8.2.7特别应用：视觉显示终端（VDTs）的照明
VDTs是自身发光而不是靠反射才被人看见的。VDTs有很特别的曲面玻璃，会产生许多有趣的效果，它的工作表面比大部分桌面任务都更加竖直。所有这些因素必须在布置桌面环境时考虑到。
适用于VDTs的三个主要的照明因素是：照度水平、亮度比和屏反射。VDTs的许多方面，像字符、颜色、背景、对比度及闪烁等因素都与照明系统相互作用，对视觉绩效产生影响。屏上字符越不容易辨认，照明环境的质量越重要。
1. 照度水平 由于大部分VDT屏会发光，不要求有周围照度来帮助阅读。但还有在普通的周围照度下进行与VDT工作相关联的任务，包括阅读要输入的笔记、看键盘、看钟表和操作者必要的走动等。
对大部分办公识别任务，周围照度水平越高，越容易看清任务。但对VDTs却相反。周围照度从屏上反射出来，使得更难以看清屏上信息。因此，照度水平应是阅读手写的铅笔字体所需的高照明水平和看清VDTs屏所需的低照明水平的折衷。大多数情况下照度在300—500LX。IES 定为50—100LX，AT＆T建议在靠近VTD屏中央水平面上所测到的照度应为200lx。美国人因协会建议为200—500lx。 在VDT工作中必须有相关的抄写工作时，通常建议用外加的光源直接照在抄写纸上。按任务的难易，可要求500—1500LX照在材料本身上，并要避免产生眩光。据调查，在配有VDT 的办公室里实际照度水平大部分在300—500LX。对于需要光线照明的显示终端，美国人因协会建议照度至少必须为110R lx（这里R 是显示器最好反射状态时的反射系数〕。
周围照度水平越高，连续工作6小时后的视觉适应改变就越小。这多是由于高的周围照度水平使操作者在VDT 上工作中，环视房间的次数较多，因而放松了控制晶状体形状的肌肉。
2. 亮度比 文件纸面与周围环境（邻近和远处）的高亮度比能引起短暂适应性问题或不舒服眩光。对VDTs，由于它的屏幕的低亮度水平而显得特别醒目（假定是暗背景上的亮字符）。办公室环境中高亮度的主要来源是任务照明、窗户和用于整个区域照明的裸露的荧光灯。在屏幕和近距离区之间的亮度比，一般建议是1：3，而在远区则为1：10，但1：100的比值并不显得对视觉绩效有很大影响。实际现场观测证实办公室的亮度比经常超过1：10。屏幕亮度与手写文件的亮度比值为1：10—1：87，中值为1：26。屏幕对窗户的比值范围为1：87—1：1450，中值为1：300。应当指出这些是按屏幕（背景加上字符）的整体亮度计算的。
美国人因协会认为，视野外围的高亮度光源是应该避免出现的。基本原理是：假如所有的照度水平在200—500LX之间，则亮度的差别不致于对VDT用户的绩效或舒服感有显著影响。Grandjan建议在办公室内最大亮度比不应超过40：1，有VDT办公室的墙、天花板等的反射系数应比无VDT的办公室小0.10左右,这可以减小屏幕与周围物的亮度比。
提高屏幕亮度、使用负极性显示器（暗字符亮背景）、减小区域的亮度或提高整个照度水平，都可以减小亮度比。提高照度总水平虽减少了环境中高亮度区造成的不适感，但确因增加了屏幕的反射会产生新的问题。
3. 屏反射 屏反射是VDT使用中最普遍的问题之一。反射包括镜面反射或漫反射：镜面反射产生镜像；屏上的漫反射能“覆盖”下面的信息。这些反射可以是来自玻璃屏后不规则的荧光表面，也可以是来自玻璃屏本身的前表面。
在以下方面屏反射会影响VDT用户的工作。反射会引起分心和不适；反射减小了字符和背景的对比度，使得从屏上阅读信息更加困难；反射能引起注意力在屏上字符间偏移；镜面反射使视觉集中于屏后。
⑴. 减小屏反射的方法有针对光源和屏之间的反射源和荧屏本身的两方面。针对反射源问题的技术包括：①把窗户遮住；②调整固定反射源的位置；③减少光源的强度和亮度；④使用漫反射、非直射照明系统。在光源和屏幕之间竖起遮挡物或隔板以阻挡直射到屏上的光线，能减小反射。也可用VDT罩。不过，这些方法将限制操作员的姿势，并可能会在屏和键盘上投下有影响的阴影。
