工作站設計
在帶有可視顯示單元的工作站上
具有電子生成圖像的視覺顯示器(視覺顯示單元或 VDU)代表了工作場所和私人生活中計算機化工作設備的最具特色的元素。 工作站可以設計為至少容納一個 VDU 和一個輸入設備(通常是鍵盤); 然而,它也可以為各種技術設備提供空間,包括眾多屏幕、輸入和輸出設備等。就在 1980 世紀 XNUMX 年代初期,數據輸入是計算機用戶最典型的任務。 然而,在許多工業化國家,此類工作現在由相對較少的用戶執行。 越來越多的記者、經理甚至高管成為“VDU 用戶”。
大多數 VDU 工作站都是為久坐工作而設計的,但以站立姿勢工作可能會給用戶帶來一些好處。 因此,需要適用於坐著和站著使用的簡單和復雜工作站的通用設計指南。 這些指南將在下面製定,然後應用於一些典型的工作場所。
設計指南
工作場所設計和設備選擇不僅應考慮實際用戶對給定任務的需求和用戶任務在家具相對較長的生命週期(持續 15 年或更長時間)期間的可變性,還應考慮與維護或變更相關的因素的設備。 ISO 標準 9241 第 5 部分介紹了適用於工作站設計的四項指導原則:
準則 1:多功能性和靈活性。
工作站應該使用戶能夠舒適高效地執行一系列任務。 該指南考慮了用戶的任務可能經常變化的事實; 因此,普遍採用工作場所準則的可能性很小。
準則 2:合身。
工作站及其組件的設計應確保“適合”各種用戶和一系列任務要求。 合身性的概念涉及家具和設備能夠滿足個人用戶各種需求的程度,即保持舒適、沒有視覺不適和姿勢緊張。 如果不是為特定用戶群體設計的,例如 40 歲以下的男性歐洲控制室操作員,則工作站概念應確保適合整個工作人群,包括有特殊需求的用戶,例如殘疾人。 大多數現有的家具或工作場所設計標準只考慮了部分工作人口(例如,德國標準 DIN 5 95 中年齡在 16 至 60 歲之間的第 33 至 402 個百分位數的“健康”工人),忽略了那些誰可能需要更多關注。
此外,雖然一些設計實踐仍然基於“普通”用戶的想法,但需要強調個人適合性。 對於工作站家具,可以通過提供可調節性、設計一系列尺寸,甚至通過定制設備來實現所需的合身性。 確保良好的合身性對於個人用戶的健康和安全至關重要,因為與使用 VDU 相關的肌肉骨骼問題很常見且很嚴重。
準則 3:姿勢改變。
工作站的設計應鼓勵運動,因為靜態肌肉負荷會導致疲勞和不適,並可能引發慢性肌肉骨骼問題。 一張可以輕鬆移動上半身的椅子,以及提供足夠的空間來放置和使用紙質文件以及白天不同位置的鍵盤,是在使用 VDU 時促進身體運動的典型策略。
準則 4:可維護性——適應性。
工作站的設計應考慮維護、可達性和工作場所適應不斷變化的要求的能力等因素,例如在執行不同任務時移動工作設備的能力。 該指南的目標在人體工程學文獻中沒有受到太多關注,因為與它們相關的問題被假定在用戶開始在工作站工作之前已經解決。 然而,實際上,工作站是一個不斷變化的環境,雜亂無章的工作空間,部分或完全不適合手頭的任務,通常不是最初設計過程的結果,而是後來變化的結果。
應用準則
任務分析。
工作場所設計之前應進行任務分析,該分析提供有關在工作站執行的主要任務及其所需設備的信息。 在這樣的分析中,應確定信息源(例如,紙質文檔、VDU、輸入設備)的優先級、它們的使用頻率和可能的限制(例如,有限的空間)。 分析應包括主要任務及其在空間和時間上的關係、視覺注意區域(要使用多少視覺對象?)以及手的位置和使用(書寫、打字、指點?)。
