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Effects of Target and Distractor Saturations on the Cognitive Performance of an Integrated Display Interface

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2015年第1期28卷 208-216页

作者： xue chengqi LI Jing WANG Haiyan NIU Yafeng College of Mechanical Engineering Southeast University

Color coding is often used to enhance decision quality in complex man-machine interfaces of integrated display systems. However, people are easily distracted by irrelevant colors and by the numerous data points and complex structures in the interface. Although an increasing number of studies are seriously focusing on the problem of achieving efficient color coding, few are able to determine the effects of target and distractor saturations on cognitive performance. To study the performances of target colors among distractors, a systematic experiment is conducted to assess the influence of high and low saturated targets on cognitive performance, and the affecting extent of different saturated distractors of homogeneous colors on targets. According to the analysis of the reaction time through the non-parametric statistical method, a calculation method of the cognitive performance of each color is proposed. Based on the calculation of the color differences and the accumulation of the reaction times, it is shown that with the different saturated distractors of homogeneous colors, the high saturated yellow targets perform better than the low saturated ones, and the green and blue targets have moderate performances. When searching for a singleton target placed oll a black background, the color difference between the target and the distractor should be more than 20AE＊ab units in the yellow saturation coding, whereas the color difference should be more than 40△E＊ab units in the blue and green saturation coding. In addition, as regards saturation coding, the influence of the color difference between the target and the background on cognitive performance is greater than that of the color difference between the target and the distractor. Seemingly, the hue attribute determines whether the saturation difference between the target and the distractor affects thc cognitive performance. Based on the experimental results, the simulation design of the instrument dials in a flight situ

关键词： cognitive performance saturation level target color distractor color color difference

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Optimization method for a radar situation interface from error-cognition to information feature mapping

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2022年第4期33卷 924-937页

作者： WU Xiaoli WEI Wentao CALDWELL Sabrina xue chengqi WANG Linlin School of Design Art&Media Nanjing University of Science&TechnologyNanjing 210094China School of Mechanical Engineering Southeast UniversityNanjing 211189China College of Mechanical and Electrical Engineering Hohai UniversityChangzhou 211100China School of Computer Science Australian National UniversityCanberra 2600Australia

With the rapid development of digital and intelligent information systems, display of radar situation interface has become an important challenge in the field of human-computer interaction. We propose a method for the optimization of radar situation interface from error-cognition through the mapping of information characteristics. A mapping method of matrix description is adopted to analyze the association properties between error-cognition sets and design information sets. Based on the mapping relationship between the domain of error-cognition and the domain of design information, a cross-correlational analysis is carried out between error-cognition and design *** obtain the relationship matrix between the error-cognition of correlation between design information and the degree of importance among design information. Taking the task interface of a warfare navigation display as an example, error factors and the features of design information are extracted. Based on the results, we also propose an optimization design scheme for the radar situation interface.

关键词： radar situation interface error-cognition information feature mapping visual information display

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一种面向风格创新设计的汽车形态特征识别方法

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机械工程学报 2011年第10期47卷 157-163页

作者：张坪薛澄歧东南大学机械工程学院南京211189

以汽车为例,研究风格计算自动化的关键基础技术——产品形态特征识别,提出一套框架/模型和实现方法,建立一个比较完善的形态特征识别框架。从风格创新角度出发,结合汽车造型特征,定义3个与汽车特征识别密切相关的关键类集合。基于关键... 详细信息

以汽车为例,研究风格计算自动化的关键基础技术——产品形态特征识别,提出一套框架/模型和实现方法,建立一个比较完善的形态特征识别框架。从风格创新角度出发,结合汽车造型特征,定义3个与汽车特征识别密切相关的关键类集合。基于关键类集合,定义汽车关键特征点集合与局部特征组件集合之间的映射,以及局部特征组件集合与汽车车型集合之间的映射,在此基础上提出汽车形态特征识别模型,并给出关键特征点提取算法、局部特征分割算法以及车型识别算法的示例。最后通过一个实例系统对识别模型和方法做了介绍。

关键词：产品风格创新设计汽车识别关键类集合

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基于视觉感知分层的数字界面颜色编码研究

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机械工程学报 2016年第24期52卷 201-208页

作者：李晶薛澄岐南京林业大学家居与工业设计学院南京210037 东南大学机械工程学院南京211189

复杂系统数字界面中的颜色编码对界面设计有十分重要的影响,如何通过颜色编码降低视觉信息混乱、提高认知绩效是优化界面设计中有待研究的课题。针对视觉的层次化感知引导人的注意捕获和视觉行为,在色彩体系和注意捕获理论基础上,通过... 详细信息

