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人因工程學在AR、VR、XR中的應用

AR、VR、XR 穿戴式產品的設計高度依賴人因工程學。產品線條設計依據身體生理結構、尺寸、運動范圍、感知特性及視覺特性，運用數學與工程學方法精密計算，確保產品與人體最佳匹配。以浪尖設計團隊設計的某款AR眼鏡為例，探討人因工程學在 AR相關產品中的實際應用與實踐價值。

人機工程賦能設計，保證用戶舒適體驗

——人因工程學設計實例分析

某品牌分體式AR眼鏡是由客戶研發團隊聯手浪尖設計團隊合作設計的一款解決B端用戶會議及工作輔助需求的AR眼鏡。人因研究團隊針對客戶分體式AR眼鏡的設計需求，從功能項設計、性能項設計、體驗項設計三大設計方向共計29小項數據指標入手，基于浪尖人因工程頭面部數據庫，對產品進行人因工程設計，提出適合的尺寸基準以協助設計團隊完善外觀設計。

01 合理參數及目標設定：確定目標用戶，依托基于中國人群頭面部特征構建的浪尖數據庫，定義人群及人頭，設定百分位和頭模，利用 “人機用模型” 模擬人體感知系統與運動控制功能。? //02 圖像中心位置推敲:通過精密計算與反復調校，精準確定鏡片圖像中心位置、圖像中心與用戶瞳距的匹配間距，以及圖像中心至近眼面的垂直距離。根據浪尖頭面部數據庫瞳距等相關數據，以左右鏡片光學中心為瞳點，設置合理的鏡片瞳距數據。建立眼橢圓數模時，短半徑采用Nmm（N 為保密數值，具體參數不予公開，后文同），為避免用戶通過鏡片觀察時眼球過度轉動，故偏差設計值必須保持在 一定范圍內。為減少眼鏡邊界光線干擾直接視野，需將鏡片光學中心與人體近眼面保持合理間距。? //03 皮膚接觸區人體工學設計:以解剖學、接觸力學、RAMSIS人機工程學為基礎，結合人因工程學中人體感知系統理論、微氣候影響研究及穿戴設備小尺寸優先原則，對第一皮膚接觸區、耳位面、耳高面、耳后終止線及鼻托等關鍵部位開展人體工學設計。舉個例子：浪尖人因設計團隊為確保佩戴時鼻部無壓迫感，將眼鏡鼻托與人體的干涉量嚴格控制在Nmm以內，并選用肖氏硬度合理的材料，有效提升佩戴舒適度。浪尖人因研究團隊精準考量眼鏡各接觸點位置與面型角度，經反復測試驗證，為使用者打造極致舒適的佩戴體驗。? //04 感官舒適度設計:在人因設計中，視覺舒適度需綜合考量視場角設定、人機交互方式以及材料選用等關鍵要素。觸覺舒適性方面，眼鏡發熱源輻射至人體的溫度需控制在N℃以內，設計時應著重保障產品良好的散熱性能。聽覺舒適性上，為確保聲音清晰可辨，喇叭口設置于以耳點為圓心、特定半徑值的球形區域內，讓用戶輕松聆聽眼鏡輸出的聲音。

AR、VR、XR設備設計時，不僅要貼合身體生理結構，還需兼顧用戶生理和心理需求，減輕佩戴壓力，優化人機操作體驗，減少視覺與聽覺干擾（感官混淆、不適或注意力分散等情況），滿足不同場景下的用戶需求。浪尖設計團隊與人因團隊協同攻關，在人機適配、用戶體驗優化及器件空間布局等方面持續突破，為客戶定制多套兼具獨特設計風格與卓越功能體驗的解決方案。

關于浪尖人因智能科技研究院

浪尖人因智能科技研究院匯聚人因工程、機械、工業設計、心理學等多學科交叉人才，成員多來自國內外一流院校的碩士、博士，長期專注于用戶體驗前沿技術的研究與應用。研究院引進并優化國際先進用戶體驗研究及應用方法，依托自建人因工程頭面部數據庫（基于中國人群特征，含1.3萬余例樣本、21項核心指標），構建國際頂尖用戶體驗研究應用體系。

本文所涉及人因工程學相關名詞解釋

人機工程學：人機工程學是一門交叉性學科，它綜合運用生理學、心理學、人體測量學、工程學等多學科的知識和方法，研究人與機器、環境之間的相互關系，旨在實現人、機、環境系統的最佳匹配和協調，以提高系統的效率、安全性、舒適性和可靠性。??人機用模型：人機用模型是一種用于描述和分析人機交互系統中人與機器之間關系的概念模型。??鏡片中心位置：鏡片的幾何中心，從光學角度來看，它是光線聚焦和成像的關鍵參考點，確保圖像能夠準確地呈現在用戶的視野中心，以提供最佳的視覺效果和最小的光學畸變。??近眼面：AR 眼鏡中靠近眼睛的那部分結構或區域，包括光學顯示部分、眼部貼合區域、眼球追蹤及傳感器區域等。??耳位面：與用戶耳部相關的特定區域，包括鏡腿佩戴區域，耳部周邊空間，音頻設備位置等。??耳高面：人體測量術語，指通過左右耳屏點及眼眶下點所確定的一個平面。在設計與人體頭部相關的產品，如安全帽、耳機等時，耳高面的相關尺寸和位置信息可作為重要的參考依據，以確保產品能與人體頭部更好地貼合，提高使用的舒適性和功能性。??耳后終止線：鏡腿在耳后延伸的末端邊界線，人因工程學設計中確保鏡腿能夠在耳后提供穩定的支撐和固定。