范文一：人因工程分析游戏键盘

人因工程大作业

对游戏键盘进行人因工程分析与改进

10工业工程

申炳申

201000163150

一、背景

随着网络的普及, 网络游戏对很多网民们来说是不可或缺的休闲。 这些游戏大部分是靠 鼠标和键盘来操控的。 对于很所热衷于游戏的玩家来说, 普通键盘已经不能满足游戏的需要。 普通键盘上这么多的按键, 而实际使用中使用到的按键只有几十个, 对于游戏玩家来说, 真 正意义上来说常用仅有十几个。 电脑用户在使用电脑过程中, 经常会发现键盘布局不符合输 入习惯,即使是使用电脑多年的用户,也会觉得键盘有些别扭。其实,这并非一个小问题, 经研究证明, 不合理的键盘布局不但会影响工作效率, 而且会导致累积性骨骼肌肉损伤, 影 响生理健康。 经过对国内电脑用户的统计数据显示, 有些常用的按键并没有安排到手指容易 接触到的地方。

所以普通键盘并不能满足游戏用户的需求,本例通过对市场上一款游戏键盘罗技 G103进行人因工程分析,并作出改进。

高键帽 低键帽

二、键盘介绍

上图是罗技 G103 外观图

作为主流游戏键盘,这款键盘很具有代表性。它首先还是全键盘,只是在此基础上添加 了 6个可以自定义的宏定位键。具体参数如上图。特点支持 5键不冲突同击。

三、从人因工程角度对该键盘进行分析

游戏玩家对键盘的两个基本要求:

1)让游戏操作更加方便,增加游戏容错率,更容易获得胜利

2)让游戏体验浸入度更高,更好体验游戏

以下从视觉,灵活性,还有舒适度三个方面进行人因工程的分析。

1. 视觉方面

键盘采用双色键,靓丽的橘红与黑色构成强烈对比。橘红色的键为 WASD 以 及方向键、 宏定义键。 这些均为游戏常用键, 突出颜色可以更容易为游戏玩家识 别,而且颜色不宜过多,这样会扰乱视线,干扰玩家。

键盘边框流线型设计,圆角,上宽下窄,给人以视觉上的享受。

2. 灵活性方面

手指的触及范围上图所示, 最容易接触到的地方应该设置最常用的按键, 这样才能使键 盘变得更加人性化, 能更有效地发挥键盘效率, 提高工作效率, 降低疲劳度。 该键盘采用通 用的微软键盘, 并没有在键盘的按键位置上作出改进。 但添加了宏定义键, 使得操作更加方 便,增强了灵活性。

3. 舒适度

舒适度分为按键舒适度还有手腕舒适度。

此键盘精巧的外形与静音按键相结合, 适用于任何狭小空间, 按键采用高键帽, 按键更准 确。

同时掌托还能为带来舒适手感,降低长期使用的疲劳度。

4. 其他方面

多键输入 可同时使用多达五个按键执行更加复杂的操作,不会像其他键盘一样产生干扰 或按键冲突。

不会意外中断 游戏 /桌面模式切换可以禁用 Windows 键 /上下文菜单键, 再也不会因为不 小心按到这些键而中断游戏。

四、人因工程方面的改进

1. 视觉方面

按键采用 背光设计 这样在夜里也能看得到,同时将常用键改成与其他键不同的背光。 背光采用荧光绿,这样会更加炫目,使玩家更兴奋。

2. 灵活度方面

键盘形状改成 v 型,这样更容易双手的操控。从人体工效学的角度看,最容易接触到的 地方应该设置最常用的按键,这样才能使键盘变得更加人性化,能更有效地发挥键盘效率, 提高工作效率, 降低疲劳度。 结合按键的使用频率与键盘不同区域的效率分析, 键盘的按键 布局应该进行如下改善。 玩家一般都是右手操纵鼠标,左手操纵键盘,我们可以把游戏常

用键多布置在左侧扇区,数字键及其他键布置在右侧,供办公时使用。

原设计把宏定义键放置在最左侧, 这样容易发生摁错键的情况, 我们可以将其防止在扇 形的边缘,防止摁错的发生。

3. 舒适度

按键改为低键帽,这样更为舒适。按键表面采用颗粒状设计,这样可以增加手指接触的 摩擦,同时减少疲劳度,使得游戏过程更为放松。

4. 其他方面改进

采用机械键盘,不会产生键冲突。

防水防尘功能

增加自定义键的数目

五.总结

经过人因工程改进后的键盘更符合人使用的需要,但是如果使用传统键盘的用户需要一 段时间去适应键位。 但是一旦适应, 对于用户来说将会有极大的便利, 而且使用起来更舒适, 更长久。

参考资料:

中关村在线 /罗技 G103

工作研究与人因工程 /易树平 清华大学出版社

范文二：人因工程的简介

人因工程的简介

作者:王茂骏 浏览:202 整理:2004-10-04 23:00:47 关键词:发展

前言

人因是什么

人因的发展史

人因工程的目的

人因的研究方法

人因工程的未来发展前景

结论

壹、前言

人因的问题早发展在远古人类祖先使用简单工具之初, 虽然这自远古就存 在的问题。 却直至近百年才被人类所注意到, 而有系统研究人因是近五十年来的 事,到了 1960年以后,人因的发展才逐渐快速起来,广受先进国家的重视与推 展。

贰、人因是什么?

简单的说,人因是探讨人类日常生活和工作中的「人」与工具、设备、机 器及周遭环境之间交互作用的关系,以及如何去设计这些会影响到人的事物 及 环境。 易言之, 人因就是要去改善那些人们所常使用的器物与其所处的周遭环境, 其使人与人本身的能力 (Capabilities)、本能极限 (Limitations) 和需求之间 (Need) 能有更好的配合。

换个角度来看, 就是将人视为整个系统的一部份, 除了技术外, 为了发挥 整个系统的预期功能, 以及将人视为最有效的资源, 再加上昂贵的人力成本, 所 以我们要研究 「人」 这个子系统, 使其它的子系统更能配合 「人」 , 以发挥 「人」 的最大功能并使其不受损害,这就是人因。

参、人因的发展史:

早期人类的主要观念很明显的是以人来配合工作或任务。 直至二次世界大 战期间才发现,即使经过特殊训练的人员,仍无法操作一些复杂的机器或胜 任 一些看似简单的工作,因为这些机器或工作本身就超出人类的能力极限。因此, 从这期开始奠定了促使日后人因快速发展及其发展体质的重要观念, 那就是 「以 物 就人,而非以人易物」。

1960年至 1980年是人因发展最快的一个时期。 1960年代, 人因工程在美

国仅被应用在国防方面,加上为了开拓星际作业,人因工程在太 空计画中变得 非常重要。 渐渐地, 人因工程的应用领域不再局限于军事与太空星战了, 在日常 生活的用品中也处处可见人因工程应用的绩效。而且工业界亦察觉到人 因工程 在工作场合 (Workplace)和人机系统 (Man-Machine System)上的重要性与贡献。

肆、人因工程的目的

随着技术的日新月异及生活品质的提高, 人们又将生活层次推向另一个境 界。除了产品的材质、功能和品味外,我们希望产品本身的设计能更体贴和 善 解人意 (Friendly); 而这体贴和善解人意不外乎期望能够更满足人类各方面的需 求。何谓「满足」?「满足」就是「有感觉且快乐合意」的,若无感 觉,则一 切免谈; 所以要有感觉, 一切的设计就不能超出人类本能的极限 (Limitations), 而这极限的探讨亦属人因工程的范畴。基本上,人因工程的 主要目的有二:

一、提高效率,如提高产质、减少失误,增加信赖度等等。

二、增进人性价值 (Human Values) ,如降低工作压力和疲劳度,增进 安全等。

伍、人因的研究方法:

整个人因工程的研究方法是以流行病学 (Epidemiology)、生理学

(Phy-siology)、心理学 (Psychology)和 生物心理学 (Biomech-anics)四者为基 础背景, 透过有系统的利用人类的能力 (capabilies)、 本能极限 (Limitations)、 行为 (Behavior)和动机 (Motivation)等相关信息来设计事物和流程以及所属的 环境。而相关信息的收集通常需要透过不断的实验和统计分析 才能得到,故相 当的统计和实验设计的训练亦不可或缺的。

由以上看来, 我们又可简单定义人因工程就是探讨和应用人类行为、 能力、 本能极限和其它的特性等相关信息来设计器具、机器、设备、系统、任务、工作 及其相关所属的周遭环境,以增加生产力、安全性、舒适感和效率,进而提升人 类的生活品质。

陆、人因工程的未来发展前景:

