【文章內(nèi)容簡介】 HSV顏色模型所代表的顏色域是CIE色度圖的一個子集，它的最大飽和度的顏色的純度值并不是百分百。在圓錐的頂點處，V=0，H和S無定義，代表黑色，圓錐頂面中心處S=0，V=1，H無定義，代表白色，從該點到原點代表亮度漸暗的白色，即不同灰度的白色。任何V=1，S=1的顏色都是純色。 從RGB立方體的白色頂點出發(fā)，沿著主對角線向原點方向投影，可以得到一個正六邊形，如圖28所示，容易發(fā)現(xiàn)，該六邊形是HSV圓錐頂面的一個真子集。RGB立方體中所有的頂點在原點，側(cè)面平行于坐標(biāo)平面的子立方體往上述方向投影，必定為HSV圓錐中某個與V軸垂直的截面的真子集。因此，可以認(rèn)為RGB空間的主對角線，對應(yīng)于HSV空間的V軸，這是兩個顏色模型之間的一個聯(lián)系關(guān)系。圖27 HSV顏色模型4）CIE顏色模型 CIE（國際照明委員會）顏色模型包括一系列顏色模型，這些顏色模型是由國際照明委員會提出的，是基于人的眼睛對RGB的反應(yīng)，被用于精確表示對色彩的接受。這些顏色模型用于定義獨立于設(shè)備的顏色。它能夠在任何類型的設(shè)備上產(chǎn)生真是的顏色，例如：掃描儀、監(jiān)視器和打印機(jī)。這些模型被廣泛地使用，因為它們很容易用于描述顏色的范圍。CIE的模型包括CIE XYZ、CIE L*a*b* 和CIE YUV等。(1)CIE XYZ顏色模型 XYZ三刺激值的概念是以色視覺的三元理論為根據(jù)的，具體來講人眼是具有接受三原色（紅、綠、藍(lán)）的接收器，而所有的顏色均被視作該三原色的混合色。1931年CIE制定了一種假想的標(biāo)準(zhǔn)觀察者，XYZ三刺激值就是利用這些標(biāo)準(zhǔn)觀察者配色函數(shù)x（λ），y（λ），z（λ）計算得來的。在此基礎(chǔ)上，CIE于1931年規(guī)定了Yxy顏色空間，其中Y為亮度，x，y是從三刺激值XYZ的來的色坐標(biāo)。它代表人類可見的顏色范圍。（2）CIE L*a*b*顏色模型 L*a*b*顏色空間是在1976年制定的，它是CIE XYZ顏色模型的改進(jìn)，一邊克服原來的Yxy顏色空間存在的在x，y色度圖上相等的距離并不相當(dāng)于人們所察覺到的相等色差問題。于XYZ比較，CIE L*a*b* 顏色更適合于人眼的感覺。即在這樣一個顏色空間中兩點間的距離能準(zhǔn)確反映人能觀察到的色差，兩點間的距離越大，色差越大，反之色差越小。（3）CIE YUV顏色模型 在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常采用三管色彩色相機(jī)或者彩色CCD（點耦合器件）攝像機(jī)，它把彩色圖像信號，經(jīng)粉色、分別放大校正得到RGB，再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號R－Y、B－Y，最后發(fā)送端將亮度和色差三個信號分別進(jìn)行編碼，用同一信號道發(fā)送出去。格局美國國家電視制式委員會制定的NTSC制式標(biāo)準(zhǔn)，但白光的亮度用Y來表示時，它和紅、綠、藍(lán)三色光的關(guān)系可以用方程描述為Y=++，這就是常用的亮度公式。色度U、V是由B－Y、R－Y按不同比例壓縮而成的。這就是YUV色彩空間。 采用YUV顏色空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V分量，那么這樣表示的圖就是黑白灰度圖。彩色電視采用YUV空間正式為了亮度信號Y解決彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問題，使黑白電視機(jī)也能接受彩色信號。3．常見顏色模型之間的轉(zhuǎn)換1）RGB到CMYK的轉(zhuǎn)換 假設(shè)RGB顏色空間表示的顏色（R,G,B）對應(yīng)CMYK空間的顏色（C,M,Y,K），它們的關(guān)系為： Ｋ＝min（（255－R），（255－G），（255－B）） Ｃ＝255－R－K Ｍ＝255－G－K Ｙ＝255－B－K2）RGB到HSV的轉(zhuǎn)換假設(shè)RGB顏色空間表示的顏色（R,G,B）對應(yīng)的HSV空間的顏色（H,S,V），它們的關(guān)系為： Ｖ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３　　　　　　?。