안전인간공학 -시감각 체계- 2009. 3. 23 충주대학교 안전공학과 박 정 철.

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1 안전인간공학 -시감각 체계- 충주대학교 안전공학과 박 정 철

2 눈의 구조 각막(Cornea): 안구 보호 수정체(Lens): 볼록 렌즈 역할, 원거리/근거리 초점시 얇아짐/두꺼워짐
홍채(Iris): 중앙의 동공이 눈에 들어가는 빛의 양 조절 망막: 상이 맺히는 부분

3 시력 최소가분시력(minimal separable acuity) 시각(Visual angle, ‘)
눈이 식별할 수 있는 표적의 최소공간 시력 (최소가분시력) = 1/시각 시각(Visual angle, ‘) = (57.3)(60)(물체의 크기:D)/(물체와 눈 사이의 거리: L) 1 radian = 57.3°, 1°=60‘ 예) 5m 떨어진 곳에서 1mm 틈을 구분할 수 있는 사람의 시력 시각 = 57.3 * 60 * 0.001/5 = 시력 = 1/ ≈ 1.5

4 추상체와 간상체 추상체(cone) 간상체(rod) 색상 구분(모든 파장에 민감)
황반 주위에 집중 (중심시, Foveal vision) 가분 시력 높음 민감도 낮음(역치 높음) 눈부심 간상체(rod) 음영 구분(긴 파장에 특히 둔감) 주변에 분포 (주변시, Peripheral vision) 가분 시력 낮음 민감도 높음(역치 낮음) 암순응(최대 30분)

5 시각 관련 인자 광도 (Luminous intensity) 조도 (Illuminance) 휘도 (Luminance)
광원의 세기 칸델라 (candela, cd) 조도 (Illuminance) 물체 표면에 도달하는 빛의 밀도 조도 = 광량 / 거리2 럭스(lx) = 1cd의 점광원으로부터 1m 떨어진 구면에 비추는 빛의 밀도 (lm/m2) 휘도 (Luminance) 물체 표면에서 반사되어 나온 빛의 양 (cd/m2) 반사율 (Reflectance) 물체 표면에 도달하는 빛과 반사되어 나오는 빛의 비 반사율(%) = 휘도 / 조도 현실적으로 최대 95% 대비 표적의 광도와 배경의 광도의 차이 (배경광도 – 표적광도) / 배경광도 * 100 (배경반사율 – 표적반사율) / 배경반사율 * 100 주요 인자 공간 빈도(Spatial frequency) 조도 수준 운동속도 시력

6 시각 관련 인자 인쇄물 읽기 색 감각 글자크기 3 cycle/degree 획폭:높이=1:6 글자 색 대비 글자체
흰색 배경에 검은색 글자: 대비 민감도 높음 검은색 배경에 흰색 글자: 번짐(irradiation) 효과 빨간색 배경에 검은색 글자: 어두운 조건에서 대비 민감도 낮음 글자체 대문자(단일 단어) vs. 소문자(여러 단어) 색 감각 조도 약할 때 인지 어려움 색각 이상 전색맹 부분색맹 적녹 색맹(protanopia) – 한국 남성의 약 5% 동시 대비(simultaneous contrast) 다른 색상 옆에 위치할 때 달리 보이는 현상 부적 잔상(negative afterimage) 어떤 색을 오랫동안 본 다음 다른 색을 볼 때 잔상이 보이는 현상

7 C T H T E H 시각 관련 인자 야간시(Night vision) 상향처리와 하향처리 대비 민감도 ↓ 섬광(glare)
높은 강도를 가진 부적합한 빛 낮은 공간 빈도에 대한 민감도 ↓ 상향처리와 하향처리 상향처리 (bottom-up processing) 시력 상실, 대비 민감도 하향처리(top-down processing) 선험적 지식 C T H T E H

8 거리 지각(Depth perception)
관찰자 단서(Observer-centered cues) - 근거리 조절(accommodation) 모양근에 의한 수정체 조절 정도의 고유감각적 입력(proprioceptive input) 양안 수렴(convergence) 안구의 안쪽으로 모이는 회전 정도의 고유감각적 입력 양안 시차(binocular disparity) 좌우 눈의 망막에 비친 상의 차이 대상 단서(Object-centered cues, pictorial cues) - 원거리 선원근법(linear perspective) 평행선의 원거리에서의 수렴 상대적 크기(relative size) 같은 크기의 대상의 경우 멀리 있을수록 작게 보임 중첩(interposition) 가까운 것이 먼 것을 가림 그림자(shading) 위치나 형태 정보 제공 표면 조밀도(texture gradient) 멀리 있을수록 조밀해 보임 운동 시차(motion parallax) 멀리 있을수록 관찰자의 움직임에 따라 상대적으로 더 작게 움직임

9 착시

10 착시

11 안구 운동 종류 단계 안구운동 측정장치(Oculometer, or eye tracker)
추종 운동(pursuit movement) 움직이는 표적을 따라가는 운동 도약적 안구 운동(saccadic eye movement) 한 지점에서 다른 지점으로의 갑작스럽고 불연속적인 안구 움직임 단계 개시 잠재기(initiation latency) 운동 시간(movement time) 보통 50msec 이하 목표지점(destination) 대부분 상향처리 방식으로 결정됨 응시 시간(dwell duration) 유용 시각영역(useful field of view, UFOV) cf. 중심시 안구운동 측정장치(Oculometer, or eye tracker)

12 시각 탐색 (Visual search) 계열적 탐색 모델 현저성(conspicuity) 기대(Expectancies)
T = (N x I)/2 (T: 평균 탐색 시간, N: 전체 항목 수, I: 검사 시간) 구조적 탐색 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 탐색 비구조적 탐색 무작위적, 불완전 탐색  탈혼잡 옵션의 사용 현저성(conspicuity) 매우 눈에 잘 띄는 대상의 탐색 (상향 처리) Ex. 경고 신호, 움직이는 표적, 하일라이트된 항목 병렬적 탐색 가능 비목표물의 현저성에 의한 방해 표 4.4  표적 항목의 가시성 향상 기대(Expectancies) 탐색자의 기존 지식에 기반(하향 처리)  사용자의 지식 활용, 일관성 있는 설계

13 정기각(Correct rejection)
탐지 (Detection) 신호 탐지 이론(Signal detection theory) 탐지 능력 향상 상벌 체계(인센티브, 훈계) ‘가짜 신호’ 도입 결과 정보 제공 신호 제시 속도 둔화 신호 대 잡음비 증가 휴식 빈도 증가 신호의 시각적 템플릿 제공 신호에 대한 경험 제공 신호의 중복된 표상 제공 현실 신호 잡음 (방해자극) 판단 적중 (Hit) 오경보 (False alarm) 잡음(방해자극) 탈루 (Miss) 정기각(Correct rejection)

14 변별 (Discrimination) 사례 제어장치 및 디스플레이 설계 시 유의
여객기 사고 하단 수직 속도(Vertical speed) & 비행 경로 각도(Flight path angle) 의약품 명 Capastat(결핵약) & Cepastat(감기몸살약) 제어장치 및 디스플레이 설계 시 유의 혼동 방지 혼동의 용인 최소 변별 차이 (Just noticeable difference, JND) JND = K(DI)/I (DI: 강도 변화, I: 강도 수준, K: 상수) 절대 판단(Absolute judgement) 변별에 비해 취약함 5 수준 이하로 제시