技术的进步不外希望人类的生活品质会更好,要更好,就不能忽略「人」 本身已存在的特性或限制,善用这些特性或限制才能发挥技术本身的预期功 能 提高其附加价值, 也许对庞大的研究开发经费上能有所弥补, 甚至可避免技术的 滥用。事实上,人因的发展之初就与技术的发展不可分割;可想象的,人因工程 的 发展就是为了落实技术本身的价值。伴随着技术和经济的持续发展,相信未 来的生活品质定别有风貌, 在这样的前提下, 我们也肯定人因的扮演角色会越来 越吃重。

柒、结论:

发展人因的主要目的就是要 「以物就人」 , 而人因的本质简单地说就是要 「如何使物就人」。随着台湾经济的蓬勃发展和技术层次的提升,事实上早 有 产品考虑这方面的问题, 如标榜人体工学的鞋子或椅子等等; 而有系统的研究正 在努力中, 至于成果和长期的目标尚未付之阙如, 我们希望能及早地建立这方面 的 共识及专业的研究单位,以满足各方面的需求,进而改善我们生活品质。

范文三：人因工程的应用

一、背景

随着网络的普及，网络游戏对很多网民们来说是不可或缺的休闲。这些游戏大部分是靠鼠标和键盘来操控的。对于很所热衷于游戏的玩家来说，普通键盘已经不能满足游戏的需要。普通键盘上这么多的按键，而实际使用中使用到的按键只有几十个，对于游戏玩家来说，真正意义上来说常用仅有十几个。电脑用户在使用电脑过程中，经常会发现键盘布局不符合输入习惯，即使是使用电脑多年的用户，也会觉得键盘有些别扭。其实，这并非一个小问题，经研究证明，不合理的键盘布局不但会影响工作效率，而且会导致累积性骨骼肌肉损伤，影响生理健康。经过对国内电脑用户的统计数据显示，有些常用的按键并没有安排到手指容易接触到的地方。

所以普通键盘并不能满足游戏用户的需求，本例通过对市场上一款游戏键盘罗技G103进行人因工程分析，并作出改进。

高键帽 低键帽

二、键盘介绍

上图是罗技G103 外观图

作为主流游戏键盘，这款键盘很具有代表性。它首先还是全键盘，只是在此基础上添加了6个可以自定义的宏定位键。具体参数如上图。特点支持5键不冲突同击。

三、从人因工程角度对该键盘进行分析

游戏玩家对键盘的两个基本要求:

1)让游戏操作更加方便，增加游戏容错率，更容易获得胜利

2)让游戏体验浸入度更高，更好体验游戏

以下从视觉，灵活性，还有舒适度三个方面进行人因工程的分析。 1.视觉方面

键盘采用双色键，靓丽的橘红与黑色构成强烈对比。橘红色的键为WASD以及方向键、宏定义键。这些均为游戏常用键，突出颜色可以更容易为游戏玩家识别，而且颜色不宜过多，这样会扰乱视线，干扰玩家。

键盘边框流线型设计，圆角，上宽下窄，给人以视觉上的享受。

2.灵活性方面

手指的触及范围上图所示，最容易接触到的地方应该设置最常用的按键，这样才能使键盘变得更加人性化，能更有效地发挥键盘效率，提高工作效率，降低疲劳度。该键盘采用通用的微软键盘，并没有在键盘的按键位置上作出改进。但添加了宏定义键，使得操作更加方便，增强了灵活性。

3.舒适度

舒适度分为按键舒适度还有手腕舒适度。此键盘精巧的外形与静音按键相结合，适用于任何狭小空间，按键采用高键帽，按键更准确。同时掌托还能为带来舒适手感，降低长期使用的疲劳度。

4.其他方面

多键输入 可同时使用多达五个按键执行更加复杂的操作，不会像其他键盘一样产生干扰或按键冲突。不会意外中断 游戏/桌面模式切换可以禁用 Windows 键/上下文菜单键，再也不会因为不小心按到这些键而中断游戏。

四、人因工程方面的改进

1.视觉方面

按键采用 背光设计 这样在夜里也能看得到，同时将常用键改成与其他键不同的背光。背光采用荧光绿，这样会更加炫目，使玩家更兴奋。 2.灵活度方面

键盘形状改成v型，这样更容易双手的操控。从人体工效学的角度看，最容易接触到的地方应该设置最常用的按键，这样才能使键盘变得更加人性化，能更有效地发挥键盘效率，提高工作效率，降低疲劳度。结合按键的使用频率与键盘不同区域的效率分析，键盘的按键布局应该进行如下改善。 玩家一般都是右手

操纵鼠标，左手操纵键盘，我们可以把游戏常用键多布置在左侧扇区，数字键及其他键布置在右侧，供办公时使用。

原设计把宏定义键放置在最左侧，这样容易发生摁错键的情况，我们可以将其防止在扇形的边缘，防止摁错的发生。

3.舒适度

按键改为低键帽，这样更为舒适。按键表面采用颗粒状设计，这样可以增加手指接触的摩擦，同时减少疲劳度，使得游戏过程更为放松。

4.其他方面改进

采用机械键盘，不会产生键冲突。

防水防尘功能

增加自定义键的数目

还可以采用无线技术做成无线键盘

五、好键盘的应具备的品性:

1、键盘的触感:作为日常接触最多的输入设备，手感毫无疑问是最重要的。手感主要是由按键的力度阻键程度来决定的。判段一款键盘的手感如何，会从按键弹力是否适中、按键受力是否均匀，键帽是否是松动或摇晃以及键程是否合适这几方面来测试。虽然不同用户对按键的弹力和键程有不同的要求，但一款高质量的键盘在这几方面应该都能符合绝大多数用户的使用习惯的，而按键受力均匀和键帽牢固是必须保证的，否则就可能导致卡键或者让用户感觉疲劳。 2、键盘的外观:外观包括键盘的颜色和形状，一款漂亮时尚的键盘会为你的桌面添色不少，而一款古板的键盘会让你的工作更加沉闷。因此，对于键盘，只要你觉得漂亮、喜欢、实用就可以了。

3、键盘的做工:键盘的成本较低，但并不代表就可以马虎应付。好键盘的表面及凌角处理精致细腻，键帽上的字母和符号通常采用激光刻入，手摸上去有凹凸的感觉，选购的时候认真检查键位上所印字迹是否刻上去的，不是那种直接用油墨印上去的，因为这种键盘的字迹，你用不了多久，就会脱落。 4、键盘键位布局:键盘的键位分布虽然有标准，但是在这个标准上各个厂商还是有回旋余地的。一流厂商可以利用他的经验把键盘的键位排列的更体贴用户，小厂商就只能沿用最基本的标准，甚至因为品质不过关而做出键位分布极差的键盘。

5、键盘的噪音:相信所有用户都很讨厌敲击键盘所产生的噪音，尤其是那些深夜还在工作、游戏、上网的用户，因此，一款好的键盘必须保证在高速敲击时也只产生较小的噪音，不影响到别人休息。

6、键盘的键位冲突问题:日常生活中，我们或多或少玩一些游戏，在玩游戏的时候，就会出现某些组合键的连续使用，那么这就要求这些键盘具备这些游戏键不冲突。

六、现目前市面上键盘存在的问题分析

1.两手距离偏近:当双手放置在基准键位时,食指间距45mm,与自然姿态时的

,容易导致前臂内旋、两肘两肩内收、屈前臂肌紧张,短时间内就可造120mm相比

成肩颈部酸痛,以至影响整个输入过程的正常进行.

2. 按键呈水平直线排列:与手在自然状态下的运动路线不相符。操作时,手腕向下弯曲并内旋,双手呈正放姿态(掌心朝下),同时前臂内旋,处在肌肉强迫状态。在整个运动过程中,上肢近乎直线运动,一直处在高度紧张状态中。 3.键位设置不合理

(1)Back Space键

许多键盘加大回车键的尺寸来方便敲击,却忽略了BackSpace键,将其放置在键盘主键区最右上角,该键键帽大小也只有12mm×14mm。由于Back Space键被设计在远离J键的角落,使用者在进行文本输入时经常误按成其邻近的键。在击键时右手被迫腾起,食指离开基准键位。这导致了敲击速度和正确率大大下降。而在实际的作业过程中, Back Space键的使用频率比回车键要高4倍以上。所以此键的改进设计是一个重点。

(2)编辑与定位键区

传统键盘的编辑与定位键区设计在键盘中部偏右位置。右手在操作鼠标时若要按这些键,要么右手放下鼠标操作后又返回点击鼠标,要么左手伸到键盘右部来进行此操作。这使得操作起来极不方便。左右手的分工也不尽合理,一般情况下右手基本上需要“包揽”主键盘区中线以右的敲击任务,约占整个键盘的2/3。而且此键区也没有一个起定位作用的基准键位,操作时几乎无法实现盲打。另外键

