車載多屏娛樂系統界面視覺信息設計1

文/葉莉 王若巖 杭詠新（中國礦業大學)

2018年，移動出行、智能交通、共享理念等一系列新交通形態已經深入人們的日常生活，汽車的內部空間、人機界面、操作和交互過程正在面臨著革命性的變化，汽車也逐漸完成了從單一的、滿足運載功能的機械到集合信息獲取、傳遞、交流和娛樂的交互空間。汽車內室同時展現出了多屏化的趨勢，不同的硬件設備（如HUD或HHDD）和放置位置，對顯示的要求（如數字、模擬、文本等）均有不同，汽車娛樂系統界面（IVI）用戶主體也在同步發生外延，針對乘客的娛樂需求、消費需求、社交需求開始受到關注，兼顧駕駛員與乘客多方位需求的多屏幕信息傳遞與交互方式致使用戶界面設計更為復雜。汽車作為復雜而又獨特的硬件系統是實體和視覺信息界面地結合，“界面”已成為實現車內各種不同功能和系統的多模式反饋的主要來源。

一、汽車信息娛樂系統的多屏化趨勢

在“智能互聯化”和“智慧交通”的大背景下，智能互聯、自動駕駛等先進技術在車輛駕駛中地運用，使汽車在其百年發中的重要功能，乘載需求不斷弱化、娛樂和個性化需求不斷增強，交通和娛樂信息地大量涌入, 成為車內信息的主體，在成倍級地增加了駕駛人員認知復雜性的同時，也在加速改變著車載信息的顯示區域及其顯示方式，信息的顯示方式和傳播方式已經成為汽車人機交互界面的一個核心問題。為了應對人為因素和道路安全挑戰，以汽車人機交互視覺質量改進為目標，構建基于車載多屏環境的人機界面信息顯示和交互設計方法已成汽車娛樂系統的設計熱點。

汽車用戶主體包括駕駛員和乘客兩類主體，車載信息技術地發展催使用戶主體發生轉變，駕駛員已不再是IVI針對的唯一核心用戶，尤其是3級和4級自動駕駛提升后(見圖1)。界面設計外延再次擴大，不同于現有儀表盤和大熱的中控大屏，可交互的屏幕可以在中控臺、扶手臺、后排、車門、車窗的任一位置，目的是滿足每一位車內乘客的出行需求。多屏聯動概念提出，并延伸至手機端，通過專門的連接設備互相連接轉換，可將某一屏幕上的內容轉移到其他屏幕顯示，實現屏幕共享。區塊分區可將重要信息放在直視位置以減少注意力轉移，如果實現前方屏幕打通，則可以將將娛樂社交放在副駕，位置不同，信息分步也不同。駕駛者可依據優先級、喜好程度對車載界面進行自定義。

圖1 智能駕駛(L3)技術下的人機交互信息的需求分析

二、多屏顯示界面設計的復雜性問題

數字技術的發展速度及其應用在過去的十年中并沒有得到傳統汽車制造商地配合和重視，汽車行業受研發成本、工程周期、制造業內的孤立團隊結構等多方面因素影響，導致UI、交互和視覺設計團隊與工程團隊隔離，IVI實際通常由配套車廠完成，如汽車音響供應商等。而配套廠一般選取互聯網、手機端UI設計的跨行業挖人，也有廠商嘗試與高校間的產學研合作項目以解決急需的設計專業人才需求。不同于手機、平板電腦等移動端，汽車各制造商中硬件平臺非一致性導致了車載界面設計規范實際的應用困難,一款車型一個內飾，對應一套IVI，不一樣的界面和操作方式迫使用戶不斷學習新的操作方式。除了受制于硬件平臺，受國外研究和我國車企與配套車廠發展特征地影響，國內對汽車信息娛樂系統用戶界面設計地研究還呈現出兩種趨勢：一方面與人機工程學領域密切相關，主要從駕駛人的角度出發，對IVI系統的人機界面UI和UX方面地研究仍占主流，理論和實證科研成果日趨豐富; 另一方面，汽車人機界面呈現出互聯化和智能駕駛特征，較多學者從 IVI 系統的強相關部件出發，將顯示、操控、聽覺等與車內情境問題解決結合起來，研究內容涉及多通道、娛樂社交體驗、導航界面、平視顯示等多個方面，但針對汽車多屏情境下不同用戶群體和群體特征信息需求的多人交互界面設計方法和評價手段，以及結合車型品牌文化的協同設計方法及其相關理論均探討得還不夠深入，主要表現在：

