鄭博偉　吳亞生

摘要：隨著計算機系統(tǒng)的迅速發(fā)展，汽車也變得越來越智能，從原來簡單的汽油機發(fā)展成為一個科技與智慧結合的新產物，隨著功能多樣化，與之增加的便是繁雜的操作方式，作為人機交流的橋梁，車內HMI交互界面的設計便顯得尤為重要，因此文章從多角度來介紹車載交互界面的現(xiàn)狀，設計原理，以及未來發(fā)展可能性的方向。

關鍵詞：車載HMI 交互設計 中控布局

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）03-0013-03

引言

隨著時代的進步，科技的飛速發(fā)展，許多傳統(tǒng)的生活方式正在悄然地發(fā)生著改變，以出行方式為例，新能源汽車的出現(xiàn)，在動能不變的情況下，極大地降低了我們出行的成本，而發(fā)生轉變的不僅僅是汽車的動能，車內的HMI交互界面設計風格與使用方式也在發(fā)生著轉變，正在向更智能、更人性化的交互模式上發(fā)展。

一、HMI車載界面與交互性設計

（一）HMI車載交互界面的重要性

伴隨著汽車計算機系統(tǒng)的智能化發(fā)展，車載HMI用戶體驗設計也變得更加重要，正逐漸從幕后走向臺前。

人機交互界面的用戶體驗設計包含用戶對車輛系統(tǒng)的認知過程，這是為了系統(tǒng)的實用性以及用戶友好性得以充分實現(xiàn)。當下的科技發(fā)展迅速，已極大地滿足了消費者基于物質條件的生理需求，因此心理需求便成為消費者區(qū)分選購汽車品牌的重要因素。如此看來，一個好的HMI設計對于汽車品牌來說便顯得尤為重要，不僅僅是企業(yè)生存的需要，更是時代發(fā)展的必然選擇。

不同于互聯(lián)網，HMI系統(tǒng)相對封閉，幾乎每一個汽車品牌都有屬于自己特色的HMI系統(tǒng)。針對此發(fā)展方式，給用戶提供互聯(lián)網多元化、個性化設計是具有十分重要的現(xiàn)實意義的，也是設計師的首要解決問題。

當下傳統(tǒng)汽車品牌的HMI中控雖有些許革新，但是仍舊脫離不了傳統(tǒng)設計觀念，較小的顯示屏配有部分物理按鍵，即使再怎么排布，其本質還是無法改變。而新能源汽車品牌特斯拉就帶給了我們耳目一新的體驗，全觸控屏式中控，對于傳統(tǒng)的汽車中控可以說是一場革命，幾乎拋棄了所有的物理按鍵，帶來了全新的用戶交互體驗。

因此，我們便借此新能源汽車時代來對車載HMI交互中控界面的革新可能性進行一場思考與探索。

（二）交互設計思維

既然談到交互設計，就不得不從其設計思維上說起，江南大學前設計學院院長辛向陽曾提出交互設計改變了設計中以物為對象的傳統(tǒng)，直接把人類的行為作為設計對象。在交互行為過程里，器物包括軟硬件只是實現(xiàn)行為的媒介、工具或手段。交互設計師更多地關注經過設計的、合理的用戶體驗，而不是簡單的產品物理屬性。人、動作、工具或媒介、目的和場景構成交互設計的五要素。傳統(tǒng)理解的設計，強調物的自身屬性合理配置，是“物理邏輯”。而合理組織行為，可稱為行為邏輯。交互設計過程中的決策邏輯主要采用行為邏輯。簡單來說就是在我們做交互設計的時候，首先必須要考慮到交互設計的五個要素，強調針對性與適用性，而物理邏輯與行為邏輯，則是區(qū)分一般設計與交互設計的關鍵因素，交互設計所要設計的是更符合邏輯的人類行為，以此來達到更快捷與準確的人機溝通效果。

二、透過手機的發(fā)展看車載HMI界面的發(fā)展

（一）手機交互界面的發(fā)展

蘋果公司首席執(zhí)行官史蒂夫·喬布斯在iphone發(fā)布會上曾提到過“不同應用程序有不同按鈕，觸摸屏可以適應成千上萬的變化，而固定按鈕不能。曾經智能手機的固定按鍵占據了一半的屏幕，不管你用不用它，它都在那里，不來不去”。確實，所有應用都得用這個固定好了的塑料按鍵來操控，但是每個應用都該有適合自己的用戶界面，都該有自己的特色，自己的使用習慣，如果按鍵不能變那就沒辦法了，他們不可能根據不同的應用自我調整。因此喬布斯給予了革命性的用戶界面，那就是蘋果系列手機。當然有人會提出疑問，按鍵式交互屏手機就沒有一絲發(fā)展的空間了么，然而看看黑莓手機與諾基亞手機的發(fā)展歷程，不難得出市場與用戶的選擇，才是時代發(fā)展的方向（如圖1）。

