商丘工學院

教案

課程名稱：人體工程學任課教師：王翠霞

所屬部系：傳媒與現代藝術教研室：藝術設計

授課時間：授課班級：

授課地點：

授課內容

授課題目第四章人和環境的關系

課型講授使用教具課本、教案、課件

教學目的通過學習人體感知覺系統與環境設計的相互關系。

教學重點和難人和環境交互作用在設計中的應用

點

作業或者思量趣舉例說明感覺的適應特征在環境設計中的應用。

《人體工程學》王鑫楊希文等編著中國青年出版社

參考教材

《人體工程學》邢博主編中國海洋大學出版社

第四章人體的感知覺系統

4.6感覺和知覺

4.6o1感覺和知覺之間的關系

感覺是人的大腦兩半球對于客觀事物的個別特性的反映,知覺是我們大腦兩半

球對于一個具有某些統一特征的對象或者現象所發生的反映。感覺與知覺相互聯

系

感覺是事物直接作用于感覺器官時，對事物個別屬性的反映。

人對客觀事物的認識是從感覺開始的，它是最簡單的認識形式。例如當菠蘿作

用于我們的感覺器官時,我們通過視覺可以反映它的顏色；通過味覺可以反映它的

酸甜味;通過嗅覺可以反映它的清香氣味,同時，通過觸覺可以反映它的粗糙的凸起.

人類是通過對客觀事物的各種感覺認識到事物的各種屬性。

感覺不僅反映客觀事物的個別屬性，而且也反映我們身體各部份的運動和狀

態。例如，我們可以感覺雖然是一種極簡單的心理過程，可是它在我們的生活實踐

中具有重要的意義,有了感覺，我們就可以分辨外界各種事物的屬性，因此才干分辨

顏色，聲音、軟硬、粗細、分量、溫度、滋味、氣味等，有了感覺，我們才干了解

自身各部份的位置、運動、姿式、饑餓、心跳，有了感覺，我們才干進行其它復雜

的認識過程。失去感覺，就不能分辨客觀事物的屬性和自身狀態.因此，我們說，感

覺是各種復雜的心理過程（如知覺、記憶、思維）的基礎，就這個意義來說，感覺

是人關于世界的一切知識的源泉。

感覺器是腦的工具，腦是借助于感覺器來反映外部世界

覺外界刺激作用于感官時人腦對外界的整體的看法和理解，它為我們對外界的

感覺信息進行組織和解釋.在認知科學中也可看做一組程序，包括獲取感官信息、

理解信息、篩選信息、組織信息。

知覺研究的早期理論有赫姆霍茲(HeriiiaimvonHehnhollz)的無意識推理，和

格式塔(gestalt)學派的完形心理學。20世紀70年代，吉布森(JamesGibson)提出了

一個很有影響的生態光學理論，強調環境對知覺的作用。

知覺有這樣幾個特性:整體性、恒常性、意義性、選擇性，知覺適應。整體性

是指我們對物體整體的認識通常要快于對局部的認識。恒常性是指盡管作用于我們

感官的刺激在不斷的變化，我們所知覺到的物體卻保持著相當程度的穩定性。意義

性是我們對事物的知覺通常是和我們賦予它的意義聯系在一起的.選擇性是我們在

觀察兩歧圖形時往往會在不同的兩個圖形知覺中來回轉換，這說明知覺過程中存在

著競爭。知覺適應是指在刺激輸入變化的情況下，我們仍然能夠調整知覺返回到原

米的狀態.

知覺如何把各個元素整合為一個整體，格式塔學派提出了幾條知覺組織的規

律：相鄰律、相似律和共同命運原則。

現在的心理學認為知覺加工過程是自上而下的加工和自下而上的加工一起作

用的垢果,而吉布森提出直接知覺的觀點，認為壇境對知覺起絕對的支配作用.