复杂系统数字界面中的颜色编码对界面设计有十分重要的影响,如何通过颜色编码降低视觉信息混乱、提高认知绩效是优化界面设计中有待研究的课题。针对视觉的层次化感知引导人的注意捕获和视觉行为,在色彩体系和注意捕获理论基础上,通过对视觉感知分层和注意捕获程度的关联分析,提出利用两颜色之间的相互干扰反应时间之差判断其注意捕获程度。采用蒙赛尔色立体中的颜色心理三属性在知觉上的等距离划分,设计颜色的注意捕获试验,结合色差对不同色相、明度和饱和度的视觉感知层次和注意捕获程度进行判定、整合,并对比不同色差大小对认知速度的影响,分析结果表明:黑色背景下,除红色外仅色相不同的颜色在视觉感知上处于同一层;随着明度和饱和度的减少,视觉感知层次降低;目标与干扰物的色差固定时,低明度颜色对比高明度颜色对有更好的识别绩效。以飞机辅助起飞系统弯道情境仿真界面设计为例,验证了距离高饱和的目标色相同色差时,低明度背景上的目标认知绩效优于高明度背景。

关键词：视觉感知分层注意捕获干扰程度颜色编码色差

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基于特征推理的图标搜索特性实验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第4期47卷 703-709页

作者：彭宁玥薛澄岐东南大学机械工程学院南京211189

采用视觉搜索实验范式,通过行为和眼动追踪数据揭示了基于形状相似、功能关联和语义匹配特征3类推理条件的图标搜索特性,通过方差分析法比较了不同特征推理条件对各测量指标的影响.实验结果表明:形状相似性引导下的目标搜索时间以及对... 详细信息

采用视觉搜索实验范式,通过行为和眼动追踪数据揭示了基于形状相似、功能关联和语义匹配特征3类推理条件的图标搜索特性,通过方差分析法比较了不同特征推理条件对各测量指标的影响.实验结果表明:形状相似性引导下的目标搜索时间以及对于各搜索项目的平均注视时间均最短,所消耗的认知资源最少,无需深度信息加工即可进行目标识别;基于功能关联性的图标搜索过程中注意资源分配最广;而语义词引导下的目标搜索正确率最高.基于形状相似性和功能关联性特征推理条件下的视觉搜索行为可简化为搜索项目与启动图标之间的模式匹配以及功能层级隶属关系判断过程;以语义词为启动特征的视觉搜索首先需经过语义词特征的图形化过程,再对搜索项进行匹配判断.3类搜索情境中均存在自上而下的信息加工特征.研究结果为人机界面中图标设计提供了理论指导.

关键词：特征推理搜索特性眼动追踪图标设计

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工业产品数字化模型的检索方法

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东南大学学报（自然科学版） 2006年第3期36卷 397-401页

作者：袁浩薛澄歧卢章平东南大学机械工程学院南京210096 江苏大学机械工程学院镇江212013

提出了一种基于投影轮廓的检索算法.首先通过法面积计算,统计仿射坐标系下算术法面积,进行比较得到极大算术法面积和对应的向量,从而确定投射方向.将3D模型以投射方向为参考进行变换,然后向3个投射平面投射生成轮廓.这样2个模型的比较... 详细信息

提出了一种基于投影轮廓的检索算法.首先通过法面积计算,统计仿射坐标系下算术法面积,进行比较得到极大算术法面积和对应的向量,从而确定投射方向.将3D模型以投射方向为参考进行变换,然后向3个投射平面投射生成轮廓.这样2个模型的比较就可以转化成2D图线的比较,降低了模型比较的计算量,提高了模型检索的速度.结果表明,该算法有望在未来的虚拟现实、工业设计、动画制作、机械设计、CAD、影视等领域得到广泛应用.

关键词： 3D模型检索基于图形模式识别数字化设计

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基于本体的虚拟会展产品信息知识表达

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第1期46卷 42-48页

作者：严波薛澄岐姚干勤东南大学机械工程学院南京211189 河海大学机电工程学院常州213022

为了使虚拟会展产品信息知识中的工程设计和工业设计2个不同设计领域知识具有统一的设计认知描述,在传统FES和FBS设计认知模型基础上进行了扩展,建立了全面和统一的UEFBS设计认知模型.通过引入本体理论和技术,对虚拟会展领域产品信息知... 详细信息

为了使虚拟会展产品信息知识中的工程设计和工业设计2个不同设计领域知识具有统一的设计认知描述,在传统FES和FBS设计认知模型基础上进行了扩展,建立了全面和统一的UEFBS设计认知模型.通过引入本体理论和技术,对虚拟会展领域产品信息知识中的概念、术语及其相互关系进行了提取和规范化描述,建立了虚拟会展领域产品信息知识本体模型,并结合加湿器实例进行具体表述.结果表明,建立在2种领域知识统一设计认知模型基础上的虚拟会展领域产品信息更加符合人的设计认知习惯,形式化的加湿器产品信息本体模型概念明确、组织清晰、表达规范,有利于虚拟会展用户全面、准确地了解和共享加湿器产品的设计信息知识.

