鼠标设计的人体工学研究

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欢迎访问e展厅 展厅 2 工业设计/产品设计展厅 产品设计, 工业设计, 样件打样, 手板制作, 模型制作, ... 人体工学是诞生于第二次世界大战后的一种技术，除了我们常见的造型设计外，人体工学实际上还包括了如按钮的位置安排、说明文字的设计等多种方面。而概括来说，实质上，所谓人体工学，在本质上就是使工具的使用方式尽量适合人体的自然形态，这样就可以使用工具的人在工作时，身体和精神不需要任何主动适应，从而尽量减少使用工具造成的疲劳。 鼠标的人体工学设计，主要就是鼠标的造型设计。而要研究这个问题，首先需要研究人手的自然结构。 人手的结构中，与鼠标相关的部分向上包括前臂，而向下则有手腕、手掌、手指等结构。前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨，它的转动使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌则主要由两组肌肉组成，一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群，一个是小指屈肌及展肌组成的肌群，在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人，这条沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部，则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对比较简单，每个手指包括三个指节，并在一定范围内可以作横向的展开。 这些结构的自然形态应该是什么样呢？ 首先，对于上臂来说，它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态，这种状态，也就是当上臂和手掌平放桌上的时候，上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态，使用掌外侧触及桌面的形态。 因为这种形态下，上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲，所以即便长时间保持这个姿势，也不会出现肌肉疲劳和缺氧情况——多彩曾经推出过一款“竖着”使用的鼠标，虽然由于和大多数人的使用习惯不合而没有普及开来，但这种设计思路的确是符合人体工学要求的。 而对于手腕结构来说，多次的试验证明，当人的手腕呈“仰起”状态时，则“仰起”的夹角在15度－30度之间的时候，是最舒适的状态，超出这个范围，会导致前臂肌肉处于拉伸状态，而且也会导致血流的不畅。 而对于手掌来说，其最自然的形态就是半握拳状态。而鼠标的造型设计，实际上就是要尽量贴合这个形态。分解开来，它包括三个概念—— 1、要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群——拇指肌群和小指肌群。使它们能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态，而贴不紧又有握不住的感觉。 2、要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧，那么手心就会有“悬空”的感觉，而如果压迫了它，因为下面是手主要动脉和神经的必经之地，时间长了以后会导致手缺氧。 3、鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓，否则会造成手掌产生压迫感。 对于手指，手指的自然形态应该是五个手指都不悬空，而且处于呈150度左右的自然伸展状态。而对于鼠标设计来说，手指部分的一个特别要求，就是当手指自然伸展时，第三指节的指肚应该正好处于鼠标按键的微动开关上，这样才能获得最佳的按键手感。 正确的人体工学设计，东西方人手型的差异 并不是看起来外形不太规则的鼠标就是“人体工学”了，这种徒有虚名的“人体工学”暂不论，就是真正的人体工学鼠标，也并不是适合每个人。人体工学造型本身的设计思想就决定了针对某一种人设计的产品可能完全不适应于另一部分人。这里面最明显的例子就是东西方人手型的差别。 