山东大学：《人机交互技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第2章 认知心理学（感知和认知基础）

第2章感知和认知基础 山东大学计算机学院 山束方器 SHANDONG UNIVERSETY

山东大学计算机学院

本章课程目标 了解人的感知模型 ·掌握认知过程与交互设计原侧 掌握概念模型及对概念模型的认知 了解分布式认知 山东方图 Lecture 2 2 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 2 本章课程目标 ◼ 了解人的感知模型 ◼ 掌握认知过程与交互设计原则 ◼ 掌握概念模型及对概念模型的认知 ◼ 了解分布式认知

认知心理学 ·认知心理学研究： 口人们如何获得外部世界信息， ▣信息在人脑内如何表示并转化为知识 口知识怎样存储又如何用来指导人们的注意和行为。 山求水器 Lecture 2 3 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 3 认知心理学 ◼ 认知心理学研究： ❑ 人们如何获得外部世界信息， ❑ 信息在人脑内如何表示并转化为知识， ❑ 知识怎样存储又如何用来指导人们的注意和行为

感知和认知 人的感知即通过人体器官和组织进行人与外部世 界的信息的交流和传递 认知是人们在进行日常活动时发生于头脑中的事 情，它涉及思维、记忆、学习、幻想、决策、看 、 读、写和交谈等 人的感知是认知的基础，认知是将感知获取的信 息综合运用 认知分为经验认知和思维认知 认知过程是相互联系的，单纯的一个认知过程是 非常少见的 Lecture 2 4 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 4 感知和认知 ◼ 人的感知即通过人体器官和组织进行人与外部世 界的信息的交流和传递 ◼ 认知是人们在进行日常活动时发生于头脑中的事 情，它涉及思维、记忆、学习、幻想、决策、看 、读、写和交谈等 ◼ 人的感知是认知的基础，认知是将感知获取的信 息综合运用 ◼ 认知分为经验认知和思维认知 ◼ 认知过程是相互联系的，单纯的一个认知过程是 非常少见的

1.感知通首 五种基本感知的绝对阈限： 口“视觉：在黑暗而空气清新的夜晚，人们可以看到30英里( 48000千米)外的一只烛光(1英里≈1.6干米)； 口听觉：在安静的环境中，人能够听到20英尺远处的手表滴答声 (1英尺=0.3米)； 口嗅觉：人能嗅到1公升空气中散布的1/10万毫克的人造麝香的 气味； 口味觉：人可尝出9升水中放一茶匙糖的甜味； 口触觉：人可感到蜂蜜翅膀距脸颊1厘米处落下。 山求水器 SHANDONG UNIVERSETY

1. 感知通道 ◼ 五种基本感知的绝对阈限: ❑ “视觉: 在黑暗而空气清新的夜晚, 人们可以看到30 英里( 48000 千米) 外的一只烛光( 1 英里≈1.6 千米) ; ❑ 听觉: 在安静的环境中, 人能够听到20英尺远处的手表滴答声 ( 1 英尺= 0.3 米) ; ❑ 嗅觉:人能嗅到1 公升空气中散布的1/10 万毫克的人造麝香的 气味; ❑ 味觉: 人可尝出9 升水中放一茶匙糖的甜味; ❑ 触觉: 人可感到蜂蜜翅膀距脸颊1 厘米处落下

视觉感知 视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道 。外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉 显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。 视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信 息阶段和解释信息阶段。 视觉感知特点：一方面，眼睛和视觉系统的物理特 性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉 系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定 的想象力。进行人机交互设计需要清楚这两个阶段 及其影响，了解人类真正能够看到的信息。 Lecture 2 6 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 6 视觉感知 ◼ 视觉是人与周围世界发生联系的最重要的感觉通道 。外界80%的信息都是通过视觉得到的，因此视觉 显示是人机交互系统中用的最多的人机界面。 ◼ 视觉感知可以分为两个阶段：受到外部刺激接收信 息阶段和解释信息阶段。 ◼ 视觉感知特点：一方面，眼睛和视觉系统的物理特 性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉 系统进行解释处理信息时可对不完全信息发挥一定 的想象力。进行人机交互设计需要清楚这两个阶段 及其影响，了解人类真正能够看到的信息

眼睛的构造 视觉活动始于光，眼 睛接收光线，转化为 电信号。光能够被物 体反射，并在眼睛的 后部成像。眼睛的神 视网膜 经末梢将它转化为电 水体 虹 玻璃体 信号，传递给大脑。 瞳孔 晶状体 中央小窝 角膜 韧带 言点 腱 山求水器 Lecture 2 7 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 7 眼睛的构造 视觉活动始于光，眼 睛接收光线，转化为 电信号。光能够被物 体反射，并在眼睛的 后部成像。眼睛的神 经末梢将它转化为电 信号，传递给大脑

视干细胞和视锥细胞的功能区别 视网膜由视细胞组成，视细胞分为视干细胞和视锥 细胞两种。它们是接收信息的主要细胞。 视干细胞 视锥细胞 在低水平照明时（如夜间）起 在高水平照明时（如白天）起 作用 作用 区别黑白 区别彩色 对光谱中绿色部分最敏感，在 对光谱中黄色部分最敏感，在 远离视网膜中心处最多 视网膜中部最多 对极弱的刺激敏感 主要在识别空间位置和要求敏 锐地看物体时起作用 Lecture 2 8 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 8 视干细胞和视锥细胞的功能区别 视干细胞 视锥细胞 在低水平照明时（如夜间）起 作用 在高水平照明时（如白天）起 作用 区别黑白 区别彩色 对光谱中绿色部分最敏感，在 远离视网膜中心处最多 对光谱中黄色部分最敏感，在 视网膜中部最多 对极弱的刺激敏感 主要在识别空间位置和要求敏 锐地看物体时起作用 ◼ 视网膜由视细胞组成，视细胞分为视干细胞和视锥 细胞两种。它们是接收信息的主要细胞

视角和视敏度 视角 图一垫高器嘉距不同 视角 不同的物体与观察者距离不 同时可能会产生相同的视角 视角 视敏度：指人眼对细节的感知能力，通常用被辨别物体最 小间距所对应的视角的倒数表示。通常将能分辨出视角 1'的视敏度定为1.0。 一般人能够在2m的距离分辨2mm-20mm的间距，为我们 设计界面时字符大小和间距提供了依据。 Lecture 2 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 9 视角和视敏度 ◼ 视角 ◼ 视敏度：指人眼对细节的感知能力，通常用被辨别物体最 小间距所对应的视角的倒数表示。通常将能分辨出视角 1′的视敏度定为1.0。 ◼ 一般人能够在2m的距离分辨2mm-20mm的间距，为我们 设计界面时字符大小和间距提供了依据

感知物体大小、相对距离和深度 利用视觉影像中的线索： 覆盖关系：被覆盖的物体相 对较远； 大小比例：一般来讲，较大 的物体距离较近 ； ▣对物体的熟悉度：对非常熟 悉物体，人们对物体的大小 在头脑中事先有一个期望和 预测，因此在判断物体距离 时很容易和他看到的物体的 大小联系起来 山东方图 Lecture 2 10 SHANDONG UNIVERSETY

Lecture 2 10 感知物体大小、相对距离和深度 ◼ 利用视觉影像中的线索： ❑ 覆盖关系：被覆盖的物体相 对较远； ❑ 大小比例：一般来讲，较大 的物体距离较近； ❑ 对物体的熟悉度：对非常熟 悉物体，人们对物体的大小 在头脑中事先有一个期望和 预测，因此在判断物体距离 时很容易和他看到的物体的 大小联系起来