電視機遙控器人機界面設計分析

何逸達　唐嘉薇

摘要：本文通過人機工程學的相關知識，對電視機遙控器的人機界面進行了深入分析，從電視機遙控器的外形設計，尺寸大小，按鍵外觀設置以及符號設計綜合研究，推理出最合適的遙控器設計準則，從而為今后適于人使用的遙控器的相關設計提供理論參考。

關鍵詞：人機工程學;電視機遙控器;人機界面;外形設計;符號設計

中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0162-03

0 引言

電視機遙控器作為一種日常工具為人們所經常使用，這樣一種人機交互界面需要符合人的信息收集機制和動作習慣。然而當下許多遙控器的設計并非人性化，其按鈕的設置以及整體形狀的設計都或多或少影響人的正常使用，許多設計點的考慮都不太全面。本文內容就是通過調研的信息處理和具體的人機工程學的設計分析，來探討出有利于用戶群體使用的遙控器。

1 電視機遙控器造型設計

1.1 外形設計

現如今遙控器的外觀大多為長方體，其操作界面不僅可以承載足夠多的按鍵，也適合于人的抓握方式和操作習慣。在這個基礎上，前寬后窄的圓弧形改良設計既可以滿足遙控器的功能設定，還很好的契合了人手抓握方式，保護相關神經末梢同時增強肌肉部位的緩沖性，避免靜肌負荷[1]，如圖1所示。為了保證人手操控時遙控器不易滑落，一是要通過下部托槽的設置，二是整體遙控器重心應該偏向手心處，其是通過電池槽和外殼厚度來完成的。最后對各個棱角進行圓弧倒角過渡即可。外形原三視圖和改進方案如圖2所示。

1.2 尺寸設計

遙控器作為大眾產品，應考慮到所有人群，同時涉及手部完成相關操控，屬于Ⅲ型產品尺寸設計任務。因此采用男性和女性手部數據的第50人體尺寸百分位數（P50）的平均值作為參考值。查找如圖3所示，國標數據得，男性手長為183mm，女性手長為171mm。男性手寬為82mm，女性手寬為76mm，計算得：

手長：（183+171）/2=177mm

手寬：（82+76）/2=79mm

食指長：（66+69）/2=50.25mm

在使用遙控器的過程中，根據實踐推理和數據總結，一是在托舉遙控器的過程中大拇指為主要觸控點，在移動過程中后面托舉的食指會有一定角度偏移，其他手指為支撐點，因此，我們取右上端和左下端兩個點作為界限來判別大致角度，如圖4所示，其偏移角度為48°到65°，二是遙控器與手的水平重合度約為手長的35%，通過這兩項約束，計算得：

177×35%=61.95mm

上限值：61.95×sin65°≈56.15mm

下限值：61.95×sin48°≈46.04mm

功能修正量：對遙控器邊界倒角過渡設計（+2mm）

心理修正量：讓使用者看起來便于抓握（-5mm）

最佳功能尺寸上限值：56.15+2-5=53.15mm

最佳功能尺寸下限值：46.04+2-5=43.04mm

綜上所述，遙控器的寬度最佳取值范圍應在43到53mm之間。當超過上限閾值，會妨礙人手的正常操控，降低舒適性，當超過下限閾值時，則會因按鍵的必要性加長遙控器長度。由于長度受寬度和按鍵排布影響，而高度為可變值，只能大致確定均值。這里通過數據測量，遙控器長度一般應在手寬的2.5倍，也就是在197.5mm左右，高度為食指長的0.4倍，也就是20.1mm左右。這里通過如圖5所示，具體數據知，其在數據設定上都符合要求[2]。

2 電視機遙控器按鍵設計

2.1 按鍵尺寸設計

按鍵尺寸包括按鍵大小和間隔，由于操作界面面板受長寬影響，導致會一定程度縮小按鍵，但是若與大拇指的接觸面積不適配，將會影響操控，如果通過縮小間距來完成目的，則會使操控者更大幾率按錯按鍵。如圖5所示給出各個按鍵尺寸詳細數據。如圖6所示，矩形按鈕普遍長為8到11mm，寬為4mm，左右間距為2mm和3.5mm，上下間距為4mm和5mm。如圖7所示，根據操縱器人類一般工效學要求，拇指按壓區域面積直徑為18mm，對于常用按鈕，可以加上功能修正量便于使用，也就是長度滿足半徑尺寸9mm以上，寬度滿足1/2關系4.5mm左右，同理對不常用的則可適當縮小大小[3]。在同類型控制區域內，按鈕之間間隔可一定程度近一點便于區分其他區域，但是也要考慮不錯按，其取值為按鍵尺寸的1/3即3mm左右。而對于不同類區域，應至少滿足兩倍相同間距，即6mm以上。按鍵高度則應適合人的按壓手感，且不會凹陷進去，滿足條件為4mm[4]。