一般設計建議
工作檯面的高度。
如果要使用固定高度的工作檯面,地板和工作檯面之間的最小間隙應大於 膕窩高度 (地板和膝蓋後部之間的距離)和大腿淨空高度(坐姿),加上鞋子的餘量(男性用戶 25 毫米,女性用戶 45 毫米)。 如果工作站是為一般用途設計的,則應該為第 95 個百分位數的男性人群選擇膕窩高度和大腿間隙高度。 對於北歐人口和歐洲血統的北美用戶,桌面下的淨空高度為 690 毫米。 對於其他人群,需根據特定人群的人體測量學特徵確定所需的最小間隙。
如果以這種方式選擇腿部空間高度,則工作檯面的頂部對於大部分預期用戶來說會太高,並且至少有 30% 的用戶需要擱腳板。
如果工作檯面高度可調,則可根據女性用戶(最小身高的第 5 或 2.5 個百分位數)和男性用戶(最大身高的第 95 或 97.5 個百分位數)的人體測量尺寸計算所需的調整範圍。 具有這些尺寸的工作站通常能夠容納大部分人而無需零錢或零零錢。 對於具有不同種族用戶人口的國家,這種計算的結果產生 600 毫米至 800 毫米的範圍。 由於該範圍的技術實現可能會導致一些機械問題,因此也可以實現最佳配合,例如,通過將可調節性與不同尺寸的設備相結合。
工作表面的最小可接受厚度取決於材料的機械性能。 從技術角度來看,厚度在 14 毫米(耐用塑料或金屬)和 30 毫米(木材)之間是可以實現的。
工作檯面的大小和形式。
工作檯面的大小和形式主要取決於要執行的任務和這些任務所需的設備。
對於數據輸入任務,800 毫米 x 1200 毫米的矩形表面提供了足夠的空間來正確放置設備(VDU、鍵盤、源文件和副本架)並根據個人需要重新安排佈局。 更複雜的任務可能需要額外的空間。 因此,工作檯面的尺寸應超過 800 毫米乘以 1,600 毫米。 表面的深度應允許將 VDU 放置在表面內,這意味著帶有陰極射線管的 VDU 可能需要高達 1,000 毫米的深度。
原則上,圖 1 中顯示的佈局為組織各種任務的工作區提供了最大的靈活性。 然而,這種佈局的工作站並不容易建造。 因此,理想佈局的最佳近似如圖 2 所示。此佈局允許佈置一個或兩個 VDU、附加輸入設備等。 工作檯面最小面積應大於1.3m2.
圖 1. 靈活的工作站佈局,可根據不同任務的用戶需求進行調整
佈置工作區。
在進行任務分析確定每個元素的重要性和使用頻率後,應規劃工作空間中設備的空間分佈(表 1)。 最常用的視覺顯示應位於中央視覺空間內,即圖 3 的陰影區域,而最重要和最常用的控件(如鍵盤)應位於最佳觸及範圍內。 在任務分析(表 1)所代表的工作場所中,鍵盤和鼠標是迄今為止最常使用的設備。 因此,它們應該在可達區域內給予最高優先級。 經常查閱但不需要太多處理的文件應根據其重要性(例如,手寫更正)分配優先級。 將它們放在鍵盤的右側可以解決問題,但這會與鼠標的頻繁使用產生衝突,鼠標也應位於鍵盤的右側。 由於 VDU 可能不需要經常調整,因此可以將其放置在中央視野的右側或左側,從而使文件可以放置在鍵盤後面的平面文件架上。 這是一種可能的“優化”解決方案,但並不完美。
表 1. 給定任務的設備要素的頻率和重要性