知覺的研究通常和錯覺聯系在一起，這是一件很有趣的事情。心理學時常通

過研究一種機制失效的情況來研究這種機制的規律。

知覺與感覺通常是無法徹底區分的，感覺是信息的初步加工，知覺是信息的

深入加工。現在的趨勢是把感覺和知覺放在一切論述，統稱為感知覺。把信息加工

過程分為感覺、組織、知覺與辨認三個階段。

4.7知覺分為幾種？

4.7.1知覺分為空間知覺、時間知覺、運動知覺三種4o

7o2知覺的特性

1,知覺的選擇性

知覺的選擇性在于把一些對象（或者對象的一些特性、標志、性質）優先地區

分出來.客觀事物是多種多樣的，人總是有選擇地以少數事物作為知覺的對象，對它

們的知覺分外清晰，被知覺的對象好像從其他事物中突出出來，浮現在“前面而其

他的事物就退到后面去了。與此相關的生理基礎是：大腦皮層中一個興奮中心占優

勢，同時皮層的其余部份受抑制。知覺的選擇性揭示了人對客觀事物反映的主動性。

知覺的選擇性依賴于個人的興趣、態度、需要以及個體的知識經驗和當時的心

理狀態；還依賴于刺激物本身的特點（強度、活動性、對照）和被感知對象的外界

環境條件的特點（照明度、距離）。

2,知覺的理解性

知覺的理解性表現為人在感知事物時，總是根據過去的知識經驗來解釋它、判

斷它，把它歸入一定的事物系統之中，從而能夠更深刻地感知它。這就是知覺的理

解性。

從事不同職'也和有不同經驗的人，在知覺上是有差異的.如工程師檢查機器時

能比普通人看到、聽到更多的細節；成人的圖畫知覺與兒童相比，能更深刻地了解

圖畫的內容和意義，知覺到兒童所看不到的細節.

影響知覺理解性的條件有三個。

（1）.言語的指導作用

言語是語言在交際過程中的應用。人的知覺是在兩種信號系統的協同活動中實

現的祠的作用有助于對知覺對象的理解，使知覺更迅速、更完整.例如，天空中的

云彩，自然景色中的巨石形狀，在感知時加以詞和言語的指導，很快就能知覺到.

（2）.實踐活動的任務

當

有明確的活動任務時，知覺服從于當前的活動任務，所知覺的對象比較清晰、

深刻，任務不同對同一對象可以產生不同的知覺效果。比如，對天安門的素描和用

文字的描寫，任務不同，感知效果就不同。

（3）.對知覺對象的態度

如果對知覺對象抱著消極的態度，就不能深刻地感知客觀事物;惟獨對知覺對

象發生興趣，抱積極的態度才干加深對它的理解.

3,知覺的整體性

人在知覺客觀對象時，總是把它作為一個整體來反映，這就是知覺的整體性。

知覺對象是由許多部份組成的，各部份具有不同的特征，但是人們并不把對象感知

為許多個別的、孤立的部份，而總是把它知覺為一個統一的整體。它是客觀對象的

許多部份形成的復合刺激物，大腦皮層對復合刺激物的各個組成部份及其相互關系,

進行分析、綜合，從而反映客觀對象各種屬性的關系，形成關于對象的完整映象。

例如，走進教室，人們不是先感知桌椅，后感知黑板、窗戶……而是完整地同時反映

它們.