通過上述案例可以得出，大屏呈現(xiàn)與整合按鍵是大勢所趨。過多的物理按鍵確實會浪費掉我們很大一部分的空間，而按鍵的位置又不可改變，因此在軟件功能多樣化的今天，多少會顯得有些呆板與僵硬。我們要在有限的空間創(chuàng)造無限的可能性，就必須打破束縛，釋放所有可用空間，讓其可以根據操控需求進行隨時的調整與改變，來適應千變萬化軟件需求。

（二）現(xiàn)有車載HMI交互界面分析

與手機屏幕最相似的，就是車載交互屏。隨著車載計算機系統(tǒng)的飛速發(fā)展，一輛汽車不再單純的是一臺代步燃油機，而是已開始逐漸向智能體的發(fā)展方向，并可以與手機相連接，實現(xiàn)多種多樣的操控方式，汽車更像一部可移動的大型電腦。因此，車載HMI交互界面的設計便顯得尤為重要，它不僅僅是簡單的信息顯示，娛樂向操作，更重要的是人機交流的橋梁，通過它可以讓人類更好地實現(xiàn)與機器的溝通與協(xié)作配合。

通過Audi-A系列車型衍變來看，中控HMI設計逐步從物理按鍵發(fā)展到觸摸屏，儀表從機械顯示逐漸發(fā)展到純液晶顯示，其發(fā)展過程與手機屏幕發(fā)展歷程相似，均從固定布局模式發(fā)展為可操作性更強的屏幕式操作界面，其優(yōu)勢十分明顯，這樣設計可為更豐富的操作方式提供了有利條件，相較于以往固定式物理按鍵布局的風格固定化，觸摸屏式HMI不僅為今后更多的操作方式和娛樂方式提供了可能性，更多的是可以通過顯示屏內容風格的設計針對用戶群體做出改變，以求達到滿足消費者心理需求的目的。這也是為我們在實現(xiàn)了物理需求之后下一步要實現(xiàn)的心理需求作鋪墊（如圖2）。

自從液晶屏廣泛被應用到汽車HMI設計之后，HMI設計布局發(fā)生了巨大變化，通過著名汽車品牌BMW、Volvo、Audi、Tesla，等，中控HMI設計來看，當下主流中控HMl設計（物理+觸摸屏）布局形式，可歸納為以下四種。

1.以特斯拉電車為代表的中控觸摸屏與儀表位置平行，純觸摸屏。lesla的中控設計，完全拋棄物理按鍵，所有功能均通過觸摸屏來實現(xiàn)。這樣設計的好處不言而喻，足夠大的顯示屏可用來顯示任何需要顯示的信息，不受布局限制位置。但并非沒有缺陷，當駕駛員在駕駛車輛時，必須眼睛親自看到想要操作的位置，無法像有物理按鍵的中控那樣，通過盲觸便可以找到想要的操作，這樣的設計帶來的后果便是增加了駕駛時操作交互界面的風險（如圖3）。

2.以BMW X7為例，中控觸摸屏與儀表位置平行+大量物理按鍵。這種設計方案，中控觸摸屏的作用更多用來顯示信息，而不是信息輸入，它的信息輸入端更多是通過下面的物理按鍵來操作。而在下方駕駛盲區(qū)十分不便于查看的部分便設計成了物理按鍵式操作方式，方便盲觸操作（如圖4）。

3.以volvo concept為例，中控觸摸屏稍微位于儀表水平線下方+少量物理按鍵。這種設計方案，中控觸摸屏的作用不僅僅是信息輸出，并且是信息輸入，中控常用的功能快捷鍵，通過物理按鍵來實現(xiàn)，如：示寬燈、除霜、除霧、娛樂多媒體的暫停/播放、上/下首、快進/快退、音量加/減（如圖5）。

4.以Audi A82018為例，中控觸摸屏位于儀表水平線下方+少量物理按鍵。這種設計方案，下方的液晶屏，主要負責實現(xiàn)最經常用的功能空調調節(jié)，上方的液晶屏，主要實現(xiàn)導航、娛樂多媒體、藍牙電話、APP應用、設置，等（如圖6）。

以上是目前現(xiàn)有的比較集中流行的中控設計，但是隨著科技不斷深化，當駕駛進入L4/L5階段之后，HMI設計布局形式將會是怎么樣呢7

三、HMI車載交互界面的發(fā)展方向及探索

（一）HMI車載交互界面的設計思路

1.DIY界面規(guī)劃：設計通常很難滿足所有人的需求，即使設計師在前期構思十分縝密，也難以做到面面俱到，因此，DIY式中控頁面就顯得尤為重要，用戶可根據使用喜好自行組合中控里的操作排序，來達到適合自身使用習慣的目的，將設計工作分攤一部分給予用戶，這并不是設計師的偷懶，而是人性化設計的另一種體現(xiàn)形式。

