電子顯示符號的顯示特征研究

魏延巖

摘要：隨著飛機設(shè)計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上各類設(shè)備的電子信息來源也更加復雜化、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上設(shè)備之間的人機交互，其顯示的每一參數(shù)都是實時變化的，符號顯示特征鮮明易懂且無歧義性，研究采用什么字符、形狀、顏色和畫面組合對這些參數(shù)進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。本文主要針對機載顯示符號的顏色設(shè)計進行研究，包括不同符號顏色的規(guī)定以及采用的顏色編碼等，對機載顯示符號的人機工效研究至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：電子顯示符號;人機工效學;顯示特征;

一、引言

電子顯示器作為駕駛員的人機交互窗口，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，對單個顯示頁面來說，往往同時顯示多種參數(shù)數(shù)據(jù)，需要分區(qū)顯示，而且每一參數(shù)都是實時變化的，要達到平滑指示、不閃爍、符號特點鮮明易懂且無歧義性，需要對各種信息根據(jù)參數(shù)屬性和特點分門別類的設(shè)定，如特定符號圖形形狀，指定符號圖形顏色、根據(jù)飛行員的設(shè)計眼位、與顯示器的距離以及顯示器的大小設(shè)置符號的圖形尺寸等。

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

針對這些情況，根據(jù)人機工效學在電子顯示符號設(shè)計時采取了一些措施，根據(jù)符號特征提出了一些設(shè)計方法和設(shè)計約束。

二、電子顯示符號的特征

電子顯示符號的基本特征如下：

a）符號形狀，包括幾何圖形和字符;b）符號顏色;c）符號尺寸;d）符號的顯示位置;e）符號刷新速率，包括平移和旋轉(zhuǎn)等動態(tài)運動;f）符號閃爍頻率。

（一）符號形狀

電子顯示符號的符號形狀一般是唯一的，為了便于駕駛員判讀時鮮明易懂且無歧義性，對每一種符號都進行符號形狀的規(guī)定。

（二）符號顏色

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)境照度對顏色也有影響。

（三）符號尺寸

字符尺寸是一個重要的考慮因素，SAE AIR1093A標準中提出最小尺寸建議如表1所示。

（四）符號的顯示位置

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

1）符號的顯示位置應(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)符合人機工程的要求，減少不必要的信息，減輕工作負荷;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）信息顯示的運動規(guī)律應(yīng)與操縱動作盡量協(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、準確;11）無論單個、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）符號刷新速率

在電子顯示器每幅顯示畫面中的符號的刷新速率應(yīng)符合以下原則：

1）電子顯示器不應(yīng)導致視覺疲勞或其它不想要的生理效應(yīng);2）應(yīng)提供適當?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)當平穩(wěn)地進入或離開顯示區(qū)域;4）讀取數(shù)值的末尾數(shù)字的變化應(yīng)不會分散人的注意力（比如：滾動數(shù)字）;5）不應(yīng)顯示沒有時效價值的數(shù)據(jù)資料;6）姿態(tài)、速度、高度、升速和飛行引導顯示的滯后、慣性和其它的滯后效應(yīng)應(yīng)不會降低駕駛員手動控制飛機飛行路線的能力;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）符號閃爍頻率

在電子顯示器中的個別符號需要高亮或者閃爍顯示，例如告警通告信息。

當符號閃爍時，一般分為幾種閃爍方式：

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

符號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擔，因此，閃爍頻率建議為1Hz或者2Hz，閃爍頻率可由設(shè)計師根據(jù)最佳人機工效設(shè)計決定。

三、結(jié)束語

研究采用什么字符、形狀、顏色和畫面組合對這些參數(shù)進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，而飛行員對飛行信息的判讀速度和準確度對飛行安全有極大影響，必須通過開展電子信息顯示符號的研究，使顯示的認知負荷最為合理。

參考文獻：

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