位排列不够科学,定位键与编辑键的配合脱节,定位键与定位键之间的配合也不方便。

(3)“=”号键

数字辅助键盘区提供给专门数字录入人员极大的操作方便性,却忽视了“=”键。用户在编写程序或进行计算时,习惯将“=”键与“+”、“-”、“*”、“/”等运算符联系在一起。而传统设计未将“=”键集中设计在数字辅助键盘区上,用户在输入时不得不从数字辅助键盘区“跳跃”至主键盘区寻找“=”键,降低了作业效率。 七、改进方案

1.主键盘区

手--前臂之间夹角70~90?,以保证作业时肘关节受力而不是上臂肌肉受力;还应保持手和前臂呈直线,腕部向上不得超过0?,腕外展不超过15?;双手向内相向交叉成60~70?,手指自然弯曲,同手掌一起构成一个半圆形,呈空握球状;两手掌间距约100~280mm。设计主键盘区沿中心线各自左右分开,两基准定位键之间距离约80~100mm。左右两片对称中心线倾斜15?[5],且中部稍高,向外部顺势成一定倾角倾斜,可以有效避免肘关节外展、手掌内旋、手指桡偏等引起的肌肉紧张与疲劳。同时这也可以提高点击正确率,初级用户可以有效避免中心线上临界键(如5与6,T与Y,G与H等)的误操作。

2. 编辑定位键区和数字辅助键区

重新布局编辑与定位键区，将“?”键设置为该键区的基准键位,与数字辅助键区的基准键排列在同一直线上,以符合左右手的对称动作习惯。Delete键移至基准键的下方,“Home”、“End”、“Page Up”、“Page Down4个键对称横向排列,定位键之间的配合良好。结合每个键的功能,在转换键位时只须手指(食指和无名指)之间切换,改变了原来作业手腕的竖向移动。“Print Screen”、“Scroll Lock”、“PauseBreak”3个键照旧对应放置。改进后的数字辅助键区见图5,将“+”键拆分为“+”、 “-”键,在原来“-”键的位置插入“=”键。同时将编辑定位键区和数字辅助键区沿键盘中心线对称分布在主键盘区的左右两边。 3. Back Space键和Insert键

原空格键按主键盘左右分区分开后,左空格键功能不变,将右空格键(即右手大拇指控制键)设计成Back Space键。运用重复功能有效分割原理,既基本保持了传统键盘的设计风格,满足用户作业心理习惯;又极大提高了Back Space这个重要键的操作有效性。改进后的敲击动作右手无须移动,而且敲击速度和准确率能够大大提高。用户在半天内能基本熟练盲打这个键。综合考虑整个键盘布局“Insert”键的使用率较低,改放在原“Back Space”键的位置。

八、总结

经过人因工程改进后的键盘更符合人使用的需要，但是如果使用传统键盘的用户需要一段时间去适应键位。但是一旦适应，对于用户来说将会有极大的便利，而且使用起来更舒适，更长久。

自己关于手机中的人因工程的一些看法

任何人机系统都处于一定的环境之中，因此人机系统的功能不能不受环境因素影响，人与机对比，受影响的程度更大。作业环境包括一般工作环境，如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘等。人在各种环境下的生理反应、心里反应和对工作生活的影响都是我们应该分析的。而对于手机，在环境方面的分析我们主要是针对色彩环境、温度环境和噪音环境来进行分析改进。

1、手机屏幕 色彩对人是用影响的，比如温度感，当一个人观察暖色时，会在心理上明显出现兴奋与积极进取的情绪，而当管擦一个冷色时，会在心理上明显出现压抑与消极退缩的情绪。屏幕亮度、材质及反光情况,若眼睛长时间注视会导致眼干涩眼痛等视疲劳症状。

2、手机机身的材质 可以改进为金属搭配合适比例的硬塑，这样既可以减轻机身重量也能保持质感,同时也符合环保可持续发展的要求。

3、机身宽度 根据人因工程中关于人体测量的数据来看，我国成年人手掌的尺寸比例为0.109H，中国男性的手掌长为183cm，宽为82cm，女性长为171cm，和宽为76cm。手机大小的设计，由于手机是需要随身携带的，所以大小符合手掌的大小，使用时更易于携带。

中国男女人手尺寸

、手机颜色 针对不同的人群，手机的颜色也会各不相同，比如，女士手4

机所用的要多采用粉色、红色等等，而黑色、深蓝色等则是大众的颜色，适合大多数人群使用。

5、手机性能 虽然手机的主要功能是用来打电话，但是现代人对手机的要求早已超过了这样，人们要求的是除了打电话以外的功能是否强大，比如说mp3、手机视频、蓝牙功能、手机上网、拍照是否清楚等等，这时的手机已经不单单是单纯的通话工具，更是集合了相机、文件传送、音乐消遣、了解资讯的一个平台，在科技逐渐发达的今天，手机的更新换代速度也在不断加快，到现在，智能手机已不再是新鲜的事物。

6、适用人群 虽然大多数的使用人员是年轻一代，但是也有盲人使用的手机以及为老年人设计的手机，在键盘上的改进使手机的使用更加人性化。

对于未来的手机，在我看来，需要满足更多数人的需求，即在现有的功能以上要更加完善之外，还要具有更多实用的功能，例如，可以在手机外壳上进行设计，可以随着心情或者爱好的变化而改变不同的颜色。或者在天气状况不好的时候改变颜色，提醒使用者加衣。还可以在设计方面考虑减小手机对人的辐射。

第二个要求是要提高手机的防盗功能，可以在使用者购买时就输入一个固定密码，使其与固定的手机卡配套，如要更换手机卡则需输入验证码，这样即使手机被盗，也不能被使用，另外，在手机上需配备一个GPRS导航，可以快速找到被盗的手机。

另外一个方面，可以让手机更加人性化，在连续使用2个小时的时候发出警告，提醒使用者要注意合理安排时间，保护视力等等。另外我认为我们国家在手机回收这块也做得不够好，大家也知道电池对环境的危害，这样人与自然才能和谐的持续发展，不光在手机回收方面，在其他方面我们也应该提倡废物的回收利用。

我想，随着科技的发展，技术的进步，在不远的将来，这些事情都可以变成可见的事实。

范文四：人因工程的应用

积极的案例

1、 过去路标牌是用一般的油漆作为涂料的，现在路标牌全部用反光油

漆，

夜间司机可以借助路标牌反射自身车灯的光线，在很远的距离就可以看

见路标牌，提醒时间提前，使司机有更充足的准备时间。并且，该油漆

还有一个特点，就是反射光线是有特定方向的，司机只能看到自己车灯

的反射光。这样避免其他汽车光线产生的眩光伤害司机眼睛，使之不能

看清前面的路况。 The road signs are generally the paint as paint, and now that the road signs are all the Reflective paint. the driver can use the road signs are reflected in itself is the light at a distance you can see signs of the road to remind the time ahead, the driver has a more adequate preparation. furthermore, the paint has a characteristic is that the light is a particular direction, The driver could only see his lights at the frequency. such other frequency to avoid the glare from the injured driver eyes, can't see ahead of the traffic.

2、 肯德基麦当劳等快餐点的设施布置是很人性化的。例如洗手间水池

一高

一低，考虑了儿童实际身高条件。另外，他们均设置了单人的就餐环境，

面向墙或窗外的餐桌适合单个顾客就餐，符合人的心理需要。

3、 汽车是人因工程应用比较多的地方。首先座椅是根据销售地人群的

实际

身体条件设计的，还具有调节功能，司机可以根据需要进行调节。其次，

汽车的紧急制动是用手来操作的，而脚只负责非紧急情况下的制动，由

于手动比脚踩要迅速的多，所以在紧急情况下，需要手动制动。 4、 卫生间的设计应更多地考虑人的因素，当前流行卫生间装修，马桶的颜

色选褐色，蓝色等，但是人体的尿液是通过颜色来反映人身体是否有某 种疾病的，用彩色的马桶会掩盖尿液的颜色，从而不能及时发现身体的 疾病。

5、 楼层日光灯的开关以前是灯绳控制的，这种开关的缺点是灯泡怀掉需要

更换时不知道开关是通的还是断的，未切断电源更换灯泡更容易造成危险。现在采用按钮式开关，可以一目了然地看到开关的通断情况，避免 上述危险的发生。更先进的开关还有声控式开关，这类开关仅在有声音 的情况下自动接通电源，声音消失自动切断电源。这样省去了人的操作， 而且更加节约能源。

6、 手机是现代化的通信工具，但是在很多情况下手机来电铃声会打扰别人

的工作和休息，带有震动功能的手机就很容易避免这种问题。 7、 在机动车道拐角出的建筑物通常会有圆角或斜角， 对于要转弯的司机来说，看不见弯道的路况，容易发生事故，图