由於設備的許多元件具有與人體相應部位相當的尺寸,因此在一項任務中使用各種元件總是會帶來一些問題。 它還可能需要在工作站的各個部分之間進行一些移動; 因此,如圖 1 所示的佈局對於各種任務都很重要。
在過去二十年的過程中,最初需要一個舞廳的計算機電源已成功小型化並濃縮到一個簡單的盒子中。 然而,與許多從業者希望設備小型化將解決與工作場所佈局相關的大部分問題相反,VDU 仍在不斷增長:1975 年,最常見的屏幕尺寸是 15";1995 年人們購買了 17" 到 21":顯示器,沒有鍵盤變得比 1973 年設計的鍵盤小得多。為設計複雜的工作站仔細執行任務分析仍然越來越重要。 此外,儘管出現了新的輸入設備,但它們並沒有取代鍵盤,並且需要在工作檯面上佔用更多空間,有時甚至需要很大的空間,例如 A3 格式的圖形輸入板。
工作站範圍內以及工作室內的有效空間管理可能有助於從人體工程學的角度開發可接受的工作站,從而防止出現各種健康和安全問題。
高效的空間管理並不意味著以犧牲輸入設備(尤其是視覺)的可用性為代價來節省空間。 使用額外的家具,例如將辦公桌放回原處,或將特殊的顯示器支架夾在辦公桌上,似乎是節省辦公桌空間的好方法; 但是,它可能對姿勢(舉起手臂)和視力(從放鬆位置向上提升視線)有害。 節省空間的策略應確保保持足夠的視覺距離(大約 600 毫米到 800 毫米),以及從水平方向傾斜大約 35º(20º 頭部和 15º 眼睛)獲得的最佳視線.
新的家具概念。
傳統上,辦公家具是根據企業的需要進行調整的,據稱反映了此類組織的等級制度:在規模的一端為在“禮儀”辦公室工作的高管提供大辦公桌,在另一端為“功能性”辦公室提供小型打字員家具。 辦公家具的基本設計幾十年來都沒有改變。 隨著信息技術的引入,情況發生了巨大變化,出現了一種全新的家具概念:系統家具。
當人們意識到工作設備和工作組織的變化無法與現有家具適應新需求的有限能力相匹配時,系統家具便應運而生。 今天的 Furniture 提供了一個工具箱,使用戶組織能夠根據需要創建工作空間,從僅用於 VDU 和鍵盤的最小空間到可以容納各種設備元素和可能的用戶組的複雜工作站。 這種家具專為變化而設計,並結合了高效靈活的電纜管理設施。 第一代系統家具只是在現有辦公桌上增加一張 VDU 輔助辦公桌,而第三代系統家具則完全打破了與傳統辦公室的聯繫。 這種新方法在設計工作空間方面提供了極大的靈活性,僅受可用空間和組織使用這種靈活性的能力的限制。
輻射
VDU 應用中的輻射
輻射是輻射能的發射或轉移。 作為使用 VDU 的預期目的,以光的形式發射輻射能可能伴隨著各種不需要的副產品,例如熱量、聲音、紅外線和紫外線輻射、無線電波或 X 射線,僅舉幾例。 雖然某些形式的輻射(如可見光)可能會對人類產生積極影響,但某些能量排放可能會產生負面甚至破壞性的生物效應,尤其是在強度高且暴露時間長的情況下。 幾十年前,為了保護人們,引入了不同形式輻射的暴露限值。 然而,其中一些暴露限值如今受到質疑,並且對於低頻交變磁場,無法根據自然背景輻射水平給出暴露限值。
來自 VDU 的射頻和微波輻射
頻率範圍從幾 kHz 到 10 的電磁輻射9 VDU 可以發射赫茲(所謂的射頻或 RF 波段,波長范圍從幾公里到 30 厘米); 但是,發射的總能量取決於電路的特性。 然而,在實踐中,這種輻射的場強可能很小,並且僅限於緊鄰輻射源。 對 20 Hz 至 400 kHz 範圍內交變電場強度的比較表明,使用陰極射線管 (CRT) 技術的 VDU 通常比其他顯示器發出更高的電平。
