人因工程学在AR、VR、XR中的应用

AR、VR、XR 穿戴式产品的设计高度依赖人因工程学。产品线条设计依据身体生理结构、尺寸、运动范围、感知特性及视觉特性，运用数学与工程学方法精密计算，确保产品与人体最佳匹配。以浪尖设计团队设计的某款AR眼镜为例，探讨人因工程学在 AR相关产品中的实际应用与实践价值。

人机工程赋能设计，保证用户舒适体验

——人因工程学设计实例分析

某品牌分体式AR眼镜是由客户研发团队联手浪尖设计团队合作设计的一款解决B端用户会议及工作辅助需求的AR眼镜。人因研究团队针对客户分体式AR眼镜的设计需求，从功能项设计、性能项设计、体验项设计三大设计方向共计29小项数据指标入手，基于浪尖人因工程头面部数据库，对产品进行人因工程设计，提出适合的尺寸基准以协助设计团队完善外观设计。

01 合理参数及目标设定：确定目标用户，依托基于中国人群头面部特征构建的浪尖数据库，定义人群及人头，设定百分位和头模，利用 “人机用模型” 模拟人体感知系统与运动控制功能。  //02 图像中心位置推敲:通过精密计算与反复调校，精准确定镜片图像中心位置、图像中心与用户瞳距的匹配间距，以及图像中心至近眼面的垂直距离。根据浪尖头面部数据库瞳距等相关数据，以左右镜片光学中心为瞳点，设置合理的镜片瞳距数据。建立眼椭圆数模时，短半径采用Nmm（N 为保密数值，具体参数不予公开，后文同），为避免用户通过镜片观察时眼球过度转动，故偏差设计值必须保持在 一定范围内。为减少眼镜边界光线干扰直接视野，需将镜片光学中心与人体近眼面保持合理间距。  //03 皮肤接触区人体工学设计:以解剖学、接触力学、RAMSIS人机工程学为基础，结合人因工程学中人体感知系统理论、微气候影响研究及穿戴设备小尺寸优先原则，对第一皮肤接触区、耳位面、耳高面、耳后终止线及鼻托等关键部位开展人体工学设计。举个例子：浪尖人因设计团队为确保佩戴时鼻部无压迫感，将眼镜鼻托与人体的干涉量严格控制在Nmm以内，并选用肖氏硬度合理的材料，有效提升佩戴舒适度。浪尖人因研究团队精准考量眼镜各接触点位置与面型角度，经反复测试验证，为使用者打造极致舒适的佩戴体验。  //04 感官舒适度设计:在人因设计中，视觉舒适度需综合考量视场角设定、人机交互方式以及材料选用等关键要素。触觉舒适性方面，眼镜发热源辐射至人体的温度需控制在N℃以内，设计时应着重保障产品良好的散热性能。听觉舒适性上，为确保声音清晰可辨，喇叭口设置于以耳点为圆心、特定半径值的球形区域内，让用户轻松聆听眼镜输出的声音。

AR、VR、XR设备设计时，不仅要贴合身体生理结构，还需兼顾用户生理和心理需求，减轻佩戴压力，优化人机操作体验，减少视觉与听觉干扰（感官混淆、不适或注意力分散等情况），满足不同场景下的用户需求。浪尖设计团队与人因团队协同攻关，在人机适配、用户体验优化及器件空间布局等方面持续突破，为客户定制多套兼具独特设计风格与卓越功能体验的解决方案。

关于浪尖人因智能科技研究院

浪尖人因智能科技研究院汇聚人因工程、机械、工业设计、心理学等多学科交叉人才，成员多来自国内外一流院校的硕士、博士，长期专注于用户体验前沿技术的研究与应用。研究院引进并优化国际先进用户体验研究及应用方法，依托自建人因工程头面部数据库（基于中国人群特征，含1.3万余例样本、21项核心指标），构建国际顶尖用户体验研究应用体系。

本文所涉及人因工程学相关名词解释

人机工程学：人机工程学是一门交叉性学科，它综合运用生理学、心理学、人体测量学、工程学等多学科的知识和方法，研究人与机器、环境之间的相互关系，旨在实现人、机、环境系统的最佳匹配和协调，以提高系统的效率、安全性、舒适性和可靠性。  人机用模型：人机用模型是一种用于描述和分析人机交互系统中人与机器之间关系的概念模型。  镜片中心位置：镜片的几何中心，从光学角度来看，它是光线聚焦和成像的关键参考点，确保图像能够准确地呈现在用户的视野中心，以提供最佳的视觉效果和最小的光学畸变。  近眼面：AR 眼镜中靠近眼睛的那部分结构或区域，包括光学显示部分、眼部贴合区域、眼球追踪及传感器区域等。  耳位面：与用户耳部相关的特定区域，包括镜腿佩戴区域，耳部周边空间，音频设备位置等。  耳高面：人体测量术语，指通过左右耳屏点及眼眶下点所确定的一个平面。在设计与人体头部相关的产品，如安全帽、耳机等时，耳高面的相关尺寸和位置信息可作为重要的参考依据，以确保产品能与人体头部更好地贴合，提高使用的舒适性和功能性。  耳后终止线：镜腿在耳后延伸的末端边界线，人因工程学设计中确保镜腿能够在耳后提供稳定的支撑和固定。