(1)汽車多屏顯示趨勢下，界面設計從駕駛者為中心轉向為多人交互、多人控制、多人反饋，迄今研究多局限于車內單一用戶界面，缺乏在智能交通環境下多屏顯示的信息娛樂系統研究，對處于多屏變化之中的用戶界面與乘客用戶體驗的權限、等級、權重估計等相互影響關系研究和監測資料缺失;

(2)對汽車品牌價值和文化價值地衍生和轉化認識不夠，重視其技術更新，忽視其浸入式情境視覺感受下統一度，嚴重缺乏針對汽車品牌企業形象地感知、識別和整體視覺環境的系統性的分析和研究方法;

(3)常規的車載信息娛樂系統用戶界面開發常常針對特定的工程項目，人機界面的相關研發工作缺少設計學專業人員配合，而多從設備研發角度出發，更傾向于各類評審和評價工作，缺乏把用戶界面作為設計體系的必要基礎性研究和設計積累，如字符或符號高度、字體、字符高度與寬度／筆劃寬度／間隔比、亮度和亮度均勻性、對比度、顏色、文本標簽（用于圖表和符號）。

三、多屏界面視覺信息組織方式

多屏界面視覺信息顯示設計建立在多屏趨勢下不同用戶群體和群體特征的信息需求和體驗的基礎之上，理清車載娛樂信息系統各界面子系統之間地影響與關聯度后，從多屏幕顯示區域與功能分塊、信息架構定義、信息的語義符號轉譯和解讀等方面研究多屏幕的交互顯示關系(見圖2)。使用人機交互理論分解信息娛樂系統各子系統并整合設計流程，根據多屏幕顯示區域與功能分塊和信息架構，分為“隱性結構”、“顯示”、“傳達”和“關聯”層面四個子系統進行系統關聯性研究，理清各子系統之間地影響與關聯度。

3.1 信息組織的隱性架構

信息組織的隱性結構用于解決信息架構開發和優化問題。信息架構的設計是通過需求分析、原型設計和重新設計現有用戶界面，創建易于使用的產品功能架構與流程。對于汽車IVI設計來說，視覺信息除了顯性結構，如配合產品功能架構的頁面、圖標等顯性結構，對于人與界面間互動行為和方式的時序隱性結構為提高功能架構合理性提供了實質性的創新方法。在一個以用戶為中心的設計過程中，通過評估在可用性測試中的界面概念模型和用戶的心理模型之間的匹配程度來處理隱性知識。通過駕駛員和乘客雙主體創造概念，“make tools”的原型概念提供了對不同主體的層次需求(即顯性、隱性)地訪問。投射維度可以促進創意地產生，而視覺維度可以通過可自下而上的角度揭示潛在需求。在概念設計階段，駕駛員的思維模型被用作資源，這樣就可以更好地提高通用性、易學性、記憶性，降低錯誤率，從而提高人機界面的可用性。

圖2 多屏顯示區域布置與信息娛樂子系統分析

3.2 信息顯示層級的可視化

視覺信息的可視化過程通常由線框圖和低保真測試兩部分組成。線框圖(Wireframe)是通過草圖概念來確立網站或軟件架構的一種很重要的手段。線框圖階段還可以為視覺設計提供強大地支持。使用線框圖和樣式指南文檔化概念和設計思想，主要考慮通過對車輛情況的可視化顯示來提醒用戶隨時注意行車安全。普遍意義上，線框圖是比較潦草的，重在快速和創新，都會經過好幾輪反復修改，才能確立最后的線框圖模板。

低保真測試是可用性測試的衍生產物。由于低保真度的線框圖稿的功能以及視覺都與高保真度原型有著較大的差距，但功能流程和頁面交互方式卻是類似的，所以我們還是可以使用可用性測試的方法對線框圖來進行簡單地測試，從測試結果中發現潛在的問題。低保真測試時，頁面的組織布局、交互等關鍵點問題進行可視化表達，綜合使用走查法，表達法（邊做邊說）等方法，去了解用戶的真實感受。

3.3 視覺信息的多屏界面傳達

視覺信息的傳達是語義符號轉譯和解讀的重要環節。視覺設計是用戶能看到的設計中最直觀的一個環節，好的視覺設計能夠準確傳達給用戶設定的信息、行為方式甚至是特定的情感。多屏界面中的信息傳達針對駕駛員和乘客的定制化信息傳達對界面視覺符號設計元素要求苛刻。這些元素包括頁面、按鈕樣式、icon、圖標、色彩、轉化動作等。符號元素和色彩作為一種視覺元素在人類心理中具有多元性和共通性，多屏界面設計中更應注重在信息傳播過程中扮演溝通角色的通用信息語言，因為其是一種可感知的結構形式,可以作為一個橋梁的作用讓異質文化間實現溝通。車載信息組織中地傳達不僅要讓相同文化背景下的人們和有一致視覺經驗的人們對車載符號寓意地解讀保持一致性,而且能夠讓不同區域間和不同文化背景下生活的人們對于符號信息地理解同樣具有一致性。