“微波”輻射覆蓋 3x10 之間的區域8 赫茲至 3x1011 赫茲(波長 100 厘米至 1 毫米)。 VDU 中沒有微波輻射源在該波段內發射可檢測到的能量。
磁場
VDU 的磁場與交變電場的來源相同。 雖然磁場不是“輻射”,但交變電場和磁場在實踐中不能分開,因為一個會引起另一個。 單獨討論磁場的一個原因是懷疑它們具有致畸作用(參見本章後面的討論)。
雖然 VDU 感應的場弱於高壓電線、發電廠、電力機車、鋼爐和焊接設備等其他一些來源感應的場,但 VDU 產生的總暴露量可能相似,因為人們可能工作八天或更長時間在 VDU 附近,但很少靠近電源線或電動機。 然而,電磁場與癌症之間的關係問題仍然存在爭議。
光輻射
“光”輻射涵蓋波長從 380 nm(藍色)到 780 nm(紅色)的可見輻射(即光),以及電磁波譜中的相鄰波段(紅外線從 3x1011 赫茲至 4x1014 赫茲,波長從 780 納米到 1 毫米; 來自 8x10 的紫外線14 赫茲至 3x1017 赫茲)。 可見輻射的發射強度與室內表面發射的強度相當(»100 cd/m2). 然而,紫外線輻射被管面玻璃 (CRT) 捕獲或根本不發射(其他顯示技術)。 紫外線輻射的水平,如果完全可以檢測到,遠低於職業暴露標準,紅外輻射也是如此。
X射線
CRT 是眾所周知的 X 射線源,而液晶顯示器 (LCD) 等其他技術則不發射任何 X 射線。 此類輻射排放背後的物理過程已廣為人知,管子和電路的設計旨在將排放水平保持在遠低於職業暴露限值的水平,如果不低於可檢測水平的話。 只有當輻射源的水平超過背景水平時,才能檢測到輻射源發出的輻射。 對於 X 射線,與其他電離輻射一樣,本底水平由宇宙輻射和地面和建築物中放射性物質的輻射提供。 在正常操作中,VDU 不會發射超過背景輻射水平 (50 nGy/h) 的 x 射線。
輻射建議
在瑞典,前 MPR(Statens Mät och Provråd,國家計量和測試委員會)組織,現在的 SWEDAC,制定了評估 VDU 的建議。 他們的主要目標之一是將任何不需要的副產品限制在可以通過合理的技術手段達到的水平。 這種方法超越了將危險暴露限制在損害健康和安全的可能性似乎可以接受的低水平的經典方法。
一開始,MPR 的一些建議導致了降低 CRT 顯示器光學質量的不良影響。 然而,目前,如果製造商試圖遵守 MPR(現在的 MPR-II),只有極少數具有極高分辨率的產品可能會出現任何退化。 這些建議包括對靜電、磁場和電場交變場、視覺參數等的限制。
圖像質量
圖像質量的定義
術語 質量 描述了一個對象的區分屬性是否適合一個定義的目的。 因此,顯示器的圖像質量包括與一般符號的可感知性以及字母數字符號的易讀性或可讀性有關的光學表示的所有特性。 從這個意義上說,管製造商使用的光學術語,如分辨率或最小光斑尺寸,描述了有關給定設備顯示細線或小字符能力的基本質量標準。 對於給定的書寫或繪畫任務,此類質量標準可與鉛筆或畫筆的粗細相媲美。
人體工程學使用的一些質量標準描述了與易讀性相關的光學特性,例如對比度,而其他的,如字符大小或筆劃寬度,則更多地涉及印刷特徵。 此外,一些依賴於技術的特性,如圖像的閃爍、圖像的持久性或 劃一 給定顯示器內的對比度也在人體工程學中得到考慮(見圖 4)。
