第1章 绪论

 1.1 基本概念

1.1.1 虚拟人

1.1.2 工效学设计

1.1.3 工效学评价

1.1.4 工效虚拟人

 1.2 国内外研究概况

1.2.1 人体几何形状建模

1.2.2 动作(运动)或行为控制

1.2.3 人体动作的心理认知机制

1.2.4 基于工效虚拟人的产品(系统)工效学设计分析与评估方法

1.2.5 小结

 1.3 工效学三定律

 1.4 主要研究内容

 1.5 工效虚拟人的应用

 参考文献

第2章 人体尺寸建模

 2.1 基本测量项目

2.1.1 人体测量的定义及分类

2.1.2 基本测试指标

 2.2 测量基准面

2.2.1 方位述语

2.2.2 轴和面

 2.3 基本测量方法

 2.4 测量数据的分析与建模

 2.5 人体尺寸的经验公式

2.5.1 人体尺寸差异分析

2.5.2 常用的人体尺寸经验公式

2.5.3 人体尺寸相关性的新思考

 2.6 Hanavao人体尺寸模型

2.6.1 概述

2.6.2 模型內涵

 参考文献

第3章 人体着装仿真建模

 3.1 服装的基本功能

 3.2 人体热平衡方程

3.2.1 人体产热量

3.2.2 通过皮肤表面的不显汗蒸发所散失的热量

3.2.3 汗液通过皮肤表面蒸发所散失的热量

3.2.4 通过呼吸产生的蒸发散热量

3.2.5 通过呼吸产生的对流散热量

3.2.6 通过服装的干热传热量

3.2.7 通过服装外表面的辐射热交换量

3.2.8 通过服装外表面的对流热交换量

3.2.9 热平衡方程式的求解

 3.3 暖体假人仿真模型

3.3.1 设计原理

3.3.2 结构及特点

3.3.3 主要技术指标

3.3.4 仿真模型的调控品质

3.3.5 试验模式

 3.4 出汗假人仿真模型

3.4.1 设计原理

3.4.2 系统构成

3.4.3 主要技术指标

3.4.4 出汗模拟

3.4.5 仿真模型的调控品质

3.4.6 试验模式

 3.5 燃烧假人仿真模型

3.5.1 人体皮肤烧伤程度及特点

3.5.2 仿真模型设计原理

3.5.3 构成及特点

3.5.4 主要技术指标

3.5.5 试验过程方法

 参考文献

第4章 虚拟人的运动建模

 4.1 运动建模流程

 4.2 虚拟人运动模型

4.2.1 几何外观模型

4.2.2 运动、动力学模型

 4.3 运动学计算基本理论

4.3.1 欧拉角描述

4.3.2 欧拉变换方程

4.3.3 刚体运动基本公式

 4.4 动力学计算基本理论

4.4.1 广义速率、偏速度及偏角速度

4.4.2 广义主动力和广义惯性力

4.4.3 Kane方程

 4.5 运动建模实例

4.5.1 航天员模型

4.5.2 建模实例及模型描述

4.5.3 计算过程

4.5.4 结果及讨论

4.5.5 建模验证

 参考文献

第5章 工效虚拟人的视觉建模

 5.1 虚拟人的视觉特性表达方法

5.1.1 人眼的视觉特性指标

5.1.2 数据采集方法及设备

 5.2 人体视觉特性影响的因素分析

5.2.1 头盔面窗对人体视觉特性的影响

5.2.2 光学环境对人眼视觉特性的影响

5.2.3 特因环境对人视觉特性的影响

5.2.4 失重环境对人视觉特性的影响

 5.3 基于虚拟人视觉特性的图像生成技术

5.3.1 基于立体视觉的图像生成

5.3.2 观察运动物体时的视觉现象

5.3.3 基于视敏度的人眼成像研究

5.3.4 基于人眼对比度敏感视觉特性的图像生成

 5.4 基于虚拟人视觉特性的光学照明环境建模

5.4.1 光学照明环境特性及设备

5.4.2 光照模型仿真技术

5.4.3 基于虚拟人眼特性的光照环境建模

 参考文献

第6章 操作疲劳建模

 6.1 疲劳定义及其产生机制

 6.2 工效虚拟人疲劳评价的特点

 6.3 NIOSH方程

6.3.1 术语定义

6.3.2 提单任务限制

6.3.3 提单方程及其参数说明

6.3.4 提单指数

 6.4 基于力变化的疲劳模型

 6.5 蹬踏动作的力-疲劳分析

6.5.1 试验方案

6.5.2 数据处理与分析

 参考文献

第7章 工效虚拟人应用分析

 7.1 应用研究现状

7.1.1 人机工程仿真发展概况

7.1.2 人体建模方法

7.1.3 人体建模商业软件

 7.2 Jack软件

7.2.1 Jack软件概述

7.2.2 虚拟人模型

7.2.3 工效分析功能

7.2.4 连接外部设备的动作驱动功能

7.2.5 二次开发功能

 7.3 基于jack软件的人机工效分析

7.3.1 人机工效分析评价的一般概念

7.3.2 人体模型本土化改造

7.3.3 几何建模

7.3.4 基于jack软件的人机工效分析应用实例

 7.4 特种车辆人机界面适配性虚拟分析与评价软件开发

7.4.1 需求分析

7.4.2 人机界面适配性综合评价模型

7.4.3 虚拟乘员人体模型建立

7.4.4 三维几何模型建立

7.4.5 人机交互模型建立

7.4.6 综合评价软件系统实现

7.4.7 综合评价软件在新型号设计中的应用

参考文献

周前祥、谌玉红、牛海燕、李洁、丁立等编著的《工效虚拟人建模技术与应用》针对系统人机界面设计需求，结合已有的工作基础，从人的形状尺寸、着装特征、操作行为、视觉和操作疲劳等方面，给出了工效虚拟人的建模理论与原则，并通过具体的实例，说明工效虚拟人在应用时所须考虑的因素、应用步骤和方法。书中的内容与系统人机界面设计仿真紧密联系，并有覆盖工程设计实际的典型案例。

《工效虚拟人建模技术与应用》可作为人因工程研究人员、系统人机界面设计人员、载人航天器总体设计和技术管理人员的参考读物，也可供其他领域从事产品／系统工效学设计的相关专业人员参考，或作为高等院校工业设计、人因工程、系统工程方向师生的教学参考书。

周前祥、谌玉红、牛海燕、李洁、丁立等编著的《工效虚拟人建模技术与应用》着重探讨工效虚拟人生理层面的建模原理与方法。为此，将本书分为7章：第1章绪论，主要介绍工效虚拟人的概念、研究现状、研究内容和应用方向等；第2章人体尺寸建模，从几何尺寸的角度说明人体肢体体段间的相互关系及数据获取的手段，同时，介绍了最早建立的Hanavan模型；第3章人体着装仿真建模，从人体热平衡方程、暖体假人仿真模型、出汗假人仿真模型和燃烧假人仿真模型等角度，对人体建模开展了研究，这对建立人体工作后的效果评估具有十分重要的意义；第4章虚拟人动作建模，基于Kane方程，说明了运动建模流程、动作控制或行为的基本理论和方法；第5章工效虚拟人视觉建模，通过分析环境因素与人视觉特性之间的交互影响关系，从人的视觉特性来阐述了工效虚拟人的基本视觉表达文法；第6章操作疲劳建模，阐述了模拟操作者完成相关操作后的感觉效果原理，是工效虚拟人建模的关键；第7章工效虚拟人应用分析，给出了工效虚拟人的典型应用案例，是掌握工效虚拟人技术应用的重要参考资料。