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本书以人因工程在设计类专业领域的原理和应用为主要内容，共 8 章。第 1 章主要介绍人因工程的科学缘起，让读者对人因工程的概念、内涵、外延、历史沿革等有一个清晰的认识；第 2～7 章从人体、知觉、心理、人机交互等角度介绍在工业设计、产品设计、数字媒体艺术设计、服装设计、环境设计等领域人因工程的原理与应用；第 8 章是人因工程应用的设计专题，包括视觉信息设计、智能装备计、功能服装设计、游戏交互叙事设计、数字化文博展示设计等新兴设计方向的应用研究。本书可作为高等学校工业设计、产品设计、数字媒体艺术、服装设计、环境设计等专业人因工程课程的教材，也可供设计学类、工程类相关领域的学者、研究者、爱好者参考使用。

目录
第1章  科学的缘起：人因工程概述	1
1.1  人因工程学科的命名与定义	1
1.1.1  学科命名的起源与发展	1
1.1.2  人因工程的定义与范畴	2
1.2  人因工程的起源与发展	5
1.2.1  人因问题的历史进程：从工具时代进入信息时代	5
1.2.2  人因工程学科体系的沿革：人体科学的渗透交叉	8
1.2.3  人因工程的未来：智能、生态、大数据	9
1.3  人因工程的研究内容与方法	12
1.3.1  以人为中心的多学科交叉融合	12
1.3.2  人因工程的研究方法	16
1.3.3  人因工程的应用领域：产业-管理-设计	17
1.4  人因工程与设计的关系：有源的设计	18
1.4.1  现代设计方法的科学源起	18
1.4.2  现代社会的工作与生活：衣食住行的设计	21
1.4.3  新传媒生态下的用户体验与设计	23
第2章  人体测量学与设计	29
2.1  人体测量学基础知识	29
2.1.1  人体测量学概述	29
2.1.2  人体测量基本术语	31
2.1.3  人体测量的方法	33
2.1.4  常用人体尺寸数据	34
2.1.5  人体尺寸数据差异	38
2.1.6  我国成年人活动范围	40
2.2  人体尺寸统计特征与应用方法	46
2.2.1  正态分布、均值和标准差	46
2.2.2  人体尺寸数据百分位、百分位数	47
2.2.3  人体尺寸应用原则和方法	49
2.2.4  常用人体尺寸及应用	49
2.3  基于人体尺寸的产品设计	56
2.3.1  产品设计中人体尺寸应用方法	56
2.3.2  基于人体测量学的办公座椅设计	58
2.4  人体静态尺寸测量实验及应用	60
第3章  知觉与设计	62
3.1  视觉	62
3.1.1  眼睛（视觉）的生理基础	62
3.1.2  视觉信息加工	67
3.1.3  视觉信息设计	72
3.2  听觉	76
3.2.1  听觉的生理基础	76
3.2.2  听觉信息加工	79
3.2.3  噪声及听觉设计	83
3.3  触觉	86
3.3.1  触觉的生理基础	86
3.3.2  触觉信息加工	88
3.3.3  基于触觉的设计	90
3.4  味觉与嗅觉	93
3.4.1  味觉与嗅觉的生理基础	93
3.4.2  味觉与嗅觉的信息加工	93
3.4.3  基于味觉与嗅觉的设计	96
第4章  心理认知与设计	99
4.1  心智与设计	99
4.1.1  行为与脑神经网络	100
4.1.2  信息加工与设计	104
4.1.3  决策与设计	105
4.2  行为特征与设计	106
4.2.1  基于人体动作与行为的设计	106
4.2.2  人体与气候微环境	108
4.2.3  人的行为与环境空间设计	110
第5章  人体负荷	112
5.1  体力工作负荷	112
5.1.1  人体活动的力量与耐力	112
5.1.2  体力工作负荷及其测定	116
5.1.3  体力工作时的能量消耗	119
5.2  脑力工作负荷	122
5.2.1  脑力工作负荷的定义及影响	122
5.2.2  脑力负荷的测量方法	123
5.2.3  应激	127
5.3  基于人体负荷的体验设计	128
5.3.1  基于身体负荷减少的体验设计	128
5.3.2  基于认知负荷减少的体验设计	131
第6章  人体生理学与服装设计	134
6.1  人体皮肤	134
6.1.1  皮肤结构	134
6.1.2  皮肤感觉	135
6.1.3  人体皮肤的变形	136
6.2  人体体温调节	141
6.2.1  人体体温调节系统	141
6.2.2  人体体温调节过程	145
6.3  服装的功能	146
6.4  服装舒适性	147
6.4.1  服装舒适性的定义	147
6.4.2  服装舒适性的分类	147
6.5  服装接触舒适性	148
6.5.1  织物刺痛感和瘙痒感	148
6.5.2  服装瞬间冷暖感	150
6.6  服装压力舒适性	152
6.6.1  服装压力的产生与压力舒适性	152
6.6.2  服装压力与服装舒适性的影响因素	153
6.6.3  舒适服装压力范围	156
6.6.4  服装压力对人体的影响	157
6.6.5  基于压力舒适性的服装设计	160
6.7  服装热湿舒适性	164
6.7.1  人体-服装-环境热湿交换机理	164
6.7.2  服装热湿舒适性的影响因素	166