圖 4. 圖像評估標準
排版是排“字”的藝術,它不僅是字體的塑造,更是字的選擇和設置。 在這裡,術語排版用於第一個含義。
基本特徵
解析度。
分辨率被定義為視覺呈現中最小的可辨別或可測量的細節。 例如,CRT 顯示器的分辨率可以用在給定空間內可以顯示的最大行數來表示,這與照相膠片的分辨率通常相同。 還可以描述設備在給定亮度(亮度)下可以顯示的最小光斑尺寸。 最小光斑越小,設備越好。 因此,每英寸 (dpi) 的最小尺寸點數(圖片元素 - 也稱為像素)表示設備的質量,例如,72 dpi 設備不如 200 dpi 顯示器。
一般來說,大多數計算機顯示器的分辨率遠低於 100 dpi:一些圖形顯示器可能達到 150 dpi,但亮度有限。 這意味著,如果需要高對比度,則分辨率會較低。 與打印分辨率相比,例如激光打印機的300 dpi或600 dpi,VDU的質量較差。 (300 dpi 的圖像在相同空間中的元素是 9 dpi 圖像的 100 倍。)
可尋址性。
可尋址性描述了設備能夠指定的場中單個點的數量。 可尋址性經常與分辨率(有時是故意的)混淆,是為設備指定的一種規格:“800 x 600”意味著圖形板可以在 800 條水平線上的每一條上尋址 600 個點。 由於在垂直方向至少需要15個元素來書寫數字、字母和其他帶有升序和降序的字符,這樣的屏幕最多可以顯示40行文字。 今天,最好的屏幕可以處理 1,600 x 1,200 點; 然而,工業中使用的大多數顯示器只能處理 800 x 600 點或更少。
在所謂的“面向字符”設備的顯示器上,尋址的不是屏幕上的點(點),而是字符框。 在大多數此類設備中,顯示屏上有 25 行,每行 80 個字符位置。 在這些屏幕上,無論寬度如何,每個符號都佔據相同的空間。 在行業中,盒子中的最低像素數是 5 寬 x 7 高。 此框允許大寫和小寫字符,但無法顯示“p”、“q”和“g”中的下行字符以及“Ä”或“Á”上方的上行字符。 7 x 9 盒子的質量要好得多,它自 1980 世紀 12 年代中期以來一直是“標準”。 為獲得良好的易讀性和合理的字符形狀,字符框大小應至少為 16 x XNUMX。
閃爍和刷新率。
CRT 和某些其他類型的 VDU 上的圖像不像紙上那樣是持久圖像。 只有利用眼睛的人工製品,它們才會顯得穩定。 然而,這並非沒有代價,因為如果圖像不經常刷新,屏幕往往會閃爍。 閃爍會影響用戶的性能和舒適度,因此應始終避免。
閃爍是亮度隨時間變化的感覺。 閃爍的嚴重程度取決於各種因素,例如熒光粉的特性、閃爍圖像的大小和亮度等。最近的研究表明,可能需要高達 90 Hz 的刷新率才能滿足 99% 的用戶,而在早期研究表明,遠低於 50 Hz 的刷新率被認為是令人滿意的。 根據顯示器的各種特性,可以通過 70 Hz 到 90 Hz 之間的刷新率實現無閃爍圖像; 具有淺色背景(正極性)的顯示器需要至少 80 Hz 才能被感知為無閃爍。
一些現代設備提供可調節的刷新率; 不幸的是,更高的刷新率伴隨著更低的分辨率或尋址能力。 設備以高刷新率顯示高分辨率“分辨率”圖像的能力可以通過其視頻帶寬來評估。 對於高質量的顯示器,最大視頻帶寬在 150 MHz 以上,而一些顯示器提供的帶寬低於 40 MHz。
