳人機(jī)工效設(shè)計(jì)決定。

三、結(jié)束語

研究采用什么字符、形狀、顏色和畫面組合對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行顯示最有利于駕駛員快速理解飛行信息是至關(guān)重要的。信息顯示格式影響飛行員的感知過程和決策速度，而飛行員對(duì)飛行信息的判讀速度和準(zhǔn)確度對(duì)飛行安全有極大影響，必須通過開展電子信息顯示符號(hào)的研究，使顯示的認(rèn)知負(fù)荷最為合理。

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