2021-11-17 濤濤
HMI是Human Machine Interface 的縮寫，“人機接口”，也叫人機界面。凡是參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。本文將深度剖析車載界面的設計要點及注意規范。
智慧城市的建設趨勢越來越顯著，政府對于汽車智能化、信息化發展非常重視，汽車駕駛體驗感與個性化的設計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的重視，人機交互設計工作內容也成為重要環節。
對于人機界面，首先我們要明確一些概念。
1、人機界面與人們常說的“觸摸屏”有什么區別？
從嚴格意義上來說，兩者是有本質上的區別的。因為“觸摸屏”僅是人機界面產品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設備；而人機界面產品則是一種包含硬件和軟件的人機交互設備。在工業中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機界面產品稱為“觸摸屏”，但這是不科學的。
2.人機界面產品中是否有操作系統？
任何人機界面產品都有系統軟件部分，系統軟件運行在HMI的處理器中，支持多任務處理功能，處理器中需有小型的操作系統管理系統軟件的運行?；谄桨逵嬎銠C的高性能人機界面產品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系統。
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，因此在特殊環境下操作車載系統，我們無法用傳統移動端沉浸式的設計思維來設計車載的界面與功能，需要放下所謂的美學，緊扣實際場景下的交互方式與用戶需求來設計，因為在極短時間內導致我們必須對所有可能用到的功能入口一步即達，對信息的布局必須做到一眼即見。
汽車HMI有自己的設計原則和設計規范以及美學理念。
汽車行業本身是一個有著強烈美學理念和設計規范的行業，其實準確的說應該是汽車HMI中控設計是基于自身傳統規范，結合互聯網移動端和Web端的基礎上，慢慢形成了一種新的設計規范。
在開始講解之前，我們首先要了解官方的一些設計規范。
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工作狀況的裝置。一般由時速表、轉速表、機油壓力表、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行信息交流的重要接口。當今純液晶屏的儀表盤占市場主導地位，純機械、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，運用在戰斗機上，由于戰斗機上很多信息需要飛機駕駛員隨時查看，避免駕駛員低頭看儀表而分心，隨后又普及在民航客機上，由于HUD的方便性以及能夠提高飛行安全，這項技術后來也發展到汽車行業，汽車搭載的HUD抬頭數字顯示功能，是利用光學反射的原理，將重要的行駛信息胎壓、速度和轉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、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，前五名企業市場份額超95%。近三年，隨著國內智能駕駛技術商業化落地加快，不少自主品牌供應商開始嶄露頭角，且爆發力十足。HUD的發展會越來越迅猛，原因主要有以下幾點。
1、HUD作為ADAS人機交互的窗口，可以呈現駕駛輔助信息，提升駕駛的安全性和舒適性，使駕駛者擁有更佳的應用體驗；
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聯發展戰略的推動和扶持下，轉型動作快、力度大，產品創新和應用上也更加大膽和前衛。、
3、HUD技術上取得突破，顯示效果大幅改善；
4、隨著技術升級，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，主要功能點為視頻、音樂、游戲等等，幫助后排乘客打發時間，所以后排的娛樂系統就是為娛樂而生，無需考慮安全性。
車載界面的設計原則
1.迅捷性
與人們常常所說的三秒設計原則類似。移動端系統為沉浸式操作，而車載系統不一樣，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的功能邏輯，信息布局都必須在極短的時間內以最好的方式呈現。
而如果用戶沒有在這個時間以內完成操作任務，要么用戶選擇放棄，重新再來；要么用戶花費更多時間和精力，但這樣駕駛的危險系數會成倍增長。經筆者多次在不同路段試驗，統計下來平均每次操作，即視線與注意力專注在車載上的時間，無法超過三秒，事實上，當進入第三秒時，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，無論是用戶第一次操作失敗，重新注意路況后，再重復操作，還是用戶持續操作直到任務完成，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，也因此交互的設計與信息布局的設計都需要做到最極致的狀態。
隨著大屏、多屏化的發展趨勢，觸摸和語音控制應時而生，為了增強操作合理性，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。
人機交互定義需要區分車輛是行駛中還是靜止狀態，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。
得益于計算機算法的強大，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，避免過多信息的干擾，必須做到界面顯示輕量化。
這也是為什么飛機駕駛艙內、國際空間站內的各種操控開關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，而是因為考慮到在實際應用場景下，專業素質的人員不需要也沒有時間去欣賞美觀的界面，學習我們所認為的交互方式。
保障關鍵信息是醒目的，容易讓用戶視覺快速捕獲，在各種環境場景下具有良好的可見性和易讀性，無需駕駛員費力尋找和識別。
這里所說的及時性指的是反饋信息的及時性，我們要考慮實現全方位的信息提示，著重考慮視覺層面和聽覺層面。
在駕駛的過程當中，司機的雙手被占用，于是眼睛和耳朵感知要提高，與移動端的視覺顯示不同，HMI設計師需要注意除了基礎的視覺顯示規范外，還需格外注意與安全相關信息的展示、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，通過語音反饋司機需要獲取的信息，能讓司機盡量保持視覺焦點在路況上。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。
我們不僅要考慮設計層面，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，現在的趨勢越來越趨向重觸屏，輕按鈕，這樣不僅系統迭代成本小，功能可以動態分布。
但是對于一些精準調節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，智能旋鈕可以解決大部分屏幕調節的不精準的痛點，而效率又高。
（2）語音
在汽車人機交互中，語音交互被認為是車內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、觸控交互的很好補充，能夠讓車主通過簡單的手勢和語音就能完成車內的交互任務，也是能夠增加交互趣味性、表達情感、傳達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和IPAD，手機和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。
所以要想系統整體跳出基礎可用性范圍，進階到好用的層次，系統對各種復雜交插的應用場景的處理需要更加智能（如導航中的來電，緊急路況的提示），對車內環境控制（如聲音、氣溫）需要更加敏感。車載系統的設計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，都有著明顯獨特的場景和特點，要做好車載系統設計，我們需要有豐富的同理心以及親身體驗并反復驗證設計。
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