工业设备的HMI界面具有控制、监视、警报、记录、管理等作用,一个高效的界面不仅能通过最少的点击得到需要的信息,还能在出现问题前提前预知和报警!而一个糟糕的图形界面除了有糟糕的操作体验外,可能还会促成更为严重的致命事故。优秀的界面都是相似的,糟糕的界面各有各的不同!常见的HMI界面里通常有下面几条特点,看看你都占了几条?
  • 遍布无效的过程描述
  • 满屏的数字
  • 眼花缭乱的颜色样式

你能从上述三幅图里看到什么在运行吗?
流程运行状态是否良好?
有什么异常?
碰巧你的眼睛是色盲又该怎么办?

而航空领域显示的信息并不比工业的少,但确有统一的标准与样式,如下图是Garman GTN-650小型飞机显示系统。
那我们该如何制作更好的HMI界面?什么又是高性能的HMI界面呢?
电气CAD吧将参考《The High Performance HMI Handbook》与ISA 101标准,通过几篇系列文章与大家共同探讨和分享,今天我们的主题是:颜色
什么是ISA 101?

在2003年,一群来自流体工业的最终用户聚集在一起,着手制定了ISA-101 HMI设计标准,并通过12年的不断更新在2015年出版,其目的便是制定人机界面有关的标准、推荐做法和技术报告。

ISA101 制定的标准涵盖领域包括:菜单层次结构、屏幕导航约定、图形和颜色约定、动态元素、警报约定、安全方法和电子签名属性、与后台编程和历史数据库的接口、弹出约定、帮助屏幕和使用的方法使用警报、程序对象接口和数据库、服务器和网络的配置接口。

https://www.isa.org/

制作高性能的HMI的方法之一便是正确使用颜色,颜色能吸引注意力,但不应过度使用,否则便会变得不再突出。
切记不要使用红色或绿色来表示正常的“运行”或“停止”的状态,不要在不正常时用颜色,正常时也用颜色,这会使问题不在突出,使用颜色的目的应该是让问题快速被看到,颜色永远不应是重要因素的唯一区别。下图中便是常见颜色搭配混乱的界面。

色盲用户眼中的红绿将会变成另一种颜色。

而更好的配色方案则应将颜色仅用于显示报警,最好的体验是:
没有报警便没有颜色
例如下图中哪些部分会吸引你的眼球?

一张没有任何报警的界面:
背景色的使用

早期DCS图形受到显示硬件的限制和影响,为了增强对比度常采用纯黑或深色背景来实现,然而黑色背景上使用明亮的文字会使人的眼睛不舒服并引起疲劳,而背景色使用浅灰色则可以解决眩光、对比度、颜色干扰和疲劳等问题。

颜色与大脑

在人类的感知中,色彩是一种特殊的属性,我们的大脑会”预处理“识别颜色差异,我们的注意力会自然而然地被吸引到与背景有颜色对比的东西上,英文称之为“pop-out effect”(弹出效应)。

因此,强烈对比的颜色是引导操作员注意力的有力工具,这就是为什么应将其保留仅用于异常情况的原因(如报警)。

通过对不同级别的灰色背景和前景对象进行实验后,下图中灰色3(RGB 221,221,221)或灰色4(RGB 192,192,192)做为背景是个很好的选择,因为它们与前景对象配合得最好,灰色背景对其它颜色的干扰也最小,一张典型的16阶灰度的对比度示例:

前景色的使用

前景色应尽量少用颜色,HMI图形不同于我们日常交互的其它图形、图片,例如网页中非常丰富多彩的图形和动画,这是有原因的,因为它们正在与其它网页争夺我们的注意力,更多的是一种表现,即使忽略一两条信息,产生的后果也是很小的,而DCS图形则与之相反,下面几条规律可以帮助我们如何如用前景色:

  • 颜色不应该用于表示材料类型,如有的将白色表示蒸气,绿色是软化水,淡蓝色是乙烯等,这是一种干扰。
  • 明亮、强烈(高饱和)的颜色仅用于快速提醒操作员注意异常情况和警报,如果流程正常运行,屏幕应该显示很少甚至没有颜色。
  • 当多个屏幕同时用于监视下,其颜色变化会衰减对操作员的注意,使用某些行为,如闪烁则可以弥补,但应注意不要过渡使用,否则满屏闪烁的文字也是另人崩溃的现象。
  • 颜色与文本、形状、填充/未填充状态、纹理一起使用是色盲问题的注意解决方法之一。

标准中颜色与HMI里颜色的冲突

在各种行业中,有其对应的各类标准(如ISO、IEC、GB、ANSI等),这些标准中包含有颜色使用指南,但不一定适用于屏幕显示,因为它们的应用范围是不同的,特别是红色和黄色,这些标准的目的不是为高性能的HMI显示设计而提供指导的,因此,不要强行互套标准,这反而会导致混乱和不一致现象。

未完,待续……

有关颜色的总结就先到这里,欢迎大家转发与谈论,你在工作中碰见过哪些高性能的界面,欢迎在电气CAD吧公众号后台提交给我们,一起谈论一起学习,下一篇我们将谈论HMI界面里常见设备的绘制建议!我们下节见~

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