汽車人機(jī)交互的設(shè)計(jì)研究

任昌瑋

摘 要：汽車的人機(jī)界面是人與汽車之間相互作用的媒介。它的易用性受到人、車、環(huán)境等多種復(fù)雜情況的影響。在汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，先進(jìn)的技術(shù)不斷集成，汽車的智能程度不斷改善，汽車的人機(jī)界面發(fā)生了巨大的變化。從車內(nèi)交互的角度來看，多通道用戶界面將是未來交互設(shè)計(jì)的核心。基于此本文從儀表盤、中控臺(tái)以及手勢設(shè)計(jì)等三個(gè)方面對汽車人機(jī)交互界面進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。以期能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)實(shí)踐提供有效指導(dǎo)和理論支撐。

關(guān)鍵詞：用戶體驗(yàn) HMI設(shè)計(jì) 儀表設(shè)計(jì)

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在運(yùn)輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及車載技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的內(nèi)部空間，人機(jī)界面操作和交互過程正在發(fā)生革命性的變化。目前，汽車內(nèi)飾信息模型正從單一的車輛狀態(tài)信息模型向復(fù)雜的信息系統(tǒng)逐步進(jìn)化。通過提供高質(zhì)量的產(chǎn)品來提高自有品牌的企業(yè)形象一直是努力和探索的方向，改善汽車產(chǎn)品使用過程中的用戶體驗(yàn)是該項(xiàng)目的重要方面。

2 汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)分析

2.1 研究對象

如奧迪A8的中控框架布局，左側(cè)快捷菜單可以在任何界面進(jìn)行應(yīng)用的切換，右側(cè)應(yīng)用菜單通過左右滑動(dòng)進(jìn)行切換。應(yīng)用菜單的構(gòu)造比以前更明確了，圖標(biāo)采用易懂的擬物風(fēng)格，結(jié)合奧迪的品牌元素，增加圖標(biāo)的整體設(shè)計(jì)感。交互反饋模式添加設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，例如，如果不按下畫面的圖標(biāo)而觸摸的話，圖標(biāo)就會(huì)以微動(dòng)畫的形式顯示。增加樂趣。

缺點(diǎn)是只是在視覺體驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，交互方面特別是專門針對車機(jī)的環(huán)境創(chuàng)新不夠徹底。設(shè)計(jì)看起來是要迎合年輕人的喜好，但整體的效果卻比較消極。

2.2 交互設(shè)計(jì)策略

交互設(shè)計(jì)概念是英國設(shè)計(jì)師比爾·莫格里奇在1984年的一次設(shè)計(jì)會(huì)議上率先提出的。此外，唐納德·諾曼的設(shè)計(jì)理論中也提出了不同層面的設(shè)計(jì)目標(biāo)產(chǎn)品交互設(shè)計(jì)策略。本文設(shè)計(jì)的汽車人機(jī)交互界面，根據(jù)唐納德·諾曼的交互設(shè)計(jì)理論總結(jié)了以下交互設(shè)計(jì)策略：

2.2.1 便利性

單指單擊和簡單的手勢操作，可以提高操作效率。只要進(jìn)行點(diǎn)擊、拖動(dòng)等操作就能完成滿足用戶的大部分操作任務(wù)。語音控制是在特定情況下的輔助交互方式。

2.2.2 簡潔性

簡化任務(wù)過程，改善頁面信息的識(shí)別。重要的信息和主要的操作區(qū)域，在駕駛員側(cè)，減少駕駛場景的操作負(fù)擔(dān)。根據(jù)不同場景強(qiáng)調(diào)界面的重要信息，隱藏不必要的信息和視覺裝飾，減輕用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。使用熟練的設(shè)計(jì)元件、接口布局和操作。

2.2.3 互動(dòng)性

清晰的交互控制外觀符合用戶的認(rèn)知，系統(tǒng)和任務(wù)狀態(tài)通過視覺和聽覺向用戶提供準(zhǔn)確易識(shí)別的反饋，避免用戶的因?yàn)椴焕斫庖鸬牟话睬榫w。通過特效和過渡動(dòng)畫的使整個(gè)操作流程成為一個(gè)連貫的整體，而不是由斷斷續(xù)續(xù)的小的任務(wù)組成。