二布局，司机视野开阔，可以降低事故发生概率。

8、 过去的笔记本是固定装订的，记不同课程的笔记不得不按照笔记本的顺

序记录，这样到复习时，各科笔记混在一起，非常不便。现在笔记本是

活页的，记笔记只需要拆下一张活页纸，到复习阶段，很容易把各科笔 记整理在一起便于阅读。

9、 微软公司的 word 文字处理系统非常人性化。其中它可以自动保存当前

所编辑的文档，在断电或电脑故障后还能提取最新的文档，不用从新编 辑所有文档。

10、 城市里的步行街也考虑了盲人行走的需要，设置了盲人专用的道路，用有特殊纹路的瓷砖铺设，并且取消一切台阶，收到盲人的好评。 消极的案例

1、 原西安交大管理学院大楼内，教室门上没有透明的玻璃窗，来上自习的

同学必须推开门才能看到该教师有没有空座位。这样打扰了室内同学的 学习。

2、 上海金茂大厦是中国第一高楼，内部安装了三菱电梯，从一层到顶层仅

需100 秒，但是许多乘客抱怨由于速度太快，造成身体感觉不适，经常 眩晕。

3、 可口可乐、雪碧等软饮料的包装瓶依然采用旧式的瓶盖，需要旋转多次

而且比较费力，许多力气小的女生要请求男生帮她打开瓶盖。 4、 普通键盘打字手腕要向上弯曲，时间久了会造成手腕酸痛。键盘前部缺

一个垫子，提高手腕高度，减少弯曲程度。

5、 许多电脑主板把鼠标，键盘插孔设计的是一样的，而且放在机箱后边

在安装部件时，很难找到插孔或者插到正确的位置。

6、 由于生活水平的提高，中国人的平均身高有所增长，而学生宿舍床铺长

度却没有改变，一直是200cm，许多同学睡觉伸不开腿，很不舒服。 7、 火车座椅设计时，为了增加载客量，靠背与座垫夹角是直角的，这样后

背靠再上面，腰部没有支撑，时间久了，乘客很不舒服。 8、 康桥苑食堂全部采用大理石地板，很美观，但是学生反映地板很滑，不

小心容易摔倒。

9、 耳机的设计全部是一致的，造成耳机不能符合个别人耳孔形状。 10、 我们的饭卡很脆，容易折断。

人因理论的应用方法:

工作生活中运用人因学，主要是研究人为因素，制定或采取一系列正确有交往的措施和手段，防止人的行为错误，进而达到防止人为差错发生的目的。应用措施如下:

1、工作者是人而不是神，人就有犯错误的可能，但不能使错误发展成为灾难性错误。人为差错是可以减少的、避免和消除的，但是单靠一个人是

不行的。需要群体的力量，依靠系统管理。在优化人与人的关系中，要特别强调团队精神，建立员工之间相互联系和合作的关系。 2、要建立健全规章制度和标准操作程序，充分利用工作程序和检查工作等控制手段，防止人为差错的发生，并在实践中狠抓落实，使每一个员工有所遵循，在一个规范有序的安全环境下工作。

3、强化人员培训，提高章法意识，提高操作技能，提高预测风险的能力，是防止人为差错的有效措施。

4、在规章允许的范围内采取必要的防差错措施。

5、对任何人为差错都应重视。依据“海恩法则”事件 差错 事故征候 事故，按宝塔形分布，事故往往是由许多差错累积形成。千万不要忽略小的差错。这会对以后的工作留下无穷的隐患。

6、提倡无惩罚主动报告制度。如果当事人报告所面临的是处罚时，就很难从当事人那里得到真实的情况，因而也就很难发现差错的苗头。我们了解和调查的根本目的是防止类似事件的再次发生而不是别的目的。

范文五：人因工程设计游戏手柄

攀枝花学院

学生课程设计(论文)

题 目:基于人因工程学的

游戏手柄设计

学生姓名:代云扬 学 号:201110603003 所在院 (系 ) :机械工程学院

专 业:工业工程

班 级: 2011级工业工程班

指 导 教 师:蒲光华 职称:讲师

2013年 12月 22日

攀枝花学院教务处制

攀枝花学院本科学生课程设计任务书

注:任务书由指导教师填写。

摘要

在电脑游戏发展至今,游戏外设设备也是不断更新,其中游戏手柄的发展 可以追溯到上个世纪 80年代。 从最开始的使用的简单的 8个按键的游戏手柄到 现在的多达 18个按键甚至更多按键的游戏手柄, 可以说游戏手柄是这一个世纪 以来整个科技水平发展的缩影。但即使是在现在,游戏手柄还不是一个完美的 东西,他仍然还是有许多可以改进的地方。特别是在越来越注重产品使用舒适 度的当今社会,游戏手柄的设计的提升空间也是非常之大。

本论文以人因工程课程所学知识,结合当今高端科技技术,设计一款符合 人体手部构造,使用舒适度高的高端游戏手柄。通过人因工程课程知识,找出 当前市面上所存游戏手柄的缺陷和不足,加以改善,然后加入高端科技技术进 行设计。

关键字 游戏手柄,人因工程学,舒适度设计

目 录

摘 要 ………………………………………………………………………………… I

1 绪论 ……………………………………………………………… . …………… .....1 1.1课题研究的背景 ………………………………………………… . ……………… 2 1.2课题研究的目的和意义 ………………………………………… ... ……………… 2

1.3 课题研究的主要内容 …………………………………………………………… ..3

2 游戏手柄设计理论概述 ..........................................................................................4 2.1手握式用具设计 ......................................................................................................4 2.1.1人手的构造 ......................................................................................................4 2.1.2人体手部尺寸 ...................................................................................................5 2.2人体感觉机能 ..........................................................................................................5 2.2.1触觉 .................................................................................................................5 2.2.2震动觉 .............................................................................................................5 2.3人体的活动力量 ......................................................................................................6

2.4色彩设计 .................................................................................................................6

3 游戏手柄的发展史及其问题分析 ..........................................................................8 3.1老式游戏手柄问题分析 ...........................................................................................8 3.2传统游戏手柄问题分析 ............................................................................................8

3.3新生代游戏手柄问题分析 ........................................................................................9

4 游戏手柄的产品设计 ............................................................................................11 4.1游戏手柄握把设计 .................................................................................................11 4.1.1游戏手柄握把造型设计 ...................................................................................11 4.1.2游戏手柄握把尺寸设计 ...................................................................................12 4.2游戏手柄按键设计 .................................................................................................13 4.2.1游戏手柄反向按键设计 ...................................................................................13 4.2.2游戏手柄游戏功能按键设计 ............................................................................15 4.2.3游戏手柄功能按键设计 ...................................................................................16 4.2.4游戏手柄摇杆设计 ..........................................................................................17 4.2.5游戏手柄游戏辅助功能按键设计 .....................................................................18 4.3游戏手柄色彩设计 .................................................................................................19

4.4游戏手柄的其它设计 .............................................................................................19 4.4.1游戏手柄的震动设计 ......................................................................................19

4.4.2游戏手柄的背光设计 ......................................................................................21

5 总结 ........................................................................................................................22参考文献 .............................................................................. .......................................23

1 绪论

1.1课题研究的背景

大约在 1980年的时候, IBM 向全世界推出了新一代的个人电脑 PC /XT ,从 此就宣布了人类的英特尔电脑时代的来临。可是不久人们就发现,这种新潮的 PC 在使用上虽然快得惊人,但是对于个人消费者而言, IBM PC除了可以进行繁 琐的工作之外,很难再找到更多的乐趣。 比如说游戏, 虽然我们可以利用键盘的 方向键或者是鼠标的移动来完成我们想要在游戏中执行的任务。 但是前者由于是 完全分离的四个键,而后者则在移动之余,无法提供两个键(或者是三个键)以 上的按键作为游戏的控制键之一, 所以玩起来总是让人感到别扭。因此,在最初 的 2年中, 尽管 IBM 的电脑在销量上一直处于上升状态, 但在个人的实际游戏使 用上, 听到的更多的则是大家的报怨。 当时的日本游戏机厂商任天堂推出了一款 游戏机 --FC , 这款游戏机其实没什么多大的亮点, 真正的亮点是游戏机厂商引人 注目的为游戏机设计了全新的手柄:一种带有四个按键和一个十字架 (用来控制 方向)的板式手柄。 这就是游戏手柄的最初代了, 然而现在游戏手柄还在不停的 发展,而且随着经济的发展、社会的进步, “以人为本”的理念愈加受到人们的 关注,人们对物质质量日益增长的要求,人们越来越懂得享受生活, 越来越追求 物质的极尽主义, 对手柄的要求也是越来越高, 所以本课程结合人因工程所学知 识,进行游戏手柄设计。