3.4 視覺信息的多維關聯

對車載環境和品牌基因的關聯性研究，主要涉及屏幕與屏幕間、屏幕與汽車內飾環境、屏幕與汽車品牌形象間的視覺統一關系。視覺信息的傳達過程應注重關聯品牌與環境信息，這能在很大程度上提升產品的用戶體驗和忠誠度。整合設計流程：選取典型車型，對信息傳達方式與品牌基因發展進行并行研究，系統分析整體視覺元素關聯與品牌文化、汽車軟硬件環境與品牌形象、信息語義表達與品牌價值、信息層級結構與品牌標準四個方面，研究多屏顯示的設計脈絡、設計框架、設計任務與設計對象，以獲得構建整合設計流程的結構元素，驅動軟硬界面風格整合，優化整個規范過程，包括翻譯和國際化具有設計過程研究的前瞻意義。可用性、駕駛員注意力分散和安全測試。。圖形交互界面設計力圖與車體本身風格一致，或結合車型的特定用戶群體的審美品味來進行設計，多樣化、可替換的交互界面設計會帶來更為豐富的視覺體驗，增強用戶體驗。

四、多屏界面視覺信息顯示設計方法

多屏顯示不僅需要對信息顯示區域的功能分塊，由于設計駕駛員與乘客的雙主體，需要深入理解雙主體地感知和反應的區別，所以在屏幕的操作上還涉及到顯示的時序結構，即主屏幕與乘客屏幕間的時序順序和權重關系。結合車載娛樂信息的傳播方式和信息接受模式的特點，將視覺信息地理解和使用分為四個階段：提取-識別-解讀-測試。

4.1 視覺信息提取

提取是綜合駕駛者、乘客、視覺信息、品牌基因和室內環境之間的關系，對其進行視覺可視化設計及傳達設計，通常包括提取數字、文本、圖標、圖片、地圖、數位、功能、空間、形象表現、色彩等，針對駕駛員和乘客行為方式的不同，視覺信息的顯示類型、顏色、大小、字體間隔和時間反應特性，可以分為警告信息、非安全關鍵信息及娛樂信息來分別處理。

4.2 視覺信息識別

識別反映了駕駛者、乘客、視覺信息和其他信息或信息元素之間的關系。警告信息和車輛狀態信息應該優先設置時序、權重關系，例如即將出現的并線和燃油效率等，并設置在主要圍繞駕駛員的相關硬件（如HUD）設備進行放置。對于此類視覺信息的易讀性設計，符號或圖標的模擬顯示方式相比較文字內容更具優勢、易于理解。

4.3 視覺信息解讀

解讀用于理解數值信息、語義信息、能指信息、所指信息、語義和象征信息、空間系信息、設備狀態、導向符號、趨勢信息等反映視覺信息與信息閱讀者相關地指示或潛在含義，力求消除特殊的文化、語言或者年齡方面在信息傳達方面地限制，見圖3。例如使用顏色通感提示緊迫性和使用圖標和文字配合下的組合信息。

4.4 視覺信息理解測試

理解測試是一種評估視覺信息設計可否被用戶正確理解的工具。對于多屏界面下的汽車信息娛樂系統視覺信息理解測試可以通過產品調研案例和原型評估案例獲得。結合計算機視覺輔助技術手段，例如基于IGRS, DLAN等互聯互通協議和眼動追蹤、Leap Motion等傳感器與處理器數據，針對當前汽車IVI的多屏界面設計調研、技術可行性分析，有助于提高視覺信息顯示的易讀性和可讀性，并在信息理解的前三個階段和不同顯示區域發揮作用。

圖3 車載娛樂系統視覺信息呈現類型示例

五、結語

對于在智能交通和多屏情境下建立多人交互信息設計方法、工具地探索還在不斷完善，這也是本研究的理論價值所在。后續研究可能性首先體現在主屏用戶和各子系統之間的影響與關聯度，持續對用戶需求地深度挖掘，并將駕駛用戶和乘客用戶的類型做更加細致地劃分，從而滿足用戶在特定駕駛和娛樂場景下地需求。隨著信息技術、智能系統和網絡技術帶來的出行方式革新，智能駕駛、車輛共享等概念興起，汽車的概念不再是代步工具，而是成為娛樂、出行體驗的一部分。