⑵. 设置荧屏的技术有：①移动或倾斜显示屏使反射不在视野中；②将工作站的位置安置在一排顶光光源之间而不要直接安置在灯下；③使屏幕与窗户的夹角成直角，避免面向窗户；④用负对比（亮背景上的字符）显示；⑤屏幕采用抗反射处理。
⑶.VDT显示屏的抗反射技术有：
①用蚀刻使显示屏前表面粗糙，可以使镜面反射变为漫反射，故不能减少漫反射。要注意的是粗糙的显示面会使字符发出的光是散射的，出现字符边缘模糊，影响辨认的问题。
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②1/4波长薄膜涂层技术，可以使光线更容易进入玻璃，减少了玻璃屏本身的反射（既有镜面反射又有漫反射）。不过，这些薄膜外层并不减少荧光表面的漫反射。本技术的一个优点是屏上字符的光不发生散射，字符外形效果不降低；缺点是指痕和划痕会损坏系统。
③安装中等密度的滤波片，可以减少穿透过荧屏的光量。这种办法减小了屏上字符的亮度，但同时提高了对比度 。其原理为使外部光线被减小了两次：一次通过滤波片达到荧光表面；从荧光表面反射回来后又再一次通过滤波片，因而屏上字符发出的光又减小一次。滤波片表面应经过特殊处理（蚀刻、磨毛、1/4波长薄膜覆盖）,否则滤波片本身就可引起镜面反射。
④安装微孔网状滤波器，这使得只有与网垂直的光才能通过，到达显示屏。这同时减小了镜面反射和漫反射，增强了对比度。但它带来的问题是当不从正面看屏时，屏上字符亮度急剧下降；容易积尘。中等密度的滤波片和微孔网状滤波器都会使显示屏变暗，这能使显示屏与周围的亮度比达到某些建议水平。在高反射的条件下，有滤波器时的阅读速率比不用滤波器时要快。
4. 结论： 设计一个的优秀的照明系统时，要提供适当的照度，适当的光谱成分，而不产生眩光。在高效利用能源的条件下做到这些是相当不容易的。基于简单化的假设和忽略视觉能力个人差异时，所采用的技术及参数应在照明条件相对比较中选择，没有普便适用的参数值。建议根据实际情况，加以修正。
8.3噪音 噪音在工作环境和公共生活中无处不在，形成噪音污染。噪音通常是指“与目前状况无信息方面的联系或与完成眼下任务无关的听觉刺激物”。与任务有关但无信息量的声音在效果上和与任务无关的声音一样。
8.3.1声级的度量
人耳对声音的所有频率并不同样敏感，对低频（小于100Hz〕不敏感，对较高频敏感。当声压相同时，低频音听起来不如高频音响亮。为了使噪音测量结果能同人的主观感受一致起见，通常在测量仪器中引进一个模拟人耳听觉特性的计权网络，对被测噪音进行权重，所得结果叫做声级。例如，按美国国家标准协会（ANSI）标准做的声压计含有频响加权系统（标以
A,B,C)。每一系统利用电子技术衰减某些频率的声音，并产生一个加权的总的声压水平。图8－6表明A,B,C网络的相对响应曲线和人耳阈值响应特征。C声级是几乎同等程度地加权了所有频率。B声级已很少用了。最常用的是A声级。美国职业安全和健康管理局
（OSHA）为日常职业中规定的噪音限制标准就是按A网络制定的，环保机构也选择A声级作为环境噪音适宜的测量方法。响度、噪度和骚扰程度都是基于A声级的。三个标度中，A声级最接近人耳的响应特征（它是对强度在55dB以下噪声的频率特性的模拟（相应于40方等响曲线），记作dB(A)）。所以国际标准化组织及绝大数国家，已将A声级作为噪声标准中的主要指标加以利用。
图8－6 A,B,C声级计标度和人耳阈值的相对响度特征 D声级主要是为测量飞机噪音，还未得
到普遍的接受，目前很少用。
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8.3.2心理生理指标
