2021-11-17 濤濤
HMI是Human Machine Interface 的縮寫，“人機(jī)接口”，也叫人機(jī)界面。凡是參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。本文將深度剖析車載界面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意規(guī)范。
智慧城市的建設(shè)趨勢越來越顯著，政府對于汽車智能化、信息化發(fā)展非常重視，汽車駕駛體驗(yàn)感與個性化的設(shè)計(jì)也會成為我們對于汽車選購的參考和方向，自從人們對于用戶體驗(yàn)的重視，人機(jī)交互設(shè)計(jì)工作內(nèi)容也成為重要環(huán)節(jié)。
對于人機(jī)界面，首先我們要明確一些概念。
1、人機(jī)界面與人們常說的“觸摸屏”有什么區(qū)別？
從嚴(yán)格意義上來說，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因?yàn)椤坝|摸屏”僅是人機(jī)界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備；而人機(jī)界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機(jī)交互設(shè)備。在工業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機(jī)界面產(chǎn)品稱為“觸摸屏”，但這是不科學(xué)的。
2.人機(jī)界面產(chǎn)品中是否有操作系統(tǒng)？
任何人機(jī)界面產(chǎn)品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運(yùn)行在HMI的處理器中，支持多任務(wù)處理功能，處理器中需有小型的操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件的運(yùn)行。基于平板計(jì)算機(jī)的高性能人機(jī)界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系統(tǒng)。
我們做的交互場景是有車輛行駛的，所以首先是要考慮安全因素，美觀其次，因此在特殊環(huán)境下操作車載系統(tǒng)，我們無法用傳統(tǒng)移動端沉浸式的設(shè)計(jì)思維來設(shè)計(jì)車載的界面與功能，需要放下所謂的美學(xué)，緊扣實(shí)際場景下的交互方式與用戶需求來設(shè)計(jì)，因?yàn)樵跇O短時間內(nèi)導(dǎo)致我們必須對所有可能用到的功能入口一步即達(dá)，對信息的布局必須做到一眼即見。
汽車HMI有自己的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)規(guī)范以及美學(xué)理念。
汽車行業(yè)本身是一個有著強(qiáng)烈美學(xué)理念和設(shè)計(jì)規(guī)范的行業(yè)，其實(shí)準(zhǔn)確的說應(yīng)該是汽車HMI中控設(shè)計(jì)是基于自身傳統(tǒng)規(guī)范，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)移動端和Web端的基礎(chǔ)上，慢慢形成了一種新的設(shè)計(jì)規(guī)范。
在開始講解之前，我們首先要了解官方的一些設(shè)計(jì)規(guī)范。
https://miniapp.alios.cn/index#/document
https://chelianwang.baidu.com/homepage/openPlateform/design/sec-4-1.html
https://developers.google.com/cars/design/design-foundations
https://www.apple.com.cn/ios/carplay/
https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/50902
