陳青陽 吳志軍

摘 要：為了使駕駛員在操縱大型工程車時(shí)能更有效、安全、舒適的完成作業(yè)，通過對(duì)大型工程車駕駛室內(nèi)的駕駛員視野、儀表板、駕駛室內(nèi)的色彩這三個(gè)方面的視覺進(jìn)行分析與研究，提出了大型工程車駕駛員前方視野、側(cè)方視野及舒適視野的設(shè)計(jì)原則，儀表板分區(qū)及區(qū)分的方法，儀表板與駕駛員視野的設(shè)計(jì)關(guān)系，以及色彩在大型工程車駕駛室內(nèi)的運(yùn)用方法。

關(guān)鍵詞：大型工程車輛駕駛室；視覺設(shè)計(jì)；視野；儀表板

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，視覺設(shè)計(jì)被越來越多的運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域中，它的目的不僅僅是美化產(chǎn)品，更是設(shè)計(jì)師通過組織視覺元素來傳達(dá)關(guān)鍵問題的核心信息。隨著工程車的使用性能與設(shè)備交互性的不斷提高，駕駛室的視覺信息流量也隨之大大增加，從而對(duì)于工程車的安全運(yùn)行和視覺設(shè)計(jì)提出了更高的要求。工程車駕駛室不僅要能滿足操作人員的作業(yè)要求，還能滿足操作人員在作業(yè)過程中對(duì)安全、方便、舒適的需求。如何圍繞駕駛員本身的認(rèn)知、學(xué)習(xí)和行動(dòng)特性進(jìn)行駕駛室內(nèi)的視覺設(shè)計(jì)，豐富工程車駕駛室內(nèi)視覺設(shè)計(jì)的理論，是廣大工業(yè)設(shè)計(jì)人員急需解決的問題。然而駕駛室的視覺設(shè)計(jì)需要考慮到的視覺內(nèi)容主要包括：駕駛員的視野范圍、儀表板、色彩在駕駛室內(nèi)視覺空間中的運(yùn)用等。

1 工程車輛駕駛室的視野設(shè)計(jì)

視野，物理意義指人眼固定地注視某一點(diǎn)或某一片區(qū)域時(shí) (或通過輔助設(shè)備) 所能看見的空間范圍。在工程車輛駕駛室的視知覺中，視野主要涉及兩個(gè)方面。第一，駕駛員通過前方擋風(fēng)玻璃、側(cè)向玻璃、后視鏡等來觀察車外的情況。第二，駕駛員通過駕駛室內(nèi)部的儀表板來觀察工程車運(yùn)行的狀態(tài)。

(1)駕駛員的前方視野。駕駛員前方視野即從前擋風(fēng)玻璃和后視鏡觀察到的范圍。因此，前擋風(fēng)玻璃的大小、雨刮器作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的面積的大小、柱的寬度、后視鏡的視角、后窗玻璃的大小等就成了影響工程車前方視野的主要因素。在操縱工作時(shí)，要求在前擋風(fēng)玻璃的垂直方向的視野有最大的仰視角和俯視角。仰視角為前擋風(fēng)玻璃的上邊緣與眼橢圓水平視角的夾角，俯視角則是前擋風(fēng)玻璃的下邊緣與眼橢圓水平視角的夾角。想要較好的觀察到前方的視野，還得通過駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)頭部來達(dá)到。此外遮陽板的設(shè)計(jì)，也是需要進(jìn)行同樣的校核。這樣的設(shè)計(jì)與校核是為了使駕駛員在駕駛室內(nèi)擁有一個(gè)舒適的視野環(huán)境，以降低駕駛員的疲勞程度及最大可能的保證操縱時(shí)的安全性。

(2)駕駛員的側(cè)方視野。駕駛員的側(cè)方視野主要是指駕駛員通過自身側(cè)邊車窗玻璃與副駕駛的側(cè)邊的車窗玻璃的下沿水平切線位置觀察到的車外環(huán)境。然而大型工程車的側(cè)方視野則大多只能有效的觀察到駕駛員所在一側(cè)的視野，而另一側(cè)的視野則會(huì)出現(xiàn)許多的盲區(qū)，需要借用后視鏡來輔助觀察。因此，駕駛員一側(cè)的玻璃的垂直長度需要盡可能與駕駛員操作方向盤時(shí)的手臂相平行或在更下方至腰的位置，這樣駕駛員能更有效的觀察到玻璃外的環(huán)境。而另一側(cè)的后視鏡則需要做到普通車輛的兩倍或以上的大小，讓駕駛員一側(cè)的觀察范圍能更廣闊。

(3)駕駛員的視野盲區(qū)。盲區(qū)是視野相對(duì)立的一個(gè)概念。所謂的視野障礙就是阻礙駕駛員視野的所有物件，然而盲區(qū)指的是因視野的阻礙而阻擋了駕駛員的視線從而導(dǎo)致到的看不見的區(qū)域。依照分類，盲區(qū)分為單眼盲區(qū)以及雙眼盲區(qū)。進(jìn)一步定義單眼盲區(qū)為通過左眼或右眼觀察物體時(shí)，障礙物遮擋住單個(gè)眼睛視線，造成無法看到的區(qū)域。雙眼盲區(qū)定義為由障礙物造成的雙眼都無法看到的區(qū)域。［1］另外，盲區(qū)也有差別之分，可分為直接盲區(qū)和間接盲區(qū)。直接盲區(qū)指的是視線被物體直接遮擋住的情況，比如：通過方向盤觀察儀表盤時(shí)所形成的盲區(qū)；間接盲區(qū)指的是觀察視線通過間接視野時(shí)被遮擋的情況，比如：通過后視鏡觀察時(shí)立柱所形成的盲區(qū)。在對(duì)工程車進(jìn)行盲區(qū)校核的過程中，一般以左右眼所能看到的最大視野范圍的總和為依據(jù)，因此，只要駕駛員用一只眼睛所能看到的區(qū)域范圍，就不能稱之為盲區(qū)。盲區(qū)校核之于駕駛室內(nèi)部布置設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的影響。