1. 响度 表征声音强度和频率在主观或心理生理上的感觉。测定对声音的心理感受的物理标度为心理生理指标。最早和普遍认可的响度的心理生理指标是方(Phon)和宋(Sone)。响度（N）是人对声强的主观感受，单位为宋；响度级（L）是声音响度的相对量，单位为方。定义方和宋的方法是让被试者按主观响度与一个参考声音相比较。如
N
50Hz、65dB的声音与1000Hz、45dB声音的响度相同。方测定的响度是与1000Hz音有相同的分贝水平，所有在响度上与60dB、1000Hz音相同的音为60方的响度水平。
1000Hz、40dB音调的响度定义为1宋。比该参考音响2倍的声音其响度为2宋，半倍响为0.5宋。
宋与方之间的关系是：N＝2(LN－40)/10；即40方＝1宋，方值每增加10，宋值翻倍。例如，50方＝2宋，30方＝0.5宋。
表8－11 响度水平的例子 噪音源 响度 分贝 宋 42 1 安静的室内 56 7 家庭通风扇 68 14 汽车,15米 76 54 “安静”的厂区 89 127 46厘米自动车床 103 350 冲压机,1米 111 800 制钉机,2米 128 3000 铆钉机,1.2米 2. 等效声级 一定时期内的平均声级水平称为等效声级水平（Leq），其声压水平（dB(A)）与一个持续噪音相同，持续噪音在一定时间内传到接收器的声能与实际中变化声音的声能相同。它是衡量人的噪声暴露的一个重要的物理量。
Leq取决于时间间隔和该段时间内的噪声的状况。100dB(A)的噪音持续1小时，Leq为100dB(A)。如接着的4小时是安静的，则这5小时的Leq是94dB(A)，即5小时94dB(A)的噪声在声能上等于1小时100dB(A)噪声和4小时安静的情况。目前已有手持式声波测量仪可直接显示Leq值。
Leq的另一种度量方法是声波暴露水平（SEL），它的定义是在一秒期间传到接收器的持续噪音声压水平
（dB(A)），与在该抽样时间内实际过程中变化声波有相同的声能。抽样时间大于1秒，SEL将大于Leq。SEL用于描述单一事件的噪声能量，比如一辆车或一架飞过头顶飞机的噪音。
8.3.3噪声和听力丧失
噪音最重要的和明显的一个后果是听力丧失。主要有两种耳聋：神经性耳聋和传导性耳聋。神经性耳聋是由于耳蜗器官的毛细胞损伤或退化。它引起的听力丧失对不同的频率是不同的，即高频听觉的损失比低频的丧失更大。随着年龄的增加而出现的听力退化通常是神经性的。不断暴露于高噪音水平也会导致神经性耳聋。
传导性耳聋是由影响声波传向内耳的、外耳或中耳的某些原因引起的。传导性耳聋对各种频率的听觉损失比较平衡，不会完全丧失听觉。靠空气传播的声波影响颅骨，通过颅骨的骨传导传到内耳。即使在吵闹的地方，患有传导性耳聋的人所注意听的声音如果高于背景噪音，他们也往往能听清。这种类型的耳聋有时能被减轻甚至得到改善。听觉辅助设备对这种耳聋比对神经损伤引起的耳聋更有用。
1. 听力的测度 用于测量对特定频率的听力阈值（即刚能听到的最小声压水平）的仪器称为听力计。它通过耳机传给被试者各种频率的音调，通过音调的变化（不同声压水平），可以确定各种频率的听力阈值。听力计通常测量500，1000，2000，3000，4000，6000和8000Hz的听力。
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2. 非职业的听力丧失 正常的、非职业性的听力丧失是由两个原因引起的：正常衰老过程引起的听力丧失和非职业性噪音引起的听力丧失（不包括定期的过量暴露于噪音源的情况）。随着年龄增长人们对高频的听力逐步减弱，由于男性比女性更可能暴露于更高水平的非职业性的噪音，所以男性减弱的速度要快于女性。估计在工业国家中，大约55％的对高频的正常听力丧失是由于正常衰老，45％是由于非职业性噪音造成的。