知覺的整體性是多種感知器官相互作用的結果.知覺的整體性與感知的快慢，

同過去經驗和知識的參預有關，閱讀速度就是隨著人的閱讀經驗的積累及把較小的

單元（詞）組成較大的單元（句子）而逐漸加快的°

4,知覺的恒常性

當知覺的條件在一定范圍內發生改變時，知覺的映象仍然保持相對不變，這就

是知覺的恒常性。例如，對過去認識的人，決不會因為他的發型、服裝的改變而變

得不認識;一首熟悉的歌曲，不會因它高八度或者低八度而感到生疏，或者因其中個別

曲子走調,就認為是別的歌曲；教師判斷學生的錯別字，如“尖瑞科學，不會因"端''字

寫成為了“瑞''字，而不去感知尖端科學。

知覺的恒常性對生活有很大的作用，正確地認識物體的性質比單純地感知局部

的物理刺激物有較大的實際意義，它可以使人們在不同情況下，按照事物的實際面

貌反映事物，從而能夠根據對象的實際意義去適應環境。如果知覺不具有恒常性，

那末個體適應環境的活動就會更加復雜，在不同情況下，每一認識活動，每一反應

動作，都要來一番新的學習和適應過程，實際上也就是使適應變為不可能的了。

空間知覺是指對物體距離、形狀、大小、方位等空間特性的知覺。兩個視網膜

上的略有差異的映象，是觀察物體空間關系的重要線索。它使人能在兩維的視網膜

刺激基礎上，形成三維的空間映象。對物體不同部位的遠近的感知稱為立體視覺或

者深度知覺。深度知覺除了利用雙眼的視差的線索外，還要利用其他的主客觀線索。

大小知覺是在深度知覺的基礎上對不同遠近的物體作出的大小判斷。聽覺空間知覺，

在距離方面主要以聲音強度為線索；而要判定聲源的方位則必須依據雙耳聽覺線

索。后者稱為聽覺空間定位。英文spaceperception

你是否會在下樓梯時走著走著一一吼當一聲，毫無知覺地跨一大步便下到

樓底？或者竟胡涂到想把杯子放到桌上，卻反而把它甩到了空中？這樣的經歷是

罕有所聞的,我們生活在三維空間里，必須具有了解自己與空間事物之間的關系

及其變化的能力。視、聽、嗅等各種感官為我們提供了來自空間的各個點的信

息，如果不能把這些信息組織起來，在這個變幻莫測的世界里就無法適應生存。

我們對自身和周圍事物的空間關系的知覺以及對位置、方位、距離等各構成空

間關系要素的覺察即空間知覺（spaceperception）o空間知覺包括形狀知覺、

大小知覺、距離知覺和方位知覺等。空間知覺的主要信息來源是視覺和聽覺.

空間知覺的參考系

在知覺事物的時候，我們總是要使用一個標準才干進行判斷,這個標準叫知

覺的參考系。空間知覺的參考系可分為兩類：以知覺者自己為中心的參考系和

以知覺者以外的事物所建立的參考系。

在一定的時間和空間里，知覺者總占領著空間的一個位置，其感覺信息往

往是以個人為參考系而被接收的。對上下、擺布、先后的判斷通常是以知覺者

自身為參考系而作出的。

對于知覺者自身與物體以及物體之間空間關系的判斷，除以知覺者自身所

建立的參考系外，也時常以自身以外的事物作為參考系。東、南、西、北的方向

是以太陽出沒的位置和地磁為參考系所建立的方位.日出處為東，日落處為西，地

磁的南極其北，地磁的北極其南。有了這個參考系，我們就可以在此基礎上，以環

境中熟悉的物體為參考體進行定向。在特殊的條件下，沒有熟悉的地面物作

為定向的參考體，也可以用星象、羅盤或者其他儀器來定向。對于大小、形狀

等空間知覺，我們也是使用某種參考系才干加以判斷的.

空間知覺一視空間知覺

在視空間知覺的問題上，心理學家向來在探索下面兩個問題：（1）我們的視

網膜是二維的，同時我們又沒有“距離感受器”，那末在二維空間的視網膜上如

何形成三維的視覺，我們又通過哪些線索來把握客體與客體、客體與主體之間

在位置、方向、距離上的各種空間關系呢？（2）如果說視空間知覺的獲得是由于

雙眼協調并用的結果，那末為什么在不少時候使用單眼仍然可以獲得準

確的空間知覺？根據已有資料，空間知覺需要依靠許多客觀條件和機體內部條

件或者線索(cues)并綜合有機體的已有視覺經驗而達到。有時我們甚至無法意

識到這些線索的作用。概括起來，視空間知覺的線索包括單眼線索和雙眼線索。

單眼線索主要強調視覺刺激本身的特點，雙眼線索則強調雙眼的協調活動所產

生的反饋信息的作用.