关键词：本体虚拟会展工程设计工业设计

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基于特征重构的辅助风格设计技术

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第4期41卷 734-738页

作者：薛澄岐张坪周蕾东南大学机械工程学院

研究了与风格创新设计系统实现相关的用户需求识别、风格数据库构造与检索以及特征组件置换与重构技术.以形式文法的方式描述了用户风格创新需求的精确结构,定义了需求识别向量并给出了用户需求识别算法.描述了风格数据库的结构并给出... 详细信息

研究了与风格创新设计系统实现相关的用户需求识别、风格数据库构造与检索以及特征组件置换与重构技术.以形式文法的方式描述了用户风格创新需求的精确结构,定义了需求识别向量并给出了用户需求识别算法.描述了风格数据库的结构并给出了风格数据库的实体关系模型.在此基础上,着重探讨了基于组件继承与置换的特征重构技术,提出了最大化特征重构策略并给出了一种组件置换算法.最后通过构造原型系统进行了用户需求识别实验以及风格特征重构实验,对所提出的理论、策略和算法等进行了验证分析.

关键词：风格创新辅助风格设计特征重构

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影响形状编码的表征元素感知差异量化研究

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东南大学学报（自然科学版） 2021年第4期51卷 694-699页

作者：郭琪薛澄岐于明玖华东理工大学艺术设计与传媒学院上海200030 东南大学机械工程学院南京211189 西北工业大学机电学院西安710072

为了提高用户对可视化界面中形状编码的决策效率,研究了人类视觉系统对形状编码感知的差异量化机理.通过视觉感知量化实验,对长度和面积2种表征元素如何影响可视化界面中形状感知进行了分析,最终构建了形状编码感知的差异量化模型.结果... 详细信息

为了提高用户对可视化界面中形状编码的决策效率,研究了人类视觉系统对形状编码感知的差异量化机理.通过视觉感知量化实验,对长度和面积2种表征元素如何影响可视化界面中形状感知进行了分析,最终构建了形状编码感知的差异量化模型.结果表明:对于长度感知,即使有不同中心角的弧度干扰,其长度感知的敏感度也不会受二维曲率的影响,F检验的统计量F(3,43)=0.018,显著性概率P=0.997>0.05,即单独的长度感知是不存在计算噪声的;对于面积感知,不同形状和相似形状的面积感知均具有显著性差异,并且当参考图形为三角形、调整图形为圆形时韦伯分数最高(5%~6%),参考图形为圆形、调整图形为三角形时韦伯分数最低(1%~2%),说明在面积感知过程中是存在计算噪声的.其次,长度和面积的感知变化量与物理变化量的对数值均成正比,并且形状编码的韦伯分数可以由面积和长度的韦伯分数共同计算得到.

关键词：可视化界面形状编码视觉表征视觉感知感知量化

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基于基元模型的产品使用方式表征与重构

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第5期41卷 992-997页

作者：周明薛澄岐汤文成东南大学机械工程学院南京211189

为了满足工业产品安全、舒适、高效的人机交互目标和以人为本的可用性要求,提出基于基元模型的产品使用方式创新设计方法.针对产品使用方式的时间性、空间性等特点,运用可拓学理论,构建基于事元的使用方式的基元模型,研究行为过程的动... 详细信息

为了满足工业产品安全、舒适、高效的人机交互目标和以人为本的可用性要求,提出基于基元模型的产品使用方式创新设计方法.针对产品使用方式的时间性、空间性等特点,运用可拓学理论,构建基于事元的使用方式的基元模型,研究行为过程的动态规律和转换机制,形式化表征基于时间和空间的产品交互行为序列和行为动作,并采用置换、聚分、增删、扩缩等规则对其予以重构,从而实现产品使用方式的改良和优化.最后以手机转型设计为例,采用增重构得到8种具有代表性的手机使用方式创新方案,由其衍生的产品形态满足设计要求和目标,从而验证了本方法的有效性、实用性和创新性.

关键词：基元模型使用方式表征重构产品设计

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