為了在視頻帶寬較低的設備上獲得無閃爍的圖像和高分辨率,製造商採用了一種源自商業電視的技巧:隔行掃描模式。 在這種情況下,顯示屏上每隔兩行以給定頻率刷新一次。 但是,如果顯示靜態圖像(例如文本和圖形)並且刷新率低於 2 x 45 Hz,則結果並不令人滿意。 不幸的是,試圖抑制閃爍的干擾效應可能會引起一些其他的負面影響。
抖動。
抖動是圖像空間不穩定的結果; 每次刷新過程後,給定的圖片元素不會顯示在屏幕上的相同位置。 抖動的感知不能與閃爍的感知分開。
抖動可能由 VDU 本身引起,但也可能由與工作場所其他設備的相互作用引起,例如打印機或其他 VDU 或產生磁場的設備。
對比。
亮度對比度,即給定物體的亮度與其周圍環境的比率,代表了可讀性和易讀性最重要的光度特徵。 雖然大多數標準要求的最小比例為 3:1(深色背景上的亮字符)或 1:3(亮背景上的深色字符),但最佳對比度實際上約為 10:1,質量好的設備即使在明亮的情況下也能達到更高的值環境。
當環境光增加時,“有源”顯示器的對比度會降低,而“無源”顯示器(例如 LCD)在黑暗環境中會失去對比度。 具有背景照明的無源顯示器可以在人們可能工作的所有環境中提供良好的可視性。
銳度。
圖像的清晰度是眾所周知但仍未明確定義的特徵。 因此,沒有商定的方法來衡量清晰度作為易讀性和可讀性的相關特徵。
印刷特徵
易讀性和可讀性。
可讀性是指文本是否可以理解為一系列連接的圖像,而易讀性是指對單個或成組字符的感知。 因此,一般來說,良好的易讀性是可讀性的先決條件。
文本的易讀性取決於幾個因素:一些因素已被徹底調查,而其他相關因素如字符形狀尚未分類。 其中一個原因是人眼代表了一種非常強大和穩健的儀器,用於性能和錯誤率的措施通常無助於區分不同的字體。 因此,在某種程度上,排版仍然是一門藝術而不是一門科學。
字體和可讀性。
字體是一組字符,旨在產生在給定介質(例如紙張、電子顯示器或投影顯示器)上的最佳可讀性,或某些所需的美學質量,或兩者兼而有之。 雖然可用字體的數量超過一萬種,但只有幾十種字體被認為是“可讀的”。 由於字體的易讀性和可讀性也會受到讀者體驗的影響——一些“易讀”的字體被認為是因為幾十年甚至幾個世紀的使用而沒有改變它們的形狀而變得如此——同樣的字體在屏幕比紙面,僅僅因為它的字符看起來“新”。 然而,這並不是屏幕易讀性差的主要原因。
總的來說,屏幕字體的設計受制於技術上的短板。 一些技術對字符的設計施加了非常狹窄的限制,例如,LED 或其他每個顯示器的點數有限的光柵屏幕。 即使是最好的 CRT 顯示器也很少能與印刷品競爭(圖 5)。 過去幾年的研究表明,在屏幕上閱讀的速度和準確性比在紙上閱讀大約低 30%,但這究竟是由於顯示器的特性還是其他因素造成的,尚不得而知。
圖 5. 字母在各種屏幕分辨率和紙上的外觀(右)
具有可衡量效果的特徵。
字母數字表示的某些特徵的影響是可測量的,例如,字符的外觀尺寸、高度/寬度比、筆劃寬度/尺寸比、行、字和字符間距。
以弧分為單位測量的字符的表觀大小顯示 20' 到 22' 的最佳值; 在辦公室的正常觀看條件下,這相當於大約 3 毫米到 3.3 毫米的高度。 由於觀看距離受限,較小的字符可能會導致錯誤增加、視覺疲勞以及更多的姿勢疲勞。 因此,文本不應以小於 16' 的外觀尺寸表示。