2.情景化：情景化設計針對于液晶顯示屏，因為液晶顯示屏可有多種風格體現(xiàn)，在設計上不必拘泥于一種風格，一方面可根據用戶特征來進行調整。例如女性用戶在視覺呈現(xiàn)上更偏向于柔美，而男性用戶則更偏向現(xiàn)代感與硬朗簡約，另一方面，在夜間行車與在白天行車，在城市行車與在鄉(xiāng)間行車所帶來的感受體驗是不同的，因此設計師們也可以在車載HMI情景化設計中有所體現(xiàn)，充分發(fā)揮液晶顯示屏的優(yōu)勢，在有限的空間創(chuàng)造無限的可能性。

3.儀式感：儀式感對于汽車設計來說可以說是一個新名詞，顧名思義，就是要體現(xiàn)用戶在接近車輛與駕駛車輛的儀式感，通過車燈效果變幻以及車內顯示屏效果來體現(xiàn)迎接駕駛員的儀式感，這樣可以達到給予駕駛員心理喻悅的效果，滿足用戶駕駛時的心理需求（如圖7）。

4.圖標化：圖標化設計對于我們來說并不陌生，它不僅廣泛應用于汽車HMI設計之中，也應用于其他諸如平面設計、產品設計、室內設計之中。人類對于圖標的閱讀速度遠遠大于文字的閱讀速度，作為駕駛員在行車時是很少有時間仔細查看HMI中的信息的，多數(shù)精力需要放在路況上，因此，車載HMI中信息的圖標化設計就顯得尤為重要。

5.可調節(jié)：可調節(jié)指的是車內陳設的位置調節(jié)，包括HMI界面位置調節(jié)，座椅位置調節(jié)，方向盤位置調節(jié)，其作用與前面所提到的DIY類似，都是為了滿足用戶的差異性需求，讓駕駛員在駕駛時體驗到更舒適更愉悅的過程。

6.折疊式：折疊式設計思路在于最大化使用空間，通過折疊處理暫時不需要的設備隱藏起來，這樣做一方面可以避免造成空間上的浪費，使車內空間更加寬闊舒適，另一方面在整體陳設上也可做到整齊劃一，給駕駛員帶來心理的安適感。

（二）HMI車載交互界面未來發(fā)展方向展望與探索

以上是目前現(xiàn)有的比較集中流行的中控設計，以及設計思路，但是隨著科技不斷深化，當駕駛進入L4/L5階段之后，HMI設計布局形式將會是怎么樣呢？

1.HUD/AR-HUD（平視顯示器Head Up Display）技術不斷深化，方向盤與HUD結合將替代中控顯示。HUD，是運用在航空器上的飛行輔助儀器。平視的意思是指飛行員不需要低頭就能夠看到他需要的重要資訊。平視顯示器最早出現(xiàn)在軍用飛機上，降低飛行員需要低頭查看儀表的頻率，避免注意力中斷以及喪失對狀態(tài)意識（SituationAwareness）的掌握。因為HuD的方便性以及能夠提高飛行安全，民航機也紛紛跟進安裝。而HuD技術已足夠成熟，在未來的汽車上普及HuD已然成為一種汽車進步的方向，此技術的優(yōu)點不僅在于簡化了操作界面，更重要的是增加了駕駛員以及乘客的安全系數(shù)，而相對復雜的操作，如：設置功能，娛樂多媒體等，操作將通過下面touch板來實現(xiàn)（如圖8）。

2.儀表與中控一體化設計的優(yōu)點在于把汽車內零散瑣碎的布局化整為零，使車內陳設有序的編為一個統(tǒng)一的整體，其優(yōu)點不僅僅在于視覺呈現(xiàn)方面更加現(xiàn)代化與整體化，更重要的是在汽車組裝以及后期維修方面極大地減少了操作的復雜程度，可有效地降低人工成本（如圖9）。

3.真正進入L5完全自動駕駛階段，汽車內飾無處不是界面。這將給予人們極大的駕駛樂趣，無處不在的交互界面給予了駕駛員操作方式的多種可能性與自由性。信息輸入方式則是通過生物識別（臉部、指紋、等）、眼動、腦動、語音、手勢、觸摸；而信息輸出方式，例如語音、HUD、AR-HUD?；谖磥砣斯ぶ悄芗夹g的迅速發(fā)展，這將使汽車不在是一個冰冷的軀殼，轉而逐漸走向為一個極為智能的機械，其發(fā)展前景不可估量（如圖10）。

飛速發(fā)展的時代已經向人們有力地證明，當下限制人類發(fā)展的只能是人們的思想，只要人們敢想、敢做、敢實踐，人類未來的生活必定逐步走向科技化，智能化與現(xiàn)代化。新能源汽車時代是一個汽車設計變革的契機，我們要牢牢把握住機會，從中挖掘變革點革新理念，從而讓人類設計的產物更好地服務于人類，創(chuàng)造更美好的新生活。