龋剑祝ǎ隆埽牵　　　　　　。龋剑瞤i－Ｗ?。ǎ拢荆牵　　　　　　。樱剑保ǎ砿in（Ｒ，Ｇ，Ｂ））／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）其中：pi＝；W＝arccos（（２R－G－B）（２（（R－G）（R－G）＋（R－B）（G－B）１/２。3）ＲＧＢ到ＹＵＶ的轉(zhuǎn)換 假設(shè)ＲＧＢ顏色空間表示的顏色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）對應(yīng)ＹＵＶ空間的顏色（Ｙ，Ｕ，Ｖ）,它們的關(guān)系為： Ｙ＝＋＋　　　　　　　Ｕ＝－－＋　　　　　　?。郑剑?）HSV到RGB的轉(zhuǎn)換 假設(shè)HSV顏色空間表示的顏色（Ｈ，Ｓ，Ｖ）對應(yīng)RGB空間的顏色（Ｒ，Ｇ，Ｂ），它們的關(guān)系為： 如果Ｓ＝０，Ｒ＝Ｇ＝Ｂ；　如果0≤Ｈ＜120度，則Ｂ＝Ｖ（１－Ｓ），Ｒ＝Ｖ［1＋ScosＨ/cos（60－Ｈ）］，Ｇ＝３Ｖ－（Ｂ＋Ｒ）； 如果120≤Ｈ＜240度，則Ｒ＝Ｖ（１－Ｓ），Ｇ＝Ｖ［１－Scos（Ｈ－120）/cosＨ］，Ｂ＝３Ｖ－（Ｒ＋Ｇ）； 如果240≤Ｈ＜360度，則Ｇ＝Ｖ（１－Ｓ），Ｂ＝Ｖ［１＋Ｓcos（Ｈ－２４０）/cos（300－Ｈ）］，Ｒ＝３Ｖ－（Ｇ＋Ｂ）。5）RGB到XYZ轉(zhuǎn)換 假設(shè)RGB顏色空間表示的顏色（R,G,B）對應(yīng)XYZ空間的顏色（X,Y,Z），它們的關(guān)系為：6）XYZ空間到L*a*b*空間轉(zhuǎn)換 假設(shè)XYZ顏色空間表示的顏色（X,Y,Z）對應(yīng)L*a*b*空間的顏色（L*，a*，b*），它們的關(guān)系為： 聽覺 聽覺感知的信息僅次于視覺。聽覺所涉及的問題和視覺一樣，即接受刺激，把刺激信號轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮，并對信息進(jìn)行加工，然后傳遞到大腦。 聲音是由空氣的振動引起的，通過聲波形式傳播，耳朵接收并傳播這些振動到聽覺神經(jīng)。耳朵是由三部分組成的（如圖29所示）：外耳、中耳和內(nèi)耳。外耳是耳朵的可見部分，包括耳廓和外耳道兩部分。耳廓和外耳道收集聲波后，將聲波送至中耳。中耳是一個小腔，通過耳膜與外耳相連，通過耳蝸與內(nèi)耳相連。沿外耳道傳遞的聲波，使耳膜振動，耳膜的振動引起中耳內(nèi)部的小聽骨振動，進(jìn)而引起耳蝸的振動傳遞到內(nèi)耳。在內(nèi)耳，聲波進(jìn)入充滿液體的耳蝸，通過耳蝸內(nèi)大量纖毛的彎曲刺激聽覺神經(jīng)。聲音可以由音調(diào)、響度和音色三個屬性來描述。音調(diào)與聲波的頻率有關(guān)，低頻能產(chǎn)生低調(diào)的聲音，高頻能產(chǎn)生高頻的聲音。響度指在頻率一定的情況下聲波的振幅。音色與發(fā)生的材料有關(guān)，不同的樂器可以產(chǎn)生相同頻率和振幅的聲波，但音色不同。 人類能夠聽到頻率在20Hz～20kHz之間的聲音，其中在1000～4000Hz范圍內(nèi)聽覺的感受性最高。500Hz以下和5000Hz以上的聲音，強(qiáng)度很大時才能被聽到。音頻超過140dB時，所引起的不再是聽覺而是痛覺。人可以辨認(rèn)的語音頻率范圍是260～5600Hz，但電話只傳送300～3000Hz，這已足夠能讓人們挺清楚語言的內(nèi)容。 聲音的解釋是與語言的理解聯(lián)系在一起，都是在大腦的聽覺皮層中完成的。為了解釋聲音，聽覺系統(tǒng)必須把輸入分為三類：噪聲和可以忽略的不重要的聲音；被賦予意義的非語言聲音（如動物的叫聲）；用來組成語言的有意義的聲音。 聽覺系統(tǒng)就像視覺系統(tǒng)一樣，可以利用以前的經(jīng)驗來解釋輸入。另外，由于口語充滿著發(fā)錯音的單詞、不完整的句子，而且一般說得很快，所以聽覺系統(tǒng)的解釋機(jī)制必須跟得上輸入。 