然而,圖形表示可能需要顯示較小尺寸的文本。 一方面為了避免錯誤,另一方面為了避免用戶的高視覺負擔,要編輯的部分文本應該顯示在單獨的窗口中以確保良好的可讀性。 外觀尺寸小於 12' 的字符不應顯示為可讀文本,而應替換為矩形灰色塊。 好的程序允許用戶選擇要顯示為字母數字的字符的最小實際大小。
字符的最佳高寬比約為1:0.8; 如果該比例高於 1:0.5,則易讀性會受損。 對於清晰易讀的印刷品以及 CRT 屏幕,字符高度與筆劃寬度的比例約為 10:1。 但是,這只是一個經驗法則; 具有高審美價值的清晰字符通常顯示不同的筆劃寬度(見圖 5)。
如果要在有限的空間中顯示給定量的信息,最佳行間距對於可讀性非常重要,而且對於節省空間也很重要。 最好的例子是日報,其中一頁內顯示了大量信息,但仍然可讀。 最佳行間距是一行的下行部分和下一行的上行部分之間字符高度的 20% 左右; 這是一行文本的基線和下一行的上升部分之間的字符高度的大約 100% 的距離。 如果減少行的長度,行之間的空間也可以減少,而不會失去可讀性。
字符間距在面向字符的屏幕上是不變的,這使得它們在可讀性和審美質量方面不如具有可變空間的顯示器。 取決於字符的形狀和寬度的比例間距是可取的。 然而,與精心設計的印刷字體相媲美的印刷質量只有在少數顯示器上和使用特定程序時才能實現。
環境照明
VDU工作站的具體問題
在過去 90 年的工業歷史中,關於我們工作場所照明的理論一直受到這樣一種觀念的支配,即更多的光線將改善視力、減輕壓力和疲勞,以及提高績效。 “More light”,準確地說是“more sunlight”,是60多年前德國漢堡人走上街頭為更好、更健康的家園而奮鬥的口號。 在丹麥或德國等一些國家,今天的工人有權在工作場所享受陽光。
信息技術的出現,以及工作區域中第一批 VDU 的出現,大概是工人和科學家開始抱怨的第一個事件 光線太強 在工作區。 大多數 VDU 都配備了 CRT,而 CRT 的曲面玻璃表面容易產生遮蔽反射,這一易於察覺的事實推動了討論。 此類設備有時稱為“有源顯示器”,當環境照明水平變高時,對比度就會降低。 然而,重新設計照明以減少由這些影響引起的視覺障礙是複雜的,因為大多數用戶還使用基於紙張的信息來源,這通常需要增加環境光水平才能獲得良好的可見度。
環境光的作用
VDU 工作站附近的環境光有兩個不同的用途。 首先,它照亮了工作空間和工作材料,如紙張、電話等(主要效果)。 其次,它照亮了房間,賦予它可見的形狀,並給用戶一種周圍有光的印象(次要效果)。 由於大多數照明裝置都是根據普通照明的概念來規劃的,因此相同的光源可以同時滿足兩種目的。 當人們開始使用不需要環境光就能看到的主動屏幕時,主要效果是照亮被動視覺對像以使其可見或清晰。 如果 VDU 是主要的信息來源,則房間照明的其餘好處將降低為次要效果。
VDU 的功能,包括 CRT(有源顯示器)和 LCD(無源顯示器),都會以特定方式受到環境光的影響:
CRT:
- 弧形玻璃表面反射環境中明亮的物體,形成一種視覺“噪音”。
- 根據環境照明的強度,顯示對象的對比度會降低到對象的可讀性或易讀性受損的程度。
- 彩色 CRT 上的圖像會遭受雙重降級:首先,所有顯示對象的亮度對比度都會降低,就像在單色 CRT 上一樣。 其次,顏色發生變化,因此顏色對比度也降低了。 此外,可區分顏色的數量也減少了。
LCD(和其他無源顯示器):