2.2 按鍵造型設計

按鍵外形由圖5可知多為矩形和圓形，已知拇指按壓區域為圓形區域，又因為一般操作時大拇指更偏

向豎直，因此橫向橢圓形是最符合人手的按鍵外形，當然按鍵外形應受功能板塊限制，不可完全統一。如圖8所示，對于方向板塊應用環狀扇形表示，而對不常用按鈕則可用小圓形表示。除此之外，對按鈕一定程度的凸起不僅可增大接觸表面積還可增強按壓手感，因此一般按鈕設計如圖9所示。對于按鍵顏色，一是根據遙控器背景顏色，分為黑底白色按鈕和白底黑色按鈕，這樣對比較為明顯。而一些較為關鍵的按鈕也會采用不同顏色區分，如紅綠藍黃這四種顏色，如圖10所示。在人的信息界面設計中，紅色代表警戒，黃色代表注意，藍色代表指令，綠色代表正常。而按鈕顏色也應遵循這個原則，對于類似關機，屏顯模式這種應采取紅色，而聲音切換則可用黃色表示，主菜單，回看，應用中心等可用藍色，回看和屏顯則可采取綠色[5]。

2.3 按鍵符號設計

在人/機相互作用中，存在著兩類關鍵的信息流：一類是從機器到人的信息流;另一類則是從人到機器的信息流[6]。前者已經知道如何更好讓人操控，而后者如何只通過符號設計來讓人獲取信息是現在很多遙控器缺乏的。圖案方面包含前進后退以及播放和暫停，其他沒有涉及的多用文字描述，不僅占用空間，還不易理解。對于以下按鍵還無特定符號的進行設計：

學習模式：開啟學習狀態，可設置時間，結束后按此鍵保留所有開機后設置。

待機：進入休眠狀態

聲道：左聲道、右聲道、立體聲和混合聲的切換鍵

菜單：按下此鍵彈出主菜單

頻道回看：節目回放功能

咨詢：節目相關信息訪問入口

搜索：節目搜查點

游戲：互動游戲入口

通過所對應的功能，相關頭腦風暴，推得出最明了的符號標志，如圖11所示。

3 設計方案分析

（1）對遙控器的外形進行曲線設計，同時滿足上寬下窄的造型，合理的防滑設計也很必要。（2）遙控器的尺寸要符合人體手部構造，通過人機分析遙控器寬度在43到53mm之間，長度在197.5mm左右，高度在20.1mm左右。（3）遙控器按鍵尺寸大小應在長9mm，寬4.5mm，高4mm左右，相同類型間距為3mm左右，不同區域為6mm左右，這樣可以更精確通過手部傳達信息。（4）對于按鍵的外形，從形狀上普遍為一定程度凸起的橢圓，顏色為對比明顯的黑色與白色，而對于特殊功能鍵，則通過功能選取性的采用紅藍綠黃。（5）按鍵的符號設計是人機交互的關鍵，通過對應功能設計出合適的標識，不僅節省了空間，還增強了傳達效率和美觀性，如圖12所示。

4 結語

市場的遙控器設計在外形上存在許多不適合人體抓握和使用的問題，而在按鍵設計上，從尺寸到顏色再到標識都或多或少阻礙了人機交互過程。通過人機工程學的分析和工業設計的專業知識對這些方面都進行了一定程度的改進，不僅增快了人機信息傳達速度，還增強了用戶的舒適性。

參考文獻

[1] 丁玉蘭.人機工程學[M].北京：北京理工大學出版社，2005.

[2] 陳海艷.電視遙控器的互動性研究[J].武漢理工大學，2013.

[3] 陳波.實用人機工程學[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[4] 劉紅杰.產品設計中人機尺度關系量化評價的研究[J].包裝工程，2006（02）：05.

[5] 馮書芬，石元武.色彩心理學與產品設計[J].商業文化，2001，03：156-157.

[6] 王繼成.產品設計中的人機工程學[M].北京：化學工業出版社，2010.

Design and Analysis of Human-Machine Interface of Television Remote Controller

HE Yi-da，TANG Jia-wei

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Hehai University， Changzhou Jiangsu? 213000）

Abstract：Based on the knowledge of ergonomics， this paper deeply analyses the man-machine interface of TV remote controller， and deduces the most suitable design criteria of remote controller from the aspects of shape design， size， keyboard appearance setting and symbol design of TV remote controller， so as to provide theoretical reference for the design of remote controller suitable for human use in the future.

Key words：Ergonomics; television remote control; man-machine interface; shape design; symbol design