3. 职业性的听力丧失 是由于连续的长时间暴露于噪声引起的，暴露于非连续性的、高水平的噪音也有一定影响。暴露于足够强度的连续噪音后，会有一些暂时性的听力丧失，几小时或几天后会恢复。反复地暴露会使恢复程度变得越来越差，留下一些永久的损害。暂时性的听力丧失，对于依靠听觉信息完成工作或任务的人来说也能产生严重后果。
4. 连续噪声引起的暂时性听力丧失 听力一般都能在暴露噪音后逐步恢复，因此听力丧失的测量必须在暴露后一个可比的固定时刻进行。传统做法是在暴露2分钟后进行。任何相对于暴露前水平的阈值转移称为2分钟内的阈值转移（TTS2）。
TTS2与噪音声级的关系并不简单。在考虑对听力产生灾害性影响的声压水平的噪音时，如不考虑暴露持续时间，一些声级不会产生任何可测量的TTS2，这些声级称为有效静音。这个下限虽与频率有关，但一般为60－65dB(A)。对于暴露于适当强度（80－105dB(A)）的噪音，TTS2按暴露噪音的声压级SPL的对数规律增长：
TTS2＝??10lgSPL+k, TTS2?10dbA?20lgSPL+k, 0?TTS2?40dbA
其中k是常量，为暴露的有关因素，如周期性、持续时间等所决定。
TTS2与暴露时间的对数成正比，开始增长很快，随暴露时间增加其增长速度减慢。当TTS2水平小于40dB(A)时，从暂时阀值转移中的恢复也服从对数规律，即与恢复时间的对数成正比，虽然暂时阀值的形成和恢复都正比于时间的对数，但恢复比形成要花更长的时间。例如，不到1小时的时间产生25dB(A)的TTS2，当完全恢复时要花16小时。
最大的阈值转移不是在噪音的频率内产生，而是在大大高于该范围的频率上产生的。例如，暴露于700Hz纯噪音将在1000Hz或更高的频率上产生一个最大的TTS2。
个体间有显著差异。在同样情况下，一些人可能产生了相当大的TTS2，而其它人几乎没有任何变化；一些人对高频更敏感，另一些人对低频更敏感。在设定保护听力的标准时要考虑个体差异。
5. 连续噪声引起的永久性听力丧失 重复暴露于足够强度的噪音会产生一个永久性的阈值转移（PTS）。通常PTS首先在4000Hz出现。随着暴露于噪音的年龄增加，4000Hz左右的听力丧失变得更加明显。但大体上限制在3000－6000Hz范围内。随着进一步暴露于噪音，4000Hz的听力丧失继续发生，并扩展到更大频段。
普遍认为听力正常的年轻人暴露于噪音8小时的TTS2值相似于同样水平噪音10到20年的工人平均永久性阈值转移。
6. 非连续性噪音引起的听力丧失 非连续性噪音包括间歇性的但稳定的噪音、冲击噪音和脉冲噪音。在大剂量时，这些噪音能引起听力丧失。但强度、噪音频谱、频率、暴露时间和其它参数的组合排列使得对描述这些噪音影响变得十分复杂。冲击和脉冲的噪音有时会相当快地产生作用。例如，炼炉工人的听力阈值在两年左右就有显著增加，即使用了听力保护设备的机枪手在仅仅9个月中就有10％的人听力丧失。
8.3.4噪声的生理影响
耳朵生理机能被破坏的后果是永久性听力丧失。连续暴露于噪音还可能诱发其它暂时性的或永久的生理变化。
吵闹噪音会形成“惊觉反射”，其特征是肌肉收缩，眨眼，头部突然动作，呼吸运动更深、更慢，心率有小的变化，以及瞳孔扩张。身体外围区域，特别是皮肤的血管直径也有适度减小。所有这些反应都是相对短暂的，
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很快就恢复正常或接近正常水平。随着重复暴露于这个噪音。响应的幅度也减小了。惊觉反射能干扰感觉神经的绩效，例如，突发的噪音干扰步枪瞄准1－2秒。