2.3 交互設(shè)計(jì)關(guān)鍵因素

2.3.1 視覺體驗(yàn)

根據(jù)諾曼的說法，可視性產(chǎn)生于合理使用能量、信號(hào)、約束、映射、反饋這五個(gè)基本的心理概念。從造型的角度出發(fā)，中控系統(tǒng)的外觀應(yīng)具有科技感、品質(zhì)感等特點(diǎn)，在視覺效果上盡量降低對對駕駛員的視覺刺激，使駕駛員將注意力集中在駕駛的任務(wù)中，所以簡潔、明確、整體的調(diào)整是必要的。相同類別的功能的按鈕應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成相同的形狀和尺寸，放置相同的位置，使駕駛員形成一定的肌肉記憶，無需再依靠視覺找尋控件，分散駕駛的注意力。不同類型的功能的按鈕被設(shè)計(jì)成不同的形狀和尺寸，并有引導(dǎo)性地將主要任務(wù)與次要任務(wù)進(jìn)行區(qū)別，以達(dá)到主要任務(wù)快速識(shí)別并進(jìn)行處理的目的。以控制面板的設(shè)計(jì)為例，功能鍵主要包括音量鍵、數(shù)字選擇鍵、信號(hào)切源鍵、HOME鍵及快捷鍵等，每類按鍵應(yīng)根據(jù)功能歸到不同的組別，根據(jù)任務(wù)的操作頻繁度進(jìn)行按鈕樣式和大小的設(shè)計(jì)，使用戶可以應(yīng)很容易地識(shí)別并執(zhí)行操作。

2.3.2 聽覺體驗(yàn)

在車載環(huán)境中，被認(rèn)為對駕駛影響最小、人機(jī)溝通最方便的人機(jī)交互方式是語音控制交互。隨著語音識(shí)別模型的訓(xùn)練，語音識(shí)別準(zhǔn)確率在不斷增長，越來越多的車型操作系統(tǒng)里利用語音執(zhí)行功能操作控制比重逐漸增加。隨著AI 人工智能技術(shù)的發(fā)展，汽車語音交互已經(jīng)不再局限于被動(dòng)式的命令控制執(zhí)行，語音智能推送和與場景模式結(jié)合的智能識(shí)別已經(jīng)慢慢出現(xiàn)。語音已不再是執(zhí)行命令的工具，漸漸成為駕駛助手與車輛助手。不過，語音交互有時(shí)由于聲音的頻率和強(qiáng)度也會(huì)影響駕駛者的心情和疲勞度，這也在設(shè)計(jì)中控信息娛樂系統(tǒng)中要注意的。

2.3.3 觸覺體驗(yàn)

皮膚觸覺感受器接觸機(jī)械刺激產(chǎn)生的感覺，稱為觸覺。皮膚表面散布著觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的大小不盡相同，分布不規(guī)則，一般情況下指腹最多。在中控信息娛樂產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮人類的觸覺特性，使用適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)觸覺提醒，可以給駕駛過程中的盲操提供觸覺感受，盡量較少必須依賴視覺輔助才能完成的操作。

3 汽車人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

3.1 儀表盤界面設(shè)計(jì)

3.1.1 儀表盤信息布局

根據(jù)車輛信息接口的安裝面板的功能，安裝面板接口的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。這有助于用戶快速確認(rèn)車輛狀態(tài)，判斷下一個(gè)任務(wù)。同時(shí)，確保用戶的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和安全性。

3.1.2 儀表盤視覺設(shè)計(jì)偏好

根據(jù)收集的多款車型儀表盤設(shè)計(jì)方案，結(jié)合在不同光線下的顏色對視覺的影響以及用戶對色彩偏好的總結(jié)，儀表盤的界面設(shè)計(jì)的的底色應(yīng)定為暗色，重要的信息如速度、瞬時(shí)功率、電池電量等信息使用醒目的亮色顏色替代，界面的設(shè)計(jì)要保持整體性。

3.1.3 儀表盤界面設(shè)計(jì)