(一)單眼線索

單憑一只眼睛即可利用單眼線索(monocularcue)而相當好地感知深度，

藝術家們特殊擅長利用單眼線索創造作品中的深度等空間關系。單眼線索不少,

其中主要的有如下幾種。

(1)對象的相對大小(relativesize)。對象的相對大小是距離知覺的線

索之一。小圓點好像離我們遠些，大圓點好像離我們近些.對于熟悉物體的判

斷則有所不同，高矮不同的兩個熟人，如果現在你看到那個本來矮小的人顯得

高大些，而那個本來高大的人看起來矮小些，那末，你便會覺察到前者離你近

些，后者則離你遠些。

(2)遮擋(occlusion)。如果一個物體被另一個物體遮擋，遮擋物看起來近些,

而被遮擋物則覺得遠些。物體的遮擋是距離知覺的一個線索(見圖).

▲

2

如果沒有物體遮擋，遠處物體的距離就難以判斷.例如，高空的飛機倘若不與云

重疊，就很難看出飛機和云的相對高度。

(3)質地梯度(texturegradient)。視野中物體在視網膜上的投影大小

及投影密度上的遞增和遞減，稱為質地梯度。當你站在一條磚塊鋪的路上向遠

處觀察，你就會看到越遠的磚塊越顯得小，即遠處部份每一單位面積磚塊的數量

在網膜上的像較多。看圖中的兩個圖形，

3

上部質地密度較大，下部質地單元較少，于是產生了向遠方伸延的距離知覺。

(4)璀璨和陰影(lightandshadow)o我們生活在一個光和陰影的世界

里。它匡助我們感知體積、強度、質感和形狀。黑暗、陰影宛然后退，離我們

遠些；璀璨和高光部份得突出，離我們近些(見圖).

在繪畫藝術中，運用明暗色調，把遠的部份畫得灰暗些，把近的部份畫得

色調鮮明些，以造成遠近的立體感.

(5)線條透視(linearperspective)。同樣大小的物體，離我們近，在視角上所占的

比例大，視像也大；離我們遠，在視角上所占的比例小，視像也小。平行線，如

火車軌道，

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會在遠處匯聚.匯聚線越多，知覺的距離越遠(見圖)。

(6)空氣透視(atmosphereperspective)o由于空氣的散射，當我們觀

看遠處物體時都會感受到:能看到的細節就越少;物體的邊緣越來越不清晰，越

來越含糊；物體的顏色變淡，變得蒼白，變得灰蒙蒙的。遠處物體在細節、形狀

和色采上的這些衰變現象，稱為空氣透視。固然，空氣透視和天氣的好壞很有關

系。天高氣爽，空氣透明度大，看到的物體就覺得近些：陰霧沉沉或者風沙彌漫,

空氣透明度小，

t

6

看到的物體就覺得遠些。如圖所繪的“布里斯托爾的寬碼頭”，

其中不僅利用了空氣透視原理，還綜合運用了質地梯度、遮擋、線條透視及

相對大小和相對高度等線索.

(7)運動視差(motionparallax)o頭只要稍微一轉動，物體與視野的關系就變

了。這種由于頭和身體的活動所引起的視網膜物像上物體關系的變化，稱為運動

視差。當我們運動時，原來靜止的物體看上去也在運動。坐過火車的人有這樣的

經驗:在火車上凝視窗外的一個物體，如一座房子，那末，比房子近的物體向后

運動，物體越近，運動得越快，而凝視點遠處的物體則和你同時運動,物體越

遠，運動速度越慢.

(8)眼睛的調節.人在看東西的時候，為了使視網膜獲得清晰的物像，水晶

體的由率就要發生變化：看近物時，水晶體較凸起;看遠物時，水晶體比較扁平.