对重复暴露于噪音引起的长期生理影响的看法不大一致。有相当多的证据表明人的精神压力与暴露于高噪音级（95dB(A)以上）有关。但kryter怀疑是否这些影响是由与噪音本身直接相关的过惊觉自律神经系统引起，还是由与噪音非直接联系的心理反应而引起的。例如，高噪音水平（飞机噪音）妨碍睡眠，引起烦躁，并可能进而危及人的安全。在工业安装中，高噪音经常与搬运和操作危险的设备相关联；噪音可能掩盖与工作有关的声音，从而增加工作难度；工人们可能担心噪音对听力的损坏性影响等等。噪音的这些非直接的后果可能比实际噪音本身引起的问题更为重要。通常在高噪音（大于95dB(A)）环境下，会对健康产生严重的危害（如高度紧张、心电图不规则和头痛）。
有资料表明：在喷气式飞机着陆的噪音地区中，75岁年龄以上老人死于心脏病的比例和45－54岁中老年中自杀的比例，明显比在附近安静地区要高。喷气机飞过头顶时的噪音水平为115dB，高峰时间每2.5分钟飞过一架，足够吵死任何人。
8.3.5噪声对绩效的影响
噪音对绩效的影响还不明确，不同的调查可得出噪音降低绩效、对绩效无影响、甚至提高绩效这三种结论。 结论不一致部分是由于实验中条件的差别很大。在一些例子中所实验的噪音是间歇性的，在另一些例子中是连续的；实验者对安静的定义不同；任务难度不同；对被试者的感觉、认知、记忆和运动神经能力的要求不同；甚至用于测试噪音影响的设计的不同均会影响结果。采用重复测量的设计方法（即同样的被试者在噪音和安静中进行）可能导致不同的设计组合（即不同组的被试者在噪音和安静中间歇）得出的结论。
1. 噪声影响的一般性结论 (1).除了短期记忆以外，能对绩效产生确切影响所要求的噪音水平是很高的（高于95dB(A)）； (2).简单的习惯性任务绩效不受影响，甚至噪音经常对其有改善作用；
(3).连续的大噪音（95dB(A）)对在一定次数内作出的反应（如接收清晰的警告信号，响应易见的刺激等）的绩效影响很小；
(4).噪音对感觉性功能（如视觉敏锐性，差异辨别，暗视觉等）影响很小； (5).除非涉及平衡动作外，运动神经绩效几乎不受噪音的损害；
(6).只要被试者对什么时候响应有足够的警惕，简单的反应时间也不受噪音影响；
(7).严重的噪音影响通常是在连续不休息的工作，以及对感性和信息处理能力有较高要求的困难任务时发生。
2. 噪声的特定影响 在有噪音时人们往往会变得更加自负。例如，在高水平的噪音时，人们会对自己对显示屏上出现的信号的反应更加自信；在高噪音条件下比在安静条件下，更容易发现信号。其原因为在安静的环境下人们有时会对“确实没有发生信号”发生怀疑。
在高噪音水平，人们会把注意力集中在任务的最重要方面或信息的最可能的来源。而忽略了相关的任务信息，降低了绩效。这称为对任务的注意力的“漏斗效应”。它解释了噪音能提高简单的、习惯性的任务绩效的原因。人的注意力都被漏到了任务上而不会因为其它的事而走神。
噪音环境下，无休息机会的连续工作将经常出现短暂的低绩效时刻，使工作绩效出现差距，总体的绩效可能不受损害，但绩效的波动增加了。
这些都是典型的高水平噪音破坏性影响。
较低噪音水平就会影响文字工作的绩效。低于90dB(A)水平的噪音就会损害对文字材料的语义理解。68－70dB(A)的噪音能显著影响校对任务中的语法错误（这要求语义处理和短期记忆），但并不影响检查拼写错误。生活在强飞机噪音的地区的人比居住在低噪音地区的人更常出现记忆差的情况。
3. 噪声特定影响的原因 所有已知的噪音对绩效的影响都能用四种决定因素的相互作用来解释：①掩盖与任务有关的听觉提示和谈话；②分神；③第一次出现噪音时会提高警觉，但逐渐减弱，并当噪音消失后降至正常水平以下；④从噪音环境中的绩效到安静环境中的绩效的正性和负性改变。正性改变是由于在噪音中警觉提高，对任务更好掌握的结果。负性改变是由于在噪音中，采用安静环境中不宜使用的，用于抵销噪音遮盖或分神影响的技术引起的。
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