儀表盤的設(shè)計(jì)由布局要素、顯示方法、視覺要素等構(gòu)成。根據(jù)先前基于用戶感知經(jīng)驗(yàn)的調(diào)研和儀表板信息架構(gòu)的規(guī)劃，設(shè)計(jì)是基于視覺感知經(jīng)驗(yàn)的。各儀表板視覺要素的權(quán)重。

儀表盤界面的主要的視覺信息應(yīng)被放在中間，突出主要信息視覺中心的位置，旁邊的兩側(cè)是次要信息，顯示關(guān)于駕駛過程中車輛的次要信息比如媒體音樂，車輛狀態(tài)等。速度是駕駛信息中最重要的部分，放置在最醒目的位置，所有報(bào)警信息全部布置在統(tǒng)一位置，油量和電量以對稱的方式布局在屏幕的兩側(cè)，讓駕駛員很清楚地看到所有與駕駛相關(guān)的信息。

3.2 中控臺(tái)交互界面設(shè)計(jì)

首先，需要明確車輛中心控制臺(tái)的形狀和安裝位置的尺寸等硬件要求。

在這篇文章中，如圖3所示，我們設(shè)計(jì)了具有簡單功能分區(qū)的8英寸主屏幕界面設(shè)計(jì)。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，用戶可以更準(zhǔn)確地操作自己的需求模塊。主頁卡片支持用戶自定義，以滿足不同用戶的需求。在具有不同功能的模塊使用不同尺寸的卡片可以更加利用主頁空間，是效率達(dá)到最大化。比如說對于導(dǎo)航模塊需要更大的面積展示，但對于媒體播放或天氣，則不需要較大的面積。各種分區(qū)使用圖標(biāo)和文本的組合，使用戶能夠快速獲取信息，提高認(rèn)知效率。

造型：不僅要注意人機(jī)操作的便利性，還要注意當(dāng)?shù)氐鸟{駛習(xí)慣和習(xí)慣以及審美習(xí)慣。

以下是媒體應(yīng)用的二級(jí)畫面，如圖4所示。在每個(gè)二級(jí)界面中，相同元素放置同樣的位置，使用戶的操作方式基本一致。這樣用戶在不同的場景下都有基本一樣的方向性，每個(gè)界面都有較為明晰的效果，可以讓用戶在操作時(shí)，有明確的判斷。

隨著人們對汽車駕艙的高科技的需求不斷提高，中控的硬件結(jié)構(gòu)和造型方面向著大尺寸的方向發(fā)展，大屏幕觸控HMI（人機(jī)界面）交互的體驗(yàn)決定了設(shè)計(jì)的成敗。

3.3 操作手勢設(shè)計(jì)

基于手勢操作的汽車人機(jī)交互界面模型的構(gòu)建包括基于汽車人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，手勢輸入模式，手勢識(shí)別技術(shù)，功能映射以及基于人機(jī)交互元素（視覺引導(dǎo)，顯示位置，交互反饋）的手勢操作模型。

手勢操作在司機(jī)能到達(dá)的地方哪里都能執(zhí)行，但是在動(dòng)態(tài)的非接觸手勢操作的情況下，車載控制有3個(gè)有效的區(qū)域。第一個(gè)區(qū)域是司機(jī)正面的擋風(fēng)玻璃，可以用雙手操作。第二個(gè)區(qū)域是擋風(fēng)玻璃的中央?yún)^(qū)域。這個(gè)區(qū)域只能單手操作。第三個(gè)區(qū)域是擋風(fēng)玻璃下的中心線區(qū)域。人機(jī)交互和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的專家一致認(rèn)為，在使用手勢時(shí)，反饋是非常必要的。可以通過系統(tǒng)命令或其他細(xì)微的視覺和聽覺的反饋給用戶帶來判斷其手勢是否有效。

4 結(jié)語

本文通過對現(xiàn)有汽車HMI 產(chǎn)品評價(jià)及改進(jìn)情況進(jìn)行分析，主要研究了汽車的交互設(shè)計(jì)流程和方法，介紹了汽車人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的相關(guān)要素，為后續(xù)交互設(shè)計(jì)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

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