雖然比起視覺和聽覺，觸覺的作用要弱些，但觸覺也可以反饋許多交互環(huán)境中的關(guān)鍵信息。如通過觸摸感覺東西的冷火熱可以作為進(jìn)一步動作的預(yù)警信號，人們通過觸覺反饋可以使動作更加精確和敏捷（如用力反饋裝置進(jìn)行虛擬雕刻時）。另外，對盲人等能力缺陷的人，觸覺感知對其是至關(guān)重要的。此時，界面中的盲文可能是系統(tǒng)交互中不可缺少的信息。因此，觸覺在交互中的作用是不可低估的。 觸覺的感知機(jī)理與視覺和聽覺的最大不同在于它的非局部性，人們通過皮膚感知觸覺的刺激，人的全身布滿了各種觸覺感覺器。皮膚中包含三種感受器：溫度感受器（Thermoreceptors）、傷害感受器（Nociceptors）、和機(jī)械刺激感受器（Mechanoreceptors），分別用來感受冷熱、疼痛和壓力。機(jī)械刺激感受器又分為快速適應(yīng)機(jī)械刺激感受器（Rapidly Adapting Mechanoreceptors）和慢速適應(yīng)機(jī)械刺激感受器（Slowly Adapting Mechanoreceptors）。快速適應(yīng)機(jī)械刺激感受器可以感受瞬間的壓力，而當(dāng)壓力持續(xù)時不再有反應(yīng)；慢速適應(yīng)機(jī)械刺激感受器則對持續(xù)壓力一直比較敏感，用來行成人對持續(xù)壓力的感覺。 實驗表明，人的身體的各個部分對觸覺的敏感程度是不同的，如人的手指的觸覺敏感度是前臂的觸覺敏感度的10倍。對人身體各部位觸覺敏感程度的了解有助于更好的設(shè)計基于觸覺的交互設(shè)備。 觸覺感知的另一個方面是動覺（Kinaesthesia），即對人的軀干和四肢的位置的感覺。這是由于在人的身體的關(guān)節(jié)處有很多感受器。感受器同樣分成三種快速適應(yīng)感覺器（Rapidly Adapting Receptors），用來感受四肢在某個方向的運(yùn)動；慢速適應(yīng)感受器（Slowly Adapting Receptors），用來感受身體的移動和靜態(tài)位置；這些感覺不僅影響人的舒適感，而且影響人的行為性能。如對一個打字員，手指的相對位置的感知和鍵盤對手指的力反饋都是非常重要的。 認(rèn)知過程與交互設(shè)計原則認(rèn)知是人們在進(jìn)行日?；顒訒r發(fā)生于頭腦中的事情，它涉及認(rèn)知處理，如思維、記憶、學(xué)習(xí)、幻想、決策、看、讀、寫和交談等。Norman①把它們劃分為兩個模式：經(jīng)驗認(rèn)知和思維認(rèn)知。經(jīng)驗認(rèn)知指的是有效、輕松地觀察、操作和響應(yīng)周圍的事件，它要求具備某些專門知識并達(dá)到一定的熟練程度。如使用Word字處理系統(tǒng)編輯檔案等。思維認(rèn)知則有所不同，它涉及思考、比較和決策，是發(fā)明創(chuàng)造的來源，如涉及、創(chuàng)作等。這兩個模式在日常生活中都是必不可少的，知識兩者需要不同類型的技術(shù)支持。 認(rèn)知涉及到多個特定類型的過程，包括感知和識別、注意、記憶、問題解決、語言處理等。許多認(rèn)知過程是相互依賴的，一個活動往往同時涉及多個不同的過程。例如，人們在用軟件進(jìn)行動畫設(shè)計時就涉及感知和識別、注意等過程。下面將詳細(xì)描述與交互設(shè)計相關(guān)的集中主要的認(rèn)知過程，并根據(jù)各認(rèn)知過程的特點歸納總結(jié)進(jìn)行人機(jī)交互界面設(shè)計時應(yīng)注意到的一些問題。 常見認(rèn)知過程 1．感知和識別 人們可以使用感官從環(huán)境中獲取信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)閷ξ锲?、事件、聲音和味覺的體驗。對有視力的個體來說，視覺是最重要的感覺，其次是聽覺和觸覺。在交互設(shè)計時，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)男问絹肀硎拘畔?，以便用戶更好地理解和識別它的含義。如中國象棋的位圖設(shè)計成“相”這個棋子的形狀，就很容易讓用戶想到這是個中國象棋游戲。 