1.2 课题研究的目的和意义

由于对当前市面上所售的游戏手柄进行了研究, 发现现在市面上大多数游戏 手柄都主要在高新科学技术上面下足了功夫, 但是许多产品都严重忽略了游戏手 柄的易操作性和使用舒适感。一些产品看上去十分高端,科技含量十足, 但是使 用起来确实非常的不方便, 如果长时间使用此类产品, 手部还会感到疲劳和不适, 这都给消费者带来了极大的困扰, 许多消费者都认为宁可少一些高科技创新, 也 应该把产品的用户体验做好, 所以本课程的研究目的就是致力于设计一款既有高 新科技创新,又能有很好用户体验的游戏手柄产品。

本课程所要设计的游戏手柄想让用户不但能体验到高新科技给生活带来的 使用感受上的冲击, 而且还能让用户感受到使用时的便捷, 易操作和使用舒适感, 让用户在长时间使用之后都不会感觉到手部的疲劳和不适。 这项设计会让更多的 人愿意使用游戏手柄, 而且会消除人们在需要长时间使用游戏手柄时担心手部产 生疲劳和不适的顾虑。

1.3课题研究的主要内容

本课程设计运用人因工程知识理论和方法进行游戏手柄的设计, 从现有的游 戏手柄设计中找寻设计灵感, 对其中优点进行重点研究和完善, 对其中缺点进行 的不同程度的改善。 整个设计都以人因工程的知识理论为基础, 并加入自己的想 法与观点,力求设计出造型美观,易于使用的游戏手柄。

其中利用人体的手部尺寸对游戏手柄的握把进行了设计, 并且为了提高使用 舒适度, 还在握把的设计中加入了波浪型的设计。同时, 对于游戏手柄的按键也 加入了人因工程的设计理念,其中特别对游戏手柄的方向按键、游戏功能按键、 手柄功能按键、 辅助游戏功能按键和摇杆进行了设计, 一切从使用舒适度出发进 行了设计,让游戏玩家能够拥有完美的游戏手柄使用体验。在摇杆的设计中, 特 别运用到了凸起半圆弧面和内部下陷的组合设计, 进行了小小的创新。 并且将游 戏手柄的辅助功能按键由传统的点控式按键换成了带有阻尼效果的弹簧式按键, 让游戏手柄变得更易使用。 本次设计, 还通过了色彩对人心理的影响和性格对色 彩喜好的影响对游戏手柄的色彩进行了设计。通过给手柄加入背光和震动功能, 能带给使用者更好的使用感受。

2 游戏手柄设计理论概述

人因工程是一门新兴的交叉性应用学科。 该学科是研究人 - 机 - 环境三者之 间相互关系的学科,是系统获得较高的效率和效益,同时保证人的安全、 健康和 舒适。

要是将人因工程所涉及的内容用于游戏手柄的设计之中, 即可找出以前游戏 手柄的设计缺陷, 并有效的解决当前游戏手柄的最主要问题, 那就是产品的用户 体验不够好, 用户在使用游戏手柄的过程中那些不好的体验都可以使用人因工程 的知识一一解决。

2.1 手握式用具设计

工具是人类四肢的扩展, 人们在工作生活中一刻也缺少不了工具, 但我们使 用的各种手握式工具还有很多没有考虑人机工程的设计因素, 但现在的手柄很多 的形状和尺度不符合人手使用是的生理需求; 而随着科技的发展, 大量新型的手 握式现代电子产品也层出不穷, 这些产品的形态本身除了美学因素外与产品操作 的易用性、舒适性、 安全性的人机工学性能有很密切的联系。 所以从人机工学的 角度研究手握式工具的设计, 使其形态与尺度符合人生理和心理需要, 有很重要 的意义。

2.1.1 人手的构造

人手是由骨、动脉、神经、韧带和肌腱等组成的复杂结构。前臂和手臂肌肉 分为两组,一组使腕活动, 另一组使指活动。 人手指的动作由前臂的腕骨伸肌和 屈肌控制,这些肌肉由跨过腕道的腱连到手指。

手腕道由手背骨和相对的横向腕韧带形成,通过腕道的还有各种动脉和神 经。 腕骨与前臂上的桡骨及尺骨相连, 桡骨连向拇指一侧, 而尺骨连向小指一侧, 自然状态尺骨和桡骨平行,当他们交错时完成手腕旋转。

2.1.2 人体手部尺寸

人体手部尺寸是操纵器尺寸设计的基本依据。 GB/T 10000-88给出了中国成 年人的手部基本尺寸,如表 2.1

表 2.1 男性人体手部尺寸

2.2 人体感觉机能

2.2.1 触觉

触觉是接触、滑动、压觉、等机械的总称。触觉是微弱的机械刺激初几了皮 肤浅层的触觉感受器而引起的; 而压觉是较强的机械刺激引起皮肤深部组织变性 而产生的感觉,由于两者性质上类似,通常称触压觉。

触觉感受器能引起的感觉是非常准确的, 触觉的胜利意义是能辨别物体的大 小、形状、硬度、光滑程度及表面机理等机械性质的触觉。在人机系统的操纵装 置设计中,就是利用人的触觉特征, 设计具有各种不同触感的操纵装置, 以使操 作者能够靠触觉准确地控制各种不同功能的操纵装置。

另外, 手的不同部分对触觉的敏感程度是不一样的, 从手掌到指尖敏感度逐 渐增加,指尖的分辨程度最高。当皮肤温度比较低时,触觉敏感度也会下降。因 此,在低温环境中触觉要谨慎使用。然而,在凉爽或温暖的环境中,热量刺激会

使温度的感觉被屏蔽。

2.2.2 震动觉

振动感受性有一定的频率极限。 振动刺激低于或高于一定频率, 将不引起振 动觉,其下限为 10~18赫,上限在 650~8000赫之间。振动觉的强度绝对阈限 依赖于振动频率, 也随刺激器接触皮肤的面积大小及身体部位而不同。 这种阈限 值是以皮肤位移幅度的分贝数来表示的, 一般以 1微米为参照。 根据现有的材料 , 在 10~1000赫的频率范围内 , 多数频率的绝对阈限值在 5分贝和-20分分贝之 间 , 但也有高达 30分贝以上或低至 -30分贝以下的 , 在上述频率范围内 , 绝对阈限 曲线呈 U 形 :在 40~50赫时 , 阈限比较高,然后随着频率增高而逐渐降低 , 到 250赫左右到达最低点 , 此后阈限又随频率的增高而上升。无毛发皮肤的阈限值在不 同频率上均低于有毛发皮肤。

2.3 人体的活动力量

在人机系统中, 操作者不断地输出各类动作,以实现人机系统的目的。人体 活动是人机系统正常运行中不可缺少的组成部分。

人体力量在人体活动中起着很重要的作用。 但人提用力有一定的限度。 在人 机系统设计中,必须根据实际情况, 确立适合操作者的用力要求。 在设计控制装 置时,必须考虑人体力量的限度,避免操作困难。

2.4 色彩设计

现今的生活中, 人们越来越多地受到色彩的影响, 各种物品的设计都非常讲 究色彩与色调的搭配。 人们的切身体验表明, 色彩对人们的心理活动有着重要影 响,特别是和情绪有非常密切的关系。

在我们的日常生活、 文娱活动、 军事活动等等各种领域都有各种色彩影响着 人们的心理和情绪。各种各样的人:古代的统治者、现代的企业家、艺术家、广 告商等等都在自觉不自觉地应用色彩来影响、 控制人们的心理和情绪。 人们的衣、 食、住、 行也无时无刻不体现着对色彩的应用:穿上夏天的湖蓝色衣服会让人觉 得清凉,人们把肉类调成酱红色,会更有食欲。

心理学家认为, 人的第一感觉就是视觉,而对视觉影响最大的则是色彩。人 的行为之所以受到色彩的影响, 是因人的行为很多时候容易受情绪的支配。 颜色 之所以能影响人的精神状态和心绪, 在于颜色源于大自然的先天的色彩, 蓝色的 天空、鲜红的血液、金色的太阳??看到这些与大自然先天的色彩一样的颜色, 自然就会联想到与这些自然物相关的感觉体验, 这是最原始的影响。 这也可能是

不同地域、 不同国度和民族、 不同性格的人对一些颜色具有共同感觉体验的原因。 比如, 红色通常给人带来这些感觉:刺激、 热情、 积极、 奔放和力量, 还有庄严、 肃穆、喜气和幸福等等。而绿色是自然界中草原和森林的颜色,有生命永久、理 想、年轻、安全、新鲜、和平之意,给人以清凉之感。蓝色则让人感到悠远、宁 静、空虚等等。