(4)駕駛員的舒適視野范圍。駕駛員舒適視野是指，駕駛員在正常環(huán)境條件及舒適的姿勢下，他們的眼睛和頭部都在正常的活動(dòng)范圍內(nèi)時(shí)，能最直觀或借助輔助設(shè)備間接看到的視野范圍。駕駛員視野分為兩種：直接視野以及間接視野。進(jìn)一步定義直接視野指的是，不使用后視鏡這些輔助設(shè)備，此時(shí)能直接觀察到的視野范圍；而間接視野指的是，使用后視鏡這些輔助設(shè)備，此時(shí)可以看到的視野范圍。［2］根據(jù)人機(jī)交互工程學(xué)的規(guī)定，［3］人的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)、頭部轉(zhuǎn)動(dòng)以及頭部和眼睛同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)各種狀態(tài)下在垂直和水平面內(nèi)的最佳視野和最大視野。當(dāng)駕駛員頭部不動(dòng)，只用眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，在水平方向的視區(qū)中，10°以內(nèi)的范圍為最佳視野，是駕駛員能最清晰的辨別物體的區(qū)域；30°以內(nèi)的范圍為良好視野，需要駕駛員集中注意力才能正確辨別的；120°以內(nèi)為最大視野，處于120°邊緣的物體，則需要駕駛員高度集中注意力才能識(shí)別。在垂直方向的視區(qū)中，視覺水平線以下的10°范圍以內(nèi)為最佳視野；視覺水平線向上10°到向下30°之間的范圍內(nèi)為良好視野；視覺水平線向上60°到向下70°之間的范圍內(nèi)為最大視野。

2 儀表板的視覺設(shè)計(jì)

工程車中的操作信息顯示和按鈕一般都集中在儀表板的部位，因此，儀表板是駕駛員與工程車輛之間信息交換的關(guān)鍵紐帶。駕駛室中儀表板的視覺設(shè)計(jì)是否優(yōu)質(zhì)，決定了駕駛員是否能有效、方便、準(zhǔn)確地認(rèn)讀各個(gè)儀表中的參數(shù)，減少在操作中的失誤及錯(cuò)誤，也直接影響到駕駛員的工作效率及心理疲勞指數(shù)。所以在工程車的設(shè)計(jì)中，儀表板的視覺設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)被賦予更多的重視。視野觀察性能好、功能在視覺上的醒目程度、整體布局上的主次關(guān)系等這些都是儀表板布局設(shè)計(jì)的原則。然而在現(xiàn)階段的工程車儀表板的設(shè)計(jì)中仍然存在著種種的不足。例如：儀表中的操作按鈕布局存在不規(guī)律性，導(dǎo)致功能混亂；駕駛員對(duì)儀表觀察的視野角度小，導(dǎo)致駕駛員無法正確判斷；儀表板中的布置缺乏對(duì)方向盤位置所產(chǎn)生的盲區(qū)進(jìn)行的考慮，導(dǎo)致人機(jī)之間視覺信息的傳遞產(chǎn)生障礙。

(1)儀表板的分區(qū)及區(qū)分方法。在儀表板的布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用視覺分區(qū)的方法來布置駕駛室內(nèi)的儀表板和區(qū)分功能。從形態(tài)上來說，可以用方形或圓形進(jìn)行功能區(qū)域上的區(qū)別劃分，方形可以用于大功能的區(qū)別，圓形則可用于每個(gè)小功能的區(qū)分。從色彩上來說，可以通過紅黃綠三色交通指示燈的顏色來進(jìn)行使用上的提醒示意，如：綠色表示一切正常，駕駛員可安心操作工程車作業(yè)；紅色表示臨界點(diǎn)提醒或危險(xiǎn)警告，如發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、油箱無油及操作失靈等一系列工程車作業(yè)時(shí)即將導(dǎo)致危險(xiǎn)情況產(chǎn)生時(shí)所需要提醒駕駛員的事宜；黃色則表示一個(gè)過度中和的顏色。從材質(zhì)上來說，速度表、油表、里程表等這需要駕駛員時(shí)刻觀察的，可用玻璃等可視性好的材質(zhì)來裝飾；然而一些旋鈕式的操作部件則可采用磨砂等不易打滑的材質(zhì)，保證駕駛員在操作時(shí)不必發(fā)生不必要的失誤。

(2)儀表板與駕駛員視野。儀表板的中心應(yīng)該是駕駛員在頭部不在轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，眼睛自然轉(zhuǎn)動(dòng)就能最容易觀察到儀表的位置。資料表明，［4］前方最佳的下視野角為30°左右，所以儀表板中心和眼球中心線的連線與水平面的夾角取值范圍應(yīng)在 30°內(nèi)。然而由于方向盤位置對(duì)駕駛員觀察儀表板時(shí)在視野上產(chǎn)生的遮擋形成盲區(qū)的影響情況下，則需要綜合考慮到視野及儀表板上的盲區(qū)。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)儀表板視覺界面的操作中，可以把儀表板的視覺中心位于方向盤中心偏上的位置，再來考慮視野角是否在30°左右。