在結(jié)合不同的媒體表示信息滿足不同感官的感知時，應(yīng)確保用戶能夠理解它們表示的復(fù)合信息。例如，對于虛擬世界的虛擬人物，應(yīng)該保證其唇形與所說的話同步，否則，兩者之間的微小延遲都會使人難以忍受。 根據(jù)人的關(guān)注特點，在設(shè)計人機(jī)交互界面時具體應(yīng)該注意的問題有。（1） 用戶應(yīng)能不費力地區(qū)別圖標(biāo)或其他圖形表示的不同含義。（2） 文字應(yīng)清晰易讀，且不受背景干擾。（3） 聲音應(yīng)足夠響亮而且可以辨識；應(yīng)使用戶能夠容易理解輸出的語音及其含義。（4） 在使用觸覺反饋時，反饋應(yīng)可辨識，以便用戶能識別各種觸覺表示的含義等。 2．注意 注意作為認(rèn)知過程的一部分，通常是指選擇性注意，即注意是有選擇的加工某些刺激而忽視其他刺激的傾向。它是人的感覺（視覺、聽覺、味覺等）和知覺（意識、思維等）同時對一定對象的選擇指向和集中（對其他因素的排除），例如側(cè)耳傾聽某人的說話，而忽略房價內(nèi)其他人的交談；或者在觀看足球比賽時一直關(guān)注某對球員等。 注意有兩個基本特征：一個是指向性，是指心理活動有選擇的反映一些現(xiàn)象而離開其人機(jī)交互基礎(chǔ)教程余對象；二是集中性，是指心理活動停留在被選擇對象上的強(qiáng)度或緊張。注意是一種復(fù)雜的心理活動，有以下一系列功能。（1）選擇功能。注意的基本功能是對信息選擇，使心理活動選擇有意義的、符合需要的和與當(dāng)前活動相一致的各種刺激；避開或抑制其他無意義的、附加的、干擾當(dāng)前活動的各種刺激。（2）保持功能。外界信息輸入后，每種信息單元必須通過注意才能得以保持，如果不加以注意，就會很快消失。因此，需要 將注意對象的一項或內(nèi)容保持在意識中，一直到完成任務(wù)，達(dá)到目的為止。（3）對活動的調(diào)節(jié)和監(jiān)督功能。有意注意可以控制活動向著一定的目標(biāo)和方向進(jìn)行，使注意適當(dāng)分配和適當(dāng)轉(zhuǎn)移。 注意的品質(zhì)對認(rèn)知過程有重要影響。之一的品質(zhì)包括以下幾項。（1）注意的廣度。注意的廣度也叫注意的范圍，是指一個人在同一時間里能清楚地把握對象的數(shù)量。一般成人能同時把握4~6個沒有意義聯(lián)系的對象。注意的廣度隨著個體經(jīng)驗的積累而擴(kuò)大。同時，個體的情緒對注意的廣度也有影響，情緒越緊張，注意廣度越小。（2）注意的穩(wěn)定性。注意的穩(wěn)定性是個體在教程時間內(nèi)將注意集中在某一活動或?qū)ο笊系奶匦?。與之相反的注意品質(zhì)是注意的分散。個體的需要和興趣是注意穩(wěn)定性的內(nèi)部條件；活動內(nèi)容的豐富性和形式的多樣性，是注意穩(wěn)定的外部條件。（3）注意的分配。注意的分配也就是通常所說的“一心二用”，是指個體的心理活動同時指向不同的對象的特點。如以便在計算機(jī)上看電影，一邊編織文檔。注意分配的條件是：同時進(jìn)行的活動只有一種是不熟悉的，其余活動都達(dá)到了自動化的程度。（4）注意的轉(zhuǎn)移。注意的轉(zhuǎn)移是個體根據(jù)新的任務(wù)，主動地把注意由一個對象轉(zhuǎn)移到另一個對象上。注意的轉(zhuǎn)移要求新的活動符合引起注意的條件。同時，注意的轉(zhuǎn)移與原先注意的強(qiáng)度有關(guān)。原先的注意越集中，轉(zhuǎn)移就越困難。另外，注意這一過程主要與兩個方面有關(guān)：目標(biāo)和信息表示。（1）目標(biāo)。如果確切知道需要找什么，人們就可以把獲得的信息與目標(biāo)相比較，如用Windows XP的搜索功能查找文件后，對搜索出得結(jié)果與想要查找的目標(biāo)相比較。如果不太請相互究竟要找什么，就可以泛泛地瀏覽信息，期望發(fā)現(xiàn)一些有趣或醒目的東西，如隨意瀏覽新浪首頁，以便發(fā)現(xiàn)感興趣的內(nèi)容。瀏覽時，可能用戶并不知道自己需要查找什么?？纯礃?biāo)題，可能會發(fā)現(xiàn)自己感興趣的內(nèi)