其实说东西方并不确切，更清楚的说一点，其实是所谓蒙古利亚人种和雅利安人种在手型上的差异。蒙古利亚人也就是像我们这样的黄皮肤东亚人，而大多数欧美鼠标则都是针对西方人中一部分的雅利安人种设计的。 与我们这样的东方人相比，雅利安人的手有这样几个主要特点—— 1、雅利安人的手比较大，一方面，普遍的，雅利安人的手的绝对尺寸就要大，这是因为他们的平均身高要比蒙古利亚人高得多。欧美男士的身高在180以上的占了60%以上的比例，女士身高在170以上的占了55%以上的比例；而亚洲男士身高在175以下的占65%以上的比例，亚洲女士身高在165以下的占了70%比例。 另一方面，按照四肢和身长的比例看，雅利安人的比例也要高得多，换句话说，即便身高相同的中国人和英国人，英国人的手也要比中国人的大。 2、同等的手掌尺寸下，蒙古利亚人的掌要比雅利安人更平，具体的说，雅利安人的掌弓要比蒙古利亚人的更宽、更深。 3、同等的手掌尺寸下，雅利安人的手指要比蒙古利亚人的更长，而且蒙古利亚人具有一个独有的特点，在蒙古利亚人中，有相当比例的人小指明显较短，而大部分雅利安人的小指与其他手指的比例要高得多。 正是这些差别，导致按照雅利安人手型设计的鼠标，并不能适应中国人的应用。这一点，我们用四代微软IE鼠标的造型变化来说明—— IE1和IE2的外壳造型是非常接近的，这两款鼠标的造型是最为典型的欧美式手型造型，对于中国人，这样的“人体工学”可以算是一场恶梦。 IE1的顶盖和右侧面，这款笔者购于2000年初的鼠标已经严重磨损，而从磨损中正好可以看出其设计的不合理。笔者的手在中国人来说已经不能算小，但握持的部位明显靠后，按键磨损处在根部而不是微动开关所在的前部 首先，IE1和IE2的尺寸极大，这样为了能够正常的按键，就需要手的位置向前移，但这样就带来了两个后果－是此时手腕随之前移变成了悬空状态，而且手腕的夹角超过了30度。而另一个后果就是此时鼠标的最高点处于了浅动脉弓的位置，压迫了主血管。 而如果将手的位置后移，使得手腕降到桌子上，又会带来另一个问题—IE1和IE2的外壳太高，当手腕降到桌子上的时候，手腕和前臂的夹角变得非常大，这样的使用方法更加容易疲劳。 IE1和IE2的第三个问题，是它的设计没有在右侧为小指提供“安放”的位置。雅利安人种的小指比较长，可以自然蜷缩，“搭”在鼠标上，而对于蒙古利亚人种，由于小指不够长，结果，就“找不到地方放”了。 在IE3上，微软对于外壳的人体工学设计做了修改。最大的两个变化就是缩小了鼠标的尺寸和降低了鼠标的高度。但是，从各种方面来看，这种改变更多还是针对西方人中的女士或个头矮的人的——因为IE1即便对于雅利安人中的个儿矮者也太大了。 IE3的顶盖和右侧面，可以看出，IE3的高度和尺寸有所降低，但相对来说，后部明显显得过宽，这是它握起来感觉偏大的主要原因 IE3的尺寸和高度缩小了，解决了IE1和IE2的两个主要问题，但是，对于个头矮的西方人来说，问题解决了，而对于蒙古利亚种的东方人来说，还没有。 前面说过，蒙古利亚种的一个特点，是手掌较窄、较平，而IE3在降低高度的同时，依然保留了很宽的鼠标后部，对于掌弓明显的雅利安人种来说，较宽的后部可以很好的贴合手掌，而对于蒙古利亚人种来说，则主要的压力都由两个手掌肌群承受了，长时间的手掌肌群压迫导致对于持握感不敏感，而且由于掌后部不能很好的持握，所以更多的持握要靠手指控制，导致有手心的空心感。其实IE3的尺寸并不真的大于很多欧美鼠标，但很多用户反应有握不住的感觉，主要就是这样造成的。 现在，IE已经发展到第四代。应该说，IE4的造型设计是最为适合蒙古利亚人种的一代，它的尺寸是四代IE中最小的，而且高度适中，不像IE1那么高也不像IE3那么平。特别是在后部采取了缩进的设计，在右侧设计了延出部以放置小指和无名指，这都是非常适合我们中国人的。 IE4的造型明显收缩了后部的宽度，并提供了小指的“平台”，使之成为四代IE中最适合中国人的一款，但“脊背”却依然是不太合中国人的手型的。 但是，并不是说IE4的造型就完美了，IE4最大的缺陷就是在其后部有一条明显的“脊背”，这条脊背正好可以贴合雅利安人种较为深的掌弓，而对于蒙古利亚人较浅而窄的掌弓来说，它就正好压在了尺动脉上。 对于鼠标人体工学设计的讨论，就到这里，我们的后续文章，将讨论鼠标人体工学设计中最特殊的一类产品——笔记本鼠标的造型设计。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/21/2004)