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摘 要

随着互联网时代的到来，透明显示技术逐渐步入人们的生活，随之而生的是各种透明显示系统的应用，而透明显示系统最重要的属性就是认知绩效，因此现在有许多关于认知绩效的影响因素的研究，如字符格式、颜色、界面设计等。

本研究主要目的为探讨显示亮度、显示对比度以及显示色彩对透明显示系统认知绩效的影响。研究方法为在不同物理参数设置下，模拟透明显示系统使用场景，对典型工作画面进行任务绩效实验，得到相应任务正确率与反应时数据，使用SPSS软件对实验数据进行分析，探讨不同物理参数设置下透明显示系统的认知绩效，得到关键物理参数对透明显示系统认知绩效的影响。研究得到如下结果：白昼环境下，透明显示系统以415.2cd/m2亮度显示，与背景亮度结合的显示对比度为10.35时，显示信息的认知绩效最高；夜间环境下，透明显示系统以330.5cd/m2亮度显示，与背景亮度结合的显示对比度为424.65时，显示信息更容易被正确认知；颜色对于透明显示系统认知绩效影响的主要表现为，透明显示系统信息以绿色的字符显示对于其被正确、快速地认知都有极大帮助，而红色字符的认知绩效略低于绿色，不过两者的认知绩效都明显高于蓝色。

通过研究结果，我们对于透明显示系统的关键物理参数设置有了新的认识，白天环境的背景亮度较高，为确保信息的正常显示，透明显示系统显示亮度下限较高，亮度可调范围较小，在该范围内设置适中的亮度可使透明显示系统显示信息更易于辨识。夜间环境的背景亮度较低，透明显示系统需要稍高的显示亮度提供较高的显示对比度，增强显示信息可视性。而选择透明显示系统显示色彩时，可以选择使用红、绿字符显示不同信息，高效的同时也便于信息的区分，更利于重要信息的凸显。

关键词：透明显示系统;认知绩效;亮度;对比度

The study on the effect of transparent display system’s key physical parameters on the cognitive performance

06012305 Lu Xuecheng

Supervised by Fan Zhaowen, Zhong Xuefei

Abstract

With the advent of the Internet Age, transparent technology gradually come to people's lives, and then there are many kinds of transparent display systems, the most important attribute of transparent display system is the cognitive performance, so now there are many researches on the cognitive performance’s factors, such as character formats, colors, interface designs and so on.

The main purpose of this study is to explore the effect of brightness, contrast and color on the cognitive performance of transparent display system. Research methods is at different physical parameters, simulates the transparent display system usage scenarios, tasks performance experiment of typical picture, obtains the corresponding accuracy and reaction time, using SPSS software to analyze the experimental data, explores the transparent display systems’ cognitive performance under different physical parameters, and obtains key physical parameters’ influence on transparent display systems’ cognitive performance. The research results are as follows: under the daylight environment, when the transparent display system on the luminance of 415.2cd/m² and the contrast of 10.35, display information cognitive performance is highest; under the night environment, when the transparent display system on the luminance of 330.5cd/m² and the contrast of 424.65, the system shows information is more easy to be correct cognition; the effect of the color on the cognitive performance is that, the system display information in green characters can have a great help to correct and rapid cognition, and red characters’ cognitive performance is slightly lower than green, but they are both significantly above the blue.

Through the results of the study, we have a new idea on the key physical parameters setting of transparent display system, daylight environment has a high luminance, in order to ensure the normal display of information, transparent system has a high luminance limit, and the adjustable range is small, so moderate luminance in this range can make transparent display system’s information easier to identify. Night environment luminance is low, transparent system needs a higher luminance to provide a enough contrast, to enhance display information’s visibility. And we can use red, green characters to display different information, it’s efficient and easy to distinguish the information, at the same time, it is more conducive to the highlight of important information.

KEY WORDS: the transparent display system; the cognitive performance; luminance; contrast

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 透明显示技术 1

1.2 研究背景与意义 1

1.2.1 增强现实技术与头盔显示器 1

1.2.2 透明显示系统认知绩效 1

1.2.3 研究意义 2

1.3 国内外研究现状与趋势 2

1.3.1 国内研究现状与趋势 2

1.3.2 国外研究现状与趋势 4

1.4 研究目的 5

1.5 本文的研究内容与结构安排 5

第二章 任务绩效实验 6

2.1设备与被试 6

2.1.1 实验设备 6

2.1.2 被试选择 7

2.2 相关原理 7

2.2.1 增强现实眼镜成像原理 7

2.2.2 任务绩效法原理 7

2.3 参数设置 8

2.3.1 关键物理参数 8

2.3.2 测试画面 9

2.3.3 刺激信号 9

2.3.4 任务内容 10

2.4 实验流程 10

2.5 本章小结 11

第三章 数据处理与分析 12

3.1 总体描述 12

3.2 不同任务指标主效应研究 12

3.2.1 任务1正确率的主效应研究 13

3.2.2 任务1反应时的主效应研究 15

3.2.3 任务2正确率的主效应研究 16

3.2.4 任务2反应时的主效应研究 18

3.3 本章小结 20

第四章 总结与展望 21

致谢 22

参考文献 23

透明显示系统关键物理参数对认知绩效影响的实验研究

第一章 绪论

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