随着社会的发展, 影响人们对颜色感觉联想的物质越来越多, 人们对于颜色 的感觉也越来越复杂。比如,对于绿的感觉体验,经历过“**”与没有 此经历的人的感觉是一不一样的。

对色彩与人的心理情绪关系的科学研究发现, 色彩对人的心理和生理都会产 生影响。

国外科学家研究发现:在红光的照射下, 人们的脑电波和皮肤电活动都会发 生改变。在红光的照射下,人们的听觉感受性下降,握力增加。同一物体在红光 下看要比在蓝光下看显得大些。 在红光下工作的人比一般工人反应快, 可是工作 效率反而低。

比如, 粉红色具有安抚情绪的效果:粉红色象征健康, 是美国人常用的颜色, 也是女性最喜欢的色彩,具有放松和安抚情绪的效果。有报告称, 在美国西雅图 的海军禁闭所、 加利福尼亚州圣贝纳迪诺市青年之家、 洛杉矶退伍军人医院的精 神病房、 南布朗克斯收容好动症儿童学校等处, 都观察到了粉红色安定情绪的明 显效果。 例如把一个狂燥的病人或罪犯单独关在一间墙壁为粉红色的房间内, 被 关者很快就安静下来; 一群小学生在内壁为粉红色的教室里, 心率和血压有下降 的趋势。

还有研究报告指出:在粉红色的环境中小睡一会儿, 能使人感到肌肉软弱无 力,而在蓝色中停留几秒钟, 即可恢复。 有人提出粉红色影响心理和生理的作用 机制是:粉红色光刺激通过眼睛——大脑皮层——下丘脑——松果腺和脑垂体— —肾上腺, 使肾上腺髓质分泌肾上腺素减少, 使得心脏活动舒缩变慢, 肌肉放松。 色彩还分为:暖色与冷色、兴奋色与沉静色、轻色与重色、进色与退色、华 丽色与朴素色 。

3 游戏手柄的发展史及其问题分析

3.1 老式游戏手柄问题分析

图 3.1的老式游戏手柄可以说是毫无设计, 只是将方向键和 4个功能键组合 在一块板子上面,毫无用户体验可言。

图 3.1 老式游戏手柄

从现在的设计角度看的话, 老式游戏手柄的设计可谓反人类, 在它身上看不 出任何一点人因工程的痕迹。四四方方的手柄, 又轻又薄, 成年男性抓在手里感 觉像是抓着个电视遥控器之类的东西, 长时间将此种手柄握在手中, 方正切轻薄 的边框会将手掌顶的发疼, 实在谈不上手感。 方向键的设计也是丝毫没有体谅到 用户手指的感受, 手指长时间摩擦方向键也会产生疼痛感。 在以前亲身体验这种 游戏手柄的时候就出现过此种情况, 由于长时间使用该种游戏手柄, 导致手指摩 擦出水泡。

虽然这种老式游戏手柄没有丝毫有关人因工程的设计, 但是老式游戏手柄的 出现也为此后的游戏手柄规划出了基本框架。

3.2 传统游戏手柄问题分析

任何一款产品, 从开发到生产都必须经历一个漫长的过程, 游戏手柄也不例 外。 在老式游戏手柄出现后的一段时间后, 人们发现了老式游戏手柄的严重不足

之处, 于是各种新兴的游戏手柄设计不断涌出。 考虑到老式游戏手柄形状的不足 和人们的抓握习惯, 游戏手柄生产厂商将手柄的外形设计成反 U 型。 而且为了不 断适应游戏的需求,手柄的按键也由以前的 6个相继增加。

图 3.2 传统游戏手柄

传统游戏手柄的诞生是由于游戏外设产业的不断发展形成的, 在这种手柄的 身上已经可以看出一部分基于人因工程的设计了,比如说手柄外形设计成反 U 型,是用户更好的抓握。 但是以现在的眼光看来, 这种手柄依然存在着无比重大 的缺陷,比如在老式游戏手柄上就已经体现出来的方向按键问题就依旧没有解 决。

虽然依旧存在着很大的设计缺陷, 但是传统游戏手柄在游戏手柄产业的发展 中还是占有极其重要的位置, 可以说是传统游戏手柄将游戏手柄行业推向了一个 新的起点。

3.3 新生代游戏手柄问题分析

在传统游戏手柄出现之后, 游戏手柄生产上似乎都对游戏手柄的设计有了全 新的认识。在不断的研究和创新中,拥有全新设计的新生代游戏手柄孕育而生, 相比起传统的游戏手柄, 这种全新设计的新生代游戏手柄拥有更亮眼的造型和更 强大的外功能, 各种艳丽的色彩和酷炫的光电效果都加入到了游戏手柄当中。 同 时,为了顺应游戏产业的发展, 游戏手柄中叶添加了摇杆这一功能键, 使用户们

不再只局限于方向按键,加强了手柄的操作性, 手柄的设计也是更加人性化, 让 游戏手柄一跃成为了游戏玩家口中仅此于游戏本身的另一重大谈资。

图 3.3 新生代游戏手柄

新生代游戏手柄相比起传统游戏手柄来说,更加具有现代化气息和时代感, 丰富的色彩搭配和背光灯的加入都非常的夺人眼球, 手柄在前几代手柄的基础上 加入了摇杆功能键可谓是一大创新。图 3.3左侧的手柄在手柄尾部加入弧线设 计,更加贴合人体手部轮廓, 使抓握手柄显得更省力。 但是在按键上的设计并没 有多大的创新, 弧线设计虽然十分贴合手部轮廓, 但如果是在长时间使用后手部 出汗,光滑的弧面反而容易造成打滑易脱落的现象,此时抓握更显费力。 所以, 新生代游戏手柄虽说已经十分的酷炫和强大, 但是从人因工程的角度 看来,这类型游戏手柄的设计上还是存在着很大的缺陷。

4 游戏手柄的产品设计

游戏手柄经过几个阶段的发展科技含量日益增加,但是即使科技含量再怎么 高也不能掩盖当前游戏手柄在有关人因工程上的设计缺陷, 所以我的产品设计理 念主要是基于人因工程的。

4.1 游戏手柄握把设计

4.1.1游戏手柄握把造型设计

游戏手柄的握把是游戏手柄中一个很重要的部位, 它是用户在使用手柄是接 触时间最长的部位, 从开始使用到使用结束一直都要抓握此部位, 所以在使用游 戏手柄时人手的最大感受反馈就是来自于这个部位, 可以说这个部位决定了一个 游戏手柄的用户体验是否良好很重要的一部分。

如上文讲到的新生代游戏手柄, 此款产品与之相同的是在游戏手柄握把的上 方与拇短展肌贴合的部分使用一个大的光滑弧形设计, 使之能够很好的贴合手部 皮肤, 在长时间使用手柄的时候, 不会对拇短展肌部位的皮肤和肌肉造成压迫感, 舒适感十足。

图 4.1 游戏手柄握把造型图

在握把下面的部分,我运用了注重贴合人体手指抓握造型的波浪形握槽设 计, 这样的设计更加注重更加注重游戏体验, 且有效的避免了长时间使用游戏手 柄后造成的手部不适感。 波浪型握槽设计自然贴合手型, 纵使长时间抓握游戏手

柄也不会感到疲劳。

我们知道游戏手柄在使用时往往伴随着高强度的操作, 游戏玩家在经过紧张 的游戏之后往往会大汗淋漓, 而如果手柄的材质并没经过防滑处理那么在比赛的 途中势必会影响到玩家的发挥, 使游戏玩家的游戏体验下降, 如果在一些专业比 赛之中损失更是巨大。所以在游戏手柄中加入防滑、吸汗的材料是势在必行的, 这样既可以使游戏玩家有一个舒适的手柄用户体验, 又能是游戏玩家完美的体验 游戏带来的乐趣。因此, 我在手柄两侧添加了柔软性超强的塑料软胶, 这种塑料 软胶是一层仿肤质材料,手感十分细腻, 此种材质多见于高端游戏鼠标中。 它的 主要功能就是在带来细腻手感的同时还能够起到防滑、吸汗的作用。

4.1.2游戏手柄握把尺寸设计

通过人们对游戏手柄的抓握习惯和人体手部尺寸, 我们进行游戏手柄握把尺 寸设计,人体手部尺寸见表

2.1

图 4.2 抓握手柄习惯动作

如图 4.2所示, 人们通常在使用游戏手柄的时候都是使用的这种姿势。 在图 中红圈标注出来的地方就是在抓握的感到不舒适的地方, 这些地方都是由于尺寸 的设计不合理造成的。 ① 、 ② 处是因为尾部过小而造成的,这样的设计会让人们 在使用手柄时都不感到不适, 长时间使用还会产生疼痛感, 所以手柄握把尺寸应 该严格按照人体手部尺寸设计。