我們還要了解車內(nèi)屏幕的類型，主駕駛前面的儀表盤、HUD和中控屏幕，副駕駛和后排的娛樂屏幕。
汽車儀表盤是反映車輛各系統(tǒng)工作狀況的裝置。一般由時速表、轉(zhuǎn)速表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表以及電子指示燈等組成。汽車儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的重要接口。當(dāng)今純液晶屏的儀表盤占市場主導(dǎo)地位，純機(jī)械、燈顯、段碼將退出歷史舞臺。
平視顯示器（Head Up Display），最早是航空器上的飛行輔助儀器，運(yùn)用在戰(zhàn)斗機(jī)上，由于戰(zhàn)斗機(jī)上很多信息需要飛機(jī)駕駛員隨時查看，避免駕駛員低頭看儀表而分心，隨后又普及在民航客機(jī)上，由于HUD的方便性以及能夠提高飛行安全，這項(xiàng)技術(shù)后來也發(fā)展到汽車行業(yè)，汽車搭載的HUD抬頭數(shù)字顯示功能，是利用光學(xué)反射的原理，將重要的行駛信息胎壓、速度和轉(zhuǎn)速等信息投射到駕駛艙前段玻璃上面，在駕駛過程中不用分心看儀表盤，減輕眼睛的疲勞，給駕駛帶來便利和安全。
此前，HUD前裝市場基本被日本精機(jī)、德國大陸、日本電裝、偉世通等國外巨頭壟斷，且競爭格局高度集中，前五名企業(yè)市場份額超95%。近三年，隨著國內(nèi)智能駕駛技術(shù)商業(yè)化落地加快，不少自主品牌供應(yīng)商開始嶄露頭角，且爆發(fā)力十足。HUD的發(fā)展會越來越迅猛，原因主要有以下幾點(diǎn)。
1、HUD作為ADAS人機(jī)交互的窗口，可以呈現(xiàn)駕駛輔助信息，提升駕駛的安全性和舒適性，使駕駛者擁有更佳的應(yīng)用體驗(yàn)；
2、為提升市場競爭力，車企對自動駕駛和智能座艙重視度提升，尤其是自主品牌車企近年在國家智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展戰(zhàn)略的推動和扶持下，轉(zhuǎn)型動作快、力度大，產(chǎn)品創(chuàng)新和應(yīng)用上也更加大膽和前衛(wèi)。、
3、HUD技術(shù)上取得突破，顯示效果大幅改善；
4、隨著技術(shù)升級，HUD配套價格逐漸下降，性價比逐步提升；
后排娛樂屏更像是一個平板，主要功能點(diǎn)為視頻、音樂、游戲等等，幫助后排乘客打發(fā)時間，所以后排的娛樂系統(tǒng)就是為娛樂而生，無需考慮安全性。
車載界面的設(shè)計(jì)原則
1.迅捷性
與人們常常所說的三秒設(shè)計(jì)原則類似。移動端系統(tǒng)為沉浸式操作，而車載系統(tǒng)不一樣，在駕駛過程中，用戶95%的精力在于聚焦駕駛上行為上，用戶只能抽取僅5%左右的精力與時間來操控車載。因此也就決定了車載系統(tǒng)的功能邏輯，信息布局都必須在極短的時間內(nèi)以最好的方式呈現(xiàn)。
而如果用戶沒有在這個時間以內(nèi)完成操作任務(wù)，要么用戶選擇放棄，重新再來；要么用戶花費(fèi)更多時間和精力，但這樣駕駛的危險系數(shù)會成倍增長。經(jīng)筆者多次在不同路段試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)下來平均每次操作，即視線與注意力專注在車載上的時間，無法超過三秒，事實(shí)上，當(dāng)進(jìn)入第三秒時，已不得不需要利用余光開始注意前方路況了。
因此，在三秒以內(nèi)，無論是用戶第一次操作失敗，重新注意路況后，再重復(fù)操作，還是用戶持續(xù)操作直到任務(wù)完成，都是非常危險的行為，在這里，由于用戶試錯的成本非常巨大，也因此交互的設(shè)計(jì)與信息布局的設(shè)計(jì)都需要做到最極致的狀態(tài)。
隨著大屏、多屏化的發(fā)展趨勢，觸摸和語音控制應(yīng)時而生，為了增強(qiáng)操作合理性，以及減少或避免觸摸屏的誤觸功能。從信息輸入來看，以觸控、語音為主，手勢、視覺交互為輔；從反饋輸出來看，以視覺、語音、觸控交互為主，嗅覺交互為輔。