- LCD 上的反射比 CRT 表面上的反射引起的關注更少,因為這些顯示器的表面是平坦的。
- 與有源顯示器相比,LCD(無背光)在低環境照明度下會失去對比度。
- 由於某些顯示技術的方向特性較差,如果光入射的主方向不利,則顯示對象的可見度或易讀性會大大降低。
在實際工作環境中,此類損傷對用戶造成壓力或導致視覺對象的可見性/可讀性/易讀性顯著降低的程度差異很大。 例如,單色 (CRT) 顯示器上的字母數字字符的對比度原則上會降低,但是,如果屏幕上的照度比正常工作環境高十倍,許多屏幕仍具有足以讀取字母數字字符的對比度。 另一方面,計算機輔助設計 (CAD) 系統的彩色顯示器的可見度大大降低,因此大多數用戶更喜歡將人工照明調暗甚至關閉,此外,還要避免日光照射到他們的工作中區域。
可能的補救措施
改變照度水平。
自 1974 年以來,進行了大量研究,提出了降低工作場所照度的建議。 然而,這些建議主要基於對屏幕不滿意的研究。 推薦水平在 100 lux 和 1,000 lx 之間,並且通常討論了遠低於現有辦公室照明標準建議的水平(例如 200 lx 或 300 到 500 lx)。
當正屏幕的亮度約為 100 cd/m2 亮度和某種有效的防眩光處理,VDU 的使用不會限制可接受的照度水平,因為用戶發現高達 1,500 lx 的照度水平是可以接受的,這在工作區域中是非常罕見的值。
如果 VDU 的相關特性不允許在正常辦公室照明下舒適地工作,就像在使用存儲管、顯微圖像閱讀器、彩色屏幕等時可能發生的那樣,可以通過引入雙分量照明顯著改善視覺條件。 雙分量照明是間接室內照明(二次效果)和直接任務照明的組合。 這兩個組件都應該由用戶控制。
控制屏幕上的眩光。
控制屏幕上的眩光是一項艱鉅的任務,因為幾乎所有改善視覺條件的補救措施都可能損害顯示器的其他一些重要特性。 多年來提出的一些補救措施,例如網狀過濾器,可以消除顯示器的反射,但它們也會損害顯示器的易讀性。 低亮度燈具在屏幕上引起的反射眩光較少,但用戶通常認為這種照明的質量比任何其他類型的照明都差。
出於這個原因,任何措施(參見圖 6)都應該謹慎應用,並且只有在分析了煩擾或乾擾的真正原因之後才能應用。 控制屏幕眩光的三種可能方法是: 選擇屏幕相對於眩光源的正確位置; 選擇合適的設備或向其添加元素; 和照明的使用。 要採取的措施的成本是相同的:以消除反射眩光的方式放置屏幕幾乎不需要任何成本。 但是,這並非在所有情況下都可行; 因此,與設備有關的措施將更加昂貴,但在各種工作環境中可能是必要的。 照明專家通常推薦通過照明控制眩光; 然而,這種方法是最昂貴但不是最成功的控制眩光的方法。
圖 6. 控制屏幕眩光的策略
目前最有希望的措施是引入正屏(具有明亮背景的顯示器),並對玻璃表面進行額外的防眩光處理。 比這更成功的是採用近乎無光澤表面和明亮背景的平面屏幕; 然而,這樣的屏幕今天還不能普遍使用。
為顯示器添加遮光罩是 最後的比率 工效學家在困難的工作環境,如生產區、機場塔或起重機操作室等。如果真的需要罩子,很可能會有比視覺顯示器上的反射眩光更嚴重的照明問題。
改變燈具設計主要通過兩種方式實現:首先,通過降低部分燈具(所謂的“VDU 照明”)的亮度(對應於表觀亮度),其次,通過引入間接光而不是直接光。 目前的研究結果表明,引入間接光為用戶帶來了實質性的改善,減輕了視覺負擔,並為用戶所接受。