根据表 2.1可知 99百分位数男性手长为 202mm ,故手柄尾部长度尺寸应该 根据此数据设计。在抓握手柄时,人体手部呈半弯曲状,大约占伸直时手长的 2/3, 所以手柄握把长度尺寸应确定为 134mm 。上图手柄长度尺寸为 100mm , 但有 图可看出,此长度存在着严重的设计缺陷,故长度尺寸设计为 134mm 非常合理。

在抓握手柄时, 握把的侧面被手掌所包围, 故手柄的侧面的宽度应该根据人

手的宽度来进行设计。 99百分位数的男性手宽为 91mm ,在抓握手柄的时候,手 呈弯曲状,故取 99百分位数男性手宽的 1/2进行手柄侧面的宽度尺寸设计,尺 寸确定为 45mm 。根据资料得到,在人手处于放松状态下的手指间距为 2mm , 故握 把中小指与无名指的摆放位置距离尺寸为 2mm 。

图 4.3 游戏手柄握把尺寸图

4.2 游戏手柄按键设计

游戏手柄之所以现在被广大的游戏玩家所喜爱, 其原因就是在于游戏手柄将 各种功能按键都集成在了一起, 不像键盘加鼠标的组合是使用两个部件进行操作 的, 这样的设计使得游戏玩家们能够更好的操作。 所以对于游戏手柄按键的设计 便显得十分重要了。

现如今游戏手柄的按键主要分布在手柄正面和顶部, 其中正面的按键主要有 方向按键, 游戏功能键, 手柄功能键和摇杆; 顶部则有 4个游戏辅助功能键组成。 4.2.1 游戏手柄方向按键设计

方向按键对于游戏手柄来说可谓是至关重要的, 应为不论什么游戏都会使用 到方向按键, 如果没有方向按键那么就无法进行游戏操作, 所以方向按键是必不 可少的。

最初的游戏手柄方向按键就是一个十字型设计, 这种设计是最基础的, 但是 其缺陷也是显而易见的。 这种十字型设计大多采用硬质塑料, 而却轮廓太过明显, 使用时间过久之后,轮廓与手指皮肤摩擦过于强烈,会造成不舒适的感觉, 严重

的话还会出现脱皮或者磨出水泡的现象。 所以, 我将使用人因工程知识设计出一 个舒适干知足的游戏手柄方向按键。

在传统的十字型设计和后来的方向四键分离的设计中都会出来上述的情况, 所以在这里我考虑到可以将十字型按键放在一个圆盘上面, 使按键轮廓不那么明 显。 但是如此设计会使按键手感不足, 所以在十字方向键上可以使用到轻微的磨 砂设计, 增加按键手感。 同时圆盘设计的好处在于能够是方向按键多向化。 比如 在单纯的十字按键设计中, 只有传统的上下左右 4个方向可以操控, 如若需要在 游戏操作中用到左上、左下、右上、右下等方向时,就必须两个按键同时按下, 这要不仅加大了玩家手指的操作量, 还会不同程度的造成一些操作失误, 体验十 分的不好。 然而圆盘的设计则会很好的解决这一问题, 被十字按键分割的 4个区 域恰好是左上、左下、右上、右下这四个方向,我们可以利用这一点将方向按键 设计成不同于传统四方向按键的把方向按键, 这样能够让游戏手柄变得更加的容 易操作。

图 4.4 游戏手柄方向按键图

游戏手柄八方向按键如上图所示。 图中阴影部分为传统的四方向按键, 为增 加按键手感, 特地使用磨砂材质做成, 是游戏玩家能够清晰的分辨出按键的位置, 并且这四个按键做了凸出设计,使玩家的按键感受更加准确。

空白部分则是左上、左下、右上、右下四个方向的按键位置,这四个按键部 位相对于传统四方向按键做了凹下的设计, 与传统四方向按键连接处使用一个弧 形的缓坡设计, 当需要使用到这几个按键的时候, 只需要顺着这个弧形缓坡轻轻 一划就过来了,十分的方便快捷。同时,为了照顾到部分游戏玩家的游戏习惯, 左、 上按键同时按下的时候也能发出左上方向指令, 并不与左上按键形成按键冲 突,大大的降低了玩家误操作的可能性。

整个方向按键盘上的所有连接轮廓部分都做了光滑处理, 力求把手指和按键 摩擦造成的损伤降到最低。

4.2.2 游戏手柄游戏功能按键设计

现如今的游戏手柄对于游戏功能按键的设计可谓是最不关注的, 他们忽视的 这个环节确实非常重要的一个环节。 现在的游戏功能按键大多都是用普通的塑料 铸模, 然后在按键上印上按键标示, 这种敷衍的设计完全无法得到广大游戏玩家 的认同,所以,在游戏功能按键的设计上面应该多下功夫。

其实游戏功能按键不仅仅只是一个圆形按键那么简单, 就是这么一个小小的 圆形按键,由许多值得注意的细节。

图 4.5 游戏手柄游戏功能按键图

上图中的游戏功能按键采用了抛光圆弧面设计, 并将按键标示雕刻于按键之 上而不是印在按键上面,这样就避免了按键使用过久之后按键标示会被磨掉了。 按键之所以采用抛光圆弧面设计, 就是为了更好的贴合手指, 考虑到光滑面容易 打滑,因此在按键上辅以凹槽设计,以增加按键手感。

4.2.3 游戏手柄功能按键设计

游戏手柄功能按键主要是用于游戏手柄摇杆和方向按键的开关, 以及游戏功 能按键连发控制开关和呼出游戏菜单与确认按键。 所以主要设计为方向为简单易 用。

图 4.6 游戏手柄功能按键图

如上图所示, TURBO 键为游戏功能按键连发控制开关, MODE 键为游戏手柄摇 杆和方向按键控制开关, 09键为呼出游戏菜单键, 10键为确认按键。 其中 09和 10两个按键可以根据自己的喜好设置成其他按键。

这四个按键由于不常使用, 所以对其外形不用过多设计, 只需要将其摆放在 方便使用的位置即可。

4.2.4 游戏手柄摇杆设计

在游戏手柄中加入摇杆的这一想法可谓是游戏手柄设计中最伟大的想法, 现 在的摇杆已经成为了游戏手柄中不可或缺的一部分了, 可以说缺少了摇杆的游戏 手柄就是一个不完整的游戏手柄, 而且现在的游戏玩家也越来越习惯使用摇杆进 行游戏操作了,所以摇杆的设计也变成了广大游戏手柄生产商越来越关注的问 题。

在最初的摇杆设计中, 摇杆的盖帽所采用的都是半圆凸起的盖帽设计, 这种 设计的好处在于生产方便工艺简单, 但缺点在于玩家的舒适度不足, 长时间使用 容易造成手指不适, 同时帽盖部分为了提升与手指间的摩擦效果都会采用磨砂工 艺处理, 这种对手指的磨损效果更为明显, 更易出现用户的不适感。 因为使用摇 杆的动作基本都是用手指进行搓揉, 而方向按键是使用按压的操作动作, 所以在 摇杆上使用磨砂工艺增加手感是不合理的,但是使用在方向按键上却是可行的。 半圆凸起的盖帽设计明显有所缺陷, 于是人们有采用了中部下陷的摇杆盖帽 设计,这种设计是用户的使用感受有了很大的提升。但是, 再长时间使用此种设 计的盖帽之后,我发现了其中存在的一些小小问题。由于此种设计为中部下陷, 所以在使用摇杆时, 手指的指肚是完全贴合在下陷部位的, 造成的后果便是使用 搓揉动作进行摇杆操纵时非常的不方便,手指无法在盖帽上灵活的滑动。

图 4.7 游戏手柄摇杆盖帽图

为了良好的解决这个问题, 我将半圆凸起盖帽和中部下陷盖帽相结合, 如图 4.3.4所示,外部采用半圆凸起的设计, 内部则使用小范围的下陷设计, 并辅以微凹的 十字设计。 下陷设计和微凹的十字设计可以为手指提供较好的固定作用, 外部的 半圆凸起设计则为用户保留了灵活操作的效果。

摇杆虽然对于方向操作十分的便捷, 但是还是有一些小小的缺陷。 比如需要 进行小范围的方向微调时, 摇杆总是不能精确的完成任务, 总有一些或多或少的 误差。 造成这种情况的原因便是摇杆的控制力度无法调节, 这就使得摇杆往往无 法完成精确操作。