這種變化是由睫狀肌進行調節的。睫狀肌在調節時產生的動覺，給大腦提供了

物體遠近的信息。無非，調節作用只在幾米的范圍內有效，且分辨力較差。

(二)雙眼線索

利用雙眼線索(binocularcue)是深度和距離知覺的主要途徑，其效果要比

利用其他線索精細準確得多。雙眼線索主要包括視軸輻合和雙眼視差.

(1)視軸輻合或者雙眼會聚(binocularconvergence)。看遠物時,兩眼視線

近似于平行；看近物時，雙眼視線會向正中聚合以對準物體。眼睛肌肉在控制

視線輻合時所產生的動覺，會給大腦提供物體遠近的線索。無非，輻合作用所

提供的距離線索只在幾十米的范圍內起作用.物體太遠，視線趨于平行，已不能

提供有效的輻合信息。

（

2）雙眼視差（binoculardisparity）o人的兩只眼睛相距約65毫米。

當我們看立體物的時候，兩眼從不同的角度看這一物體，視線便有點兒差別.

嘗試一下將手指放在離鼻尖較近的位置，分別用兩只單眼觀看，會發現手指位

置發生了明顯的挪移。觀察物體時兩眼視網膜上的物像差異就是雙眼視差。雙

眼視差在深度知覺中起著至關重要而又不為人所覺察的作用，由雙眼視差來判

斷深度的過程即立體視覺（stereopsis）。利用這一原理，人們可借助計算機制圖

或者特制的實體鏡觀察三維實體圖。

立體視覺的研究表明，在排除了其他所有深度線索的條件下，一組徹底無

意義的視覺刺激，只要具備視差條件，即能產生深度知覺。這在一定程度上驗

證了吉布森的直接知覺理論，并在藝術創作和計算機視覺領域得到廣泛的應用。

空間知覺-聽空間知覺

關于空間的感受，除了視覺之外還能從聽覺器官獲得，耳朵能提供聲音的方

向和聲源遠近的線索。視覺線索有單眼和雙眼的區別，聽覺線索也有單耳和雙耳

的區別。

（一）單耳線索

由單耳所獲得的線索，雖不能有效地判斷聲源的方位，卻能有效地判斷聲

源的距離,平時我們往往以聲音的強弱來判斷聲源的近遠：強覺得近，弱覺得遠。

特殊是熟悉的聲音（如汽車、火車的聲音）3安其強弱來判斷聲源遠近較為準確。

（二）雙耳線索

對聲源遠近和方向定位，靠雙耳的協同合作才干獲得準確的判斷c關于空間

知覺的雙耳線索主要有以下三種。

(1)雙耳間時間差(timedifferenceofbinaural)。從一側來的聲音，兩耳感受

聲音刺激有時間上的差異(即一只耳朵早于另一只耳朵)。這種時間差是聲源

方向定位的主要線索，聲源被定位于先接受到刺激的耳朵的一側。人體頭部近

似球形，兩耳間的距離約為15?18厘米，聲音到達兩耳的時差的最大值約為0。5

毫秒.

(2)雙耳間強度差(intensitydifferenceofbinaural)。聲音的強度隨傳播遠

近而改變，即愈遠愈弱。與聲源同側的耳朵獲得的聲音較強，對側耳朵由于

聲波受頭顱阻擋得到的聲音較弱.這樣，聲源就被定位于較強的一側。

(3)位相差。低頻聲音因波長較長，頭顱的阻擋作用較小，兩耳聽到的強度

差也較小.這時，判定方位主要靠兩耳感受聲音的位相差，即同一頻率聲波的波

形的不同部位作用于兩耳，于是內耳鼓膜所受聲波的壓力也就有了差別.雖然這

種差別很小，但它是低頻聲源定位的主要線索。

高于3000赫茲的聲音，兩耳強度差較大，易于定位。兩耳感受刺激的強度差

是高