Психофизиологические особенности деятельности человека-оператора

Информационная характеристика зрительного анализатора оценивается количеством информации, которое способен принять анализатор в единицу времени, т.е. его пропускная способность. Зрительный анализатор можно представить в виде канала связи, в котором можно выделить несколько участков передачи информации. Пропускная способность участков уменьшается при переходе к более высоким уровням приема информации.
Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их месторасположением в пространстве. В эти группы включают остроту зрения, поле зрения, объем зрительного восприятия.
Острота зрения характеризует способность глаза различать мелкие детали (по отношению к нормальной остроте) и представляет собой минимальный угол, при котором две равноудаленные точки видны как раздельные.
Поле зрения определяется при фиксированном взгляде как пространство, в пределах которого возможна проекция изображения на сетчатую оболочку глаза. Оно зависит от возможностей оптической системы глаз, площади и характера распределения фоторецепторов, выступающих частей лица. Условно все поле зрения можно разбить на три зоны: центрального зрения, где возможно наиболее четкое различение деталей; ясного видения, где при неподвижном глазе можно опознать предмет без различных мелких деталей; периферического зрения, где предметы обнаруживаются, но не опознаются.
Объем восприятия определяется числом объектов наблюдения, которое может охватить человек-оператор в течение одной зрительной фиксации. При предъявлении человеку не связанных между собой объектов наблюдения объем восприятия составляет 4-8 элементов.
Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного ощущения при определенных условиях работы оператора. В группу этих характеристик входят: латентный (скрытый) период зрительной реакции, время адаптации, длительность инерций ощущения, критическая частота мельканий, длительность информационного поиска.
Латентный период – это интервал времени между моментом подачи сигнала и началом ответной реакции (возникновения ощущения). Это время зависит от интенсивности сигнала (чем сильнее раздражитель, тем реакция на него короче), его значимости (на значимый сигнал реакция короче), сложности работы оператора, функционального состояния анализатора, возраста и других индивидуальных особенностей человека. В среднем же для большинства людей латентный период зрительной реакции составляет 160-240 мс.
Длительность инерций ощущения определяется интервалом времени между моментом окончания воздействия раздражителя и моментом исчезновения зрительного ощущения, т.е. это время сохранения воздействия света на сетчатку после окончания этого воздействия. Оно зависит от яркости и угловых размеров предмета.
Критическая частота мельканий (КЧМ) – это частота появления светового сигнала, при которой он как раздражитель воспринимается непрерывным (слитным). Эта частота зависит от яркости, размеров и конфигурации знаков. При обычных условиях наблюдения КЧМ составляет 15-25 Гц, при зрительном утомлении несколько снижается.
Адаптация – изменение чувствительности глаза в зависимости от воздействия на него световых сигналов, является важным свойством глаза, характеризующим его как самонастраивающуюся систему. Различают две формы адаптации: темновую (при переходе от света к темноте) и световую (при переходе от темноты к свету). При переходе человека в темноту световая чувствительность увеличивается. Переход человека из темноты в зону действия больших уровней яркости вызывает уменьшение световой чувствительности, которая тем меньше, чем выше уровень яркости. Время адаптации определяется ее видом и находится в пределах от нескольких секунд до нескольких минут при световой адаптации и десятков минут при темновой адаптации.
Длительность информационного поиска объекта определяется как суммарное время перемещения взгляда и его фиксация за определенное число шагов поиска (фиксаций), затраченных для нахождения нужного объекта. Общее время информационного поиска

Здесь , - соответственно время i-того перемещения взгляда и i-й фиксации; n – число шагов поиска (число фиксации), затраченных на нахождение объектов с заданными признаками.

Зрительное восприятие светящегося объекта формируется у человека-оператора с некоторой задержкой по отношению к началу действия зрительного раздражителя и его прекращению, что обусловливает ряд особенностей функционирования зрительного анализатора. Эти особенности проявляются как при восприятии одиночных световых сигналов, так и их последовательности. Знание временных характеристик зрения позволяет обоснованно выбирать время экспозиции сигналов для обеспечения их минимальной различимости и временных интервалов предъявления сигналов в последовательности. Основные временные характеристики зрительного восприятия приведены в таблице 1.

Наряду с рассмотренными выше характеристиками важное значение для комфортной работы пользователя имеет способ передачи смыслового содержания отображаемой на экране информации.
Таблица 4.1 - Временные характеристики зрения

Характеристика	Количественное значение	Условия наблюдения
Субъективно воспринимаемая яркость при мельканиях, %	200 100 50	Частота мелькания (Гц): 8…10 16…20 24…28
Критическая частота мельканий для их раздельного восприятия, Гц	15 25 50	Яркость объекта (кд/м^2): 0,1 1 100
Быстрота обнаружения, мс	<3 <30 <7 <60	Для объектов простой конфигурации То же, в плохих условиях наблюдения Для знакомых человеку изображений (буквы, цифры) То же, в условиях помех

Этот способ может базироваться на использовании одного из четырех типов знаковых систем (или их комбинации):

- буквенной,
- пиктографической,
- цифровой,
- геометрической.
При выборе знаковой системы следует учитывать:
- легкость опознания и декодирования знаков;
- требуемую длительность безошибочной работы пользователя, в том числе в
условиях стресса;
- уровень помехоустойчивости системы;
- скорость запоминания и длительность сохранения алфавита знаковой системы в оперативной и долговременной памяти пользователя.
В качестве интегральной характеристики знаковой системы может использоваться коэффициент оперативности кода К_оп, представляющий собой отношение времени опознания символа (знака) к времени его декодирования. Значения этого показателя для перечисленных выше знаковых систем приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Значения коэффициента оперативности кода

Знаковая система	Значение Коп
Буквенная (для одного слова)	0,9
Пиктографическая (для пиктограммы)	0,8
Цифровая (для одного числа, не более 4 разрядов)	0,6
Геометрическая (для одной фигуры)	0,6

Из приведенных данных можно, в частности, сделать вывод, что в критических ситуациях числа до трехразрядных включительно целесообразно представлять на экране в текстовой форме (то есть словами). Вместе с тем, основные свойства объекта или описание требуемых действий эффективнее отобразить в виде пиктограммы. Так, фразу “переслать сообщение адресату” лучше заменить соответствующей пиктограммой. Экспериментально доказано, что наиболее значимые характеристики объекта должны кодироваться (отображаться) его контуром, а внутренними деталями - вспомогательные, второстепенные. При этом система опознавательных признаков формы знака, выбранная для определенных характеристик объекта, должна применяться для всего алфавита знаковой системы.