所以,在摇杆盖帽的下方加入一个摇杆控制力度调节

器,以便用户能够自由调节控制力度,无论何种游戏,您都

可以通过合适的控制力度获得最佳的精度。无论是在赛车游

戏中要提高摇杆的控制力度,还是在第一人称射击游戏中 需要将控制力度调至最低以进行精确瞄准, 各摇杆控制力度可调整的特点可让您 在任何游戏中都无往而不利。

4.2.5 游戏手柄游戏辅助功能按键设计

由于现在游戏的不断创新, 游戏的操作性越来越高, 传统手柄对于现在游戏 的游戏功能按键需求已经是远远不够了, 所以在传统游戏功能按键的基础上, 设 计者们解放了食指与中指, 在游戏手柄顶部设计了四个游戏辅助功能按键, 玩家 可以利用这四个按键与其他游戏功能按键进行组合,体验到游戏中更多的乐趣。

图 4.9 传统功能辅助按键

传统的功能辅助键就如上图所示, 通常设计于手柄的顶部, 呈矩形点控式按 键设计。 根据抓握游戏手柄的习惯, 食指一般是搭在手柄握把的两侧, 而中指却 不能, 所以一般都将后方的的辅助按键设计在了向外扩展的位置, 这样虽然能让 图 4.8 控制力度调节器

中指靠在辅助按键之上, 但是会让中指一直处于用力的紧张状态, 时间稍长便会 使中指感到疲劳。而且, 中指由于是靠在按键上的, 那么要是让中指提起再按下 按键又会让中指的疲劳感进一步提升, 并且这种点控式按键比较生硬, 在按下键 位后一瞬间随即停止,没有缓冲,过多的使用此种更会使手指疲惫不堪。但是, 这些问题都能够通过一些细小的变化来解决。

图 4.9 游戏手柄游戏辅助功能按键设计图

如上图所示, 由中指控制的辅助功能按键相较于食指控制的辅助功能按键置 于比较靠下的位置。 这样的设计能够使中指时刻处于放松状态, 从而减小中指疲 劳度,并避免了传统设计中对手指造成的疲劳感。

上文提到传统点控式按键不适合使用在由中指控制的辅助功能按键中, 此处 将传统点控式按键改为使用带有阻尼效果的弹簧式按键。 这种弹簧式按键是把整 个按键过程受力均匀化、细腻化, 手指在下压过程中用力小而平稳, 而且就算按 到底,也感觉不到任何触点的反馈, 没有那种鸡蛋撞到石头上硬碰硬的感觉, 整 个按键用力过程一气呵成。

4.3 游戏手柄色彩设计

色彩对于人的作用本质上是心里层面的, 在人类历史上, 我们赋予每一种色 彩意义和内涵,色彩似乎超脱于物质。约翰内斯·伊顿在《色彩艺术》一书中指 出:“色彩效果不仅在视觉上,而且在心理上应该得到体会和理解,它能把崇拜 者的梦想转化到一个精神境界中去。 ”我们一度认为,颜色可以将其被人类赋予 的精神转移到使用它的人身上。 对色彩的认知与理解不应认为仅仅存在于人类的 感官知觉中,其更有深层次的、 能激发出人们内心共鸣的内涵。 这也是在现代设 计中,色彩之所以能体现出它的重要性的根本原因。所以,根据色彩的意义和

内涵, 游戏手柄同样应该有属于自己的色彩。 根据每个人对色彩的喜好和不同人 有不同的性格,我认为手柄至少应该有以下几种色彩供人们选择。

蓝色被认为是一种高深莫测而严肃的颜色, 所以蓝色配上手柄这种具有现代 科技感的东西, 会给人一种非比寻常的感觉。 蓝色是一种非常适合游戏手柄的颜 色,大部分人都会喜爱。

红色属于兴奋色, 不少性格外向的人都喜欢火一样的红色。 许多游戏玩起来 会让人感觉到热血沸腾, 红色的手柄则适合这些性格外向, 喜欢玩那些令人热血 沸腾的游戏的人。

绿色, 是生命的象征,自然界的代表色,一种会令人心情舒畅并使人积极向 上的颜色。绿色的游戏手柄适合那些喜欢安静玩游戏的人。

白色与黑色, 这两种是人们日常生活中接触的最多的颜色, 这是两种永远都 不会过时的颜色, 这也是最为大众所接收的两种颜色, 任何产品的色彩设计都不 会少得了这两种颜色, 同样游戏手柄也不一样。 白色的手柄会有一种使人眼前一 亮的感觉,有一丝清新、干净的感觉。黑色则显得更加沉稳,低调却透着一丝华 丽的感觉。

游戏手柄作为一种面向各种不同性格与喜好的人的产品, 色彩的多样性是很 有必要的,我们要让不同的人都能找到一款自己心仪的游戏手柄。

4.4 游戏手柄的其它设计

游戏手柄的设计不关只有其主体部位的设计, 还有一些会为人所忽略的地方 也是值得我们利用人因工程的眼光去进行设计的。 这些地方看似微不足道, 但可 能就是这微不足道的设计,会让产品大放异彩。

4.4.1 游戏手柄的震动设计

现如今, 各种游戏越做越好, 游戏场面也做得越来越激烈、 真实、 引人入胜, 在这些华丽且震撼的游戏画面连连冲击下, 玩家们似乎也变得不满足了, 他们希 望操控游戏的工具也能配合游戏中的场景对他们的触觉带来冲击感, 形成视觉和 触觉上的双重冲击。那么, 作为游戏最广泛的操纵工具游戏手柄, 怎样才能为玩 家带来触觉上的冲击呢?

答案就是,在游戏手柄中安装内置震动马达。

在游戏手柄中安装内置震动马达, 在游戏爆发激烈场面的同时, 震动马达也 进行震动, 带动手柄发出强烈的震动感, 以配合游戏画面为玩家带来视觉与触觉 上的双重冲击。 比如,当游戏画面中出现爆炸场景的时候,游戏手柄便会产生震 动, 让玩家有一种置身于爆炸场景现场的现实感, 这种现实感是手柄震动感带给

玩家的。这种感觉与 3D 电影带来的真实感是不同的, 3D 电影是从观众的视觉入 手,而这个是从玩家的触觉入手的。

4.4.2 游戏手柄的背光设计

背光设计现在已经在各种游戏外设中出现了,什么背光键盘,背光鼠标等, 真是多得数不胜数,所以在游戏手柄中加入背光设计是非常可行的。

背光会让游戏手柄看起来非常的酷炫, 特别是在夜间。试想一下,在周围一 片漆黑的情况下, 你的手中握着一个发光的游戏手柄进行着游戏, 对于一个游戏 爱好者来说,这应该是想想都很美的画面了。

背光的加入可不仅仅是为了好看, 在光线较弱的情况下进行游戏时, 很可能 看不清楚游戏手柄上的按键, 这种情况对于那些十分熟悉游戏手柄的人来说可能 不是什么大问题, 可是对于那些对于游戏手柄很陌生的人来说肯定是不小的困扰 吧。背光设计的加入则完全避免了这种情况的发生。

同时, 既然加入了背光,那么背光的控制开关也是不可缺少的,毕竟背光也 不是所有人都喜欢, 任何时候都需要, 让玩家自己选择是否使用背光似乎是更加 合理的一种设计。

5 总结

本次课程设计主要通过人因工程课程所学知识对游戏手柄进行设计, 不仅追 溯了游戏手柄的发展历程, 并且还找出了市面上现存游戏手柄设计上的缺陷与不 足,通过研究这些缺陷,重新对游戏手柄进行了设计。

其中主要设计了游戏手柄握把的造型与尺寸, 通过人因工程学的角度, 让游 戏手柄的抓握变得更方便,更舒适。 并且还对游戏手柄的按键进行了设计, 其中 主要研究了现存游戏手柄按键的不足, 并对其进行了重新的设计。 重新设计后的 游戏手柄按键更加易于使用, 设计更加合理, 并且还对按键进行了功能上的提高。 最后在游戏手柄中加入了多种色彩, 并且加入了游戏手柄的震动效果设计和游戏 手柄的背光设计,加强了游戏手柄的使用感受和游戏手柄的整体外形效果。 这次课程设计给我们提供了一个很好的实践的机会, 让我们充分地将所学的 人因工程知识运用到现实生活中去,理论联系实际,活学活用。 通过这次课程设 计, 更加地巩固了我们对专业知识的理解和掌握, 同时使我们在其他方面的知识 和能力也得到了相应的提升,收益甚多。

参考文献

[1] 蒋祖华 . 人因工程 [M].科学出版社 ,2007.

[2] 沈发 . 工业设计:产品色彩设计 [M].中国轻工业出版社 ,2009. [3] 阮宝湘 . 人机工程学课程设计 [M].机械工业出版社 ,2005. [4] 丁玉兰 . 人机工程学 [M].北京理工大学出版社 ,2007.

[5] 廖剑桥 . 人因工程 [M].高等教育出版社 ,2006.

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