6.7.3  服装热湿舒适性设计	169
6.8  基于人体皮肤变形的实验设计	172
第7章  人机交互与人机系统	174
7.1  人机交互	174
7.1.1  人机界面交互模型	174
7.1.2  人机信息交互方式	177
7.2  显示装置	182
7.2.1  显示装置的类型及特征	182
7.2.2  视觉显示装置	183
7.2.3  听觉显示装置	186
7.3  操纵装置	187
7.3.1  操纵装置的类型及特征	187
7.3.2  操纵装置与人因工程学设计原则	190
7.3.3  手动操纵装置	193
7.3.4  脚动操纵装置	197
7.4  无障碍设计	198
7.4.1  无障碍设计的背景	198
7.4.2  无障碍设计的原则	199
7.4.3  无障碍设计的应用	200
第8章  人因工程应用的设计专题	203
8.1  视觉信息设计	203
8.1.1  信息设计	203
8.1.2  界面设计	207
8.2  智能装备设计	212
8.2.1  智能装备设计的概念	212
8.2.2  智能装备设计思路	213
8.2.3  可穿戴设备设计	217
8.2.4  智能家居设计	219
8.2.5  智能出行设计	221
8.3  功能服装设计	223
8.3.1  功能服装的概念和分类	223
8.3.2  功能服装开发和设计思路	223
8.3.3  功能服装设计案例—登山运动装设计	225
8.3.4  功能服装设计案例—医用防护服设计	232
8.3.5  功能服装设计案例—肢体残障人群服装设计	238
8.4  游戏交互叙事设计	243
8.4.1  叙事的全新关系：游戏交互	243
8.4.2  游戏的沉浸体验与认知科学	246
8.4.3  游戏策划与叙事设计	249
8.5  数字化文博展示设计	252
8.5.1  VR、AR科技介入文化传播	252
8.5.2  数字博物馆设计	255
8.5.3  数字文创产品设计	262
参考文献	266

人因工程是以人的生理特性、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与
机器、人与环境、机器与环境之间的相互作用，为设计操作简便、省力、安全、舒适，
人-机器-环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。因此，人因工程可
定义为：按照人的特性设计和改善人-机器-环境系统的科学。设计学是一门理、工、文相
结合，融机电工程、艺术学、人机工效学和计算机辅助设计于一体的科技与艺术相融合的
新型交叉学科。设计创造和引导人类健康工作与生活，促进社会的变革与发展，在充分满
足产品使用功能和人的个体体验需求的前提下，实现人-机器-环境的和谐统一。设计的研
究强调工程与艺术的结合，在设计实践的过程中人因工程的科学理论的指导必不可少。
我国设计教育的路径从20 世纪80 年代初期开始探索，国内很多院校已经开展了全面、
广泛的设计教育实践，人们对设计的定义和理解不断发展，发展至今，设计已经成为典型
的艺、工、文结合的交叉学科。2022 年，新版学科目录颁布，“设计学”在交叉学科门类
中的设立说明“设计学”在国家发展中的地位日益重要，该目录是对设计新概念、新面貌
的重新定位。“新工科”推广以“继承创新、交叉融合、协调共享”为目标培养形式，“新
文科”强调学科的交叉融合，从提供适应性服务过渡到主动引导社会发展，人文关怀对工
程教育的启示也越来越明显。
以人因工程、人机工程等为主题的相关研究已经发展多年，但大多成果还是为工科专
业服务的，或者针对具体的某一个设计领域，常见的有服装设计和环境设计。现今，不仅
设计学已经处于工学、艺术、文学的交叉位置，而且设计学内部的各个方向，其边界其实
逐渐变得模糊，大设计的融合思想越来越占主导地位。
本书的定位是为设计类专业提供一本能够指导设计实践的人因工程原理教材，围绕设
计类专业涉及的领域，梳理人因科学原理，分析设计案例，指导设计实践。人因工程在设
计相关领域应用广泛，涉及工业设计、服装设计、环境设计、视觉与媒体设计等多个专业
方向，内容庞杂且日新月异。要做到全面梳理有一定难度，因此，本书有选择地做了一些
努力，希望在设计学科走向设计科学的道路上尽一点微薄之力。
本书从设计领域涉及的人因工程原理展开，一方面利用科学原理梳理设计中的人因工
程原理，另一方面利用设计案例解析人因工程的实际应用。本书适用于高等学校设计类相
关专业一、二年级的专业基础课程，同时也适用于设计通识类的课程。建议学时为32～48
学时，除理论讲授外，还需要配合课堂讨论与实践练习。
本书集合了人因工程及设计类多个学科的知识体系，很多内容得益于前人的研究成果；同时，也是我们教学团队一年多来共同努力的成果，在此一并表示敬意与致谢。
由于作者水平有限，加之编写时间仓促，错误之处在所难免，敬请读者批评指正。
人因工程是“新设计学”的重要属性之一，随着时代的发展，人因工程所体现的以人
为本的思想会更加鲜明，用设计提升生活品质，为人民日益增长的美好生活需要而努力，
正是我们前行的动力！

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人因工程概论