人機(jī)交互定義需要區(qū)分車輛是行駛中還是靜止?fàn)顟B(tài)，車輛在行駛中，對于需要駕駛員操作反饋的交互行為需要遵循3S原則（上面提到的三秒原則），降低安全隱患。甚至有一些交互動作在車輛行駛過程中需要禁用的。
得益于計(jì)算機(jī)算法的強(qiáng)大，汽車功能越來越完善，信息量也越來越大，為了讓用戶有更好的體驗(yàn)，避免過多信息的干擾，必須做到界面顯示輕量化。
這也是為什么飛機(jī)駕駛艙內(nèi)、國際空間站內(nèi)的各種操控開關(guān)拉桿都是星羅密布式的擺放，并非以如今的科技無法做到像科幻片里一樣簡潔干凈的操控臺，而是因?yàn)榭紤]到在實(shí)際應(yīng)用場景下，專業(yè)素質(zhì)的人員不需要也沒有時間去欣賞美觀的界面，學(xué)習(xí)我們所認(rèn)為的交互方式。
保障關(guān)鍵信息是醒目的，容易讓用戶視覺快速捕獲，在各種環(huán)境場景下具有良好的可見性和易讀性，無需駕駛員費(fèi)力尋找和識別。
這里所說的及時性指的是反饋信息的及時性，我們要考慮實(shí)現(xiàn)全方位的信息提示，著重考慮視覺層面和聽覺層面。
在駕駛的過程當(dāng)中，司機(jī)的雙手被占用，于是眼睛和耳朵感知要提高，與移動端的視覺顯示不同，HMI設(shè)計(jì)師需要注意除了基礎(chǔ)的視覺顯示規(guī)范外，還需格外注意與安全相關(guān)信息的展示、視覺警告、文字易讀性和顯示眩光等顯示問題。
在車輛行駛過程中，對于司機(jī)來說，聽覺反饋也是很有必要考慮的場景，通過語音反饋司機(jī)需要獲取的信息，能讓司機(jī)盡量保持視覺焦點(diǎn)在路況上。多場景的融合考慮信息獲取的效率，能減少在開車過程中的安全隱患。
我們不僅要考慮設(shè)計(jì)層面，還要考慮到交互層面。
（1）觸控
這里分兩種，一種是通過按鍵控制；一種是通過觸屏控制。
都是通過不斷的觸控功能按鈕行程鍛煉肌肉記憶，現(xiàn)在的趨勢越來越趨向重觸屏，輕按鈕，這樣不僅系統(tǒng)迭代成本小，功能可以動態(tài)分布。
但是對于一些精準(zhǔn)調(diào)節(jié)的功能還是按鍵控制好一些。
微軟 的Surface Dial可以給我們很好的啟發(fā)，智能旋鈕可以解決大部分屏幕調(diào)節(jié)的不精準(zhǔn)的痛點(diǎn)，而效率又高。
（2）語音
在汽車人機(jī)交互中，語音交互被認(rèn)為是車內(nèi)場景下最自然的交互方式，而語音交互需要一個載體來傳達(dá)多樣化的情感。
語音控制的前景主要在于兩個因素，一個是可以把除了界面以外的利用起來，一個可以與HMI自由交談，二是最小化HMI手動操作產(chǎn)生的干擾，增加安全性。
（3）手勢
手勢交互是對語音交互、觸控交互的很好補(bǔ)充，能夠讓車主通過簡單的手勢和語音就能完成車內(nèi)的交互任務(wù)，也是能夠增加交互趣味性、表達(dá)情感、傳達(dá)情緒的另一個自然交互方式。
常用的手勢：單指滑動（上下左右）、雙指滑動（左右）、五指抓取等。
HMI的交互手勢不同于手機(jī)和IPAD，手機(jī)和IPAD握在手里，左右手都可以操作，多指組合的可能性也多，而HMI的手勢定義，更多的是需要滿足駕駛員的使用場景，屏幕是固定在車上的，要規(guī)避掉一些不方便的手勢。
比如雙指往上滑動就很不方便，向上推不靈活，也有阻力。
所以要想系統(tǒng)整體跳出基礎(chǔ)可用性范圍，進(jìn)階到好用的層次，系統(tǒng)對各種復(fù)雜交插的應(yīng)用場景的處理需要更加智能（如導(dǎo)航中的來電，緊急路況的提示），對車內(nèi)環(huán)境控制（如聲音、氣溫）需要更加敏感。車載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比于移動端有著更明顯的約束，不論是從空間、時間、行為、心智，都有著明顯獨(dú)特的場景和特點(diǎn)，要做好車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我們需要有豐富的同理心以及親身體驗(yàn)并反復(fù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)。
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