從信息藝術(shù)設(shè)計(jì)的角度看汽車HMI的發(fā)展

李紅亮

摘 要：汽車HMI設(shè)計(jì)是一個(gè)多學(xué)科、跨部門、合作交叉的工作，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)收集需求來(lái)設(shè)計(jì)整體人機(jī)界面交互方案。本文通過(guò)梳理汽車HMI發(fā)展過(guò)程中的技術(shù)迭代，分析促進(jìn)設(shè)計(jì)的用戶體驗(yàn)重要因素，總結(jié)設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)原則，從而為信息藝術(shù)設(shè)計(jì)師對(duì)汽車HMI相關(guān)工作提出具體的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：汽車;車載;HMI;信息藝術(shù)設(shè)計(jì);儀表;界面;交互;用戶體驗(yàn)

HMI（Human Machine Interaction）指的是人機(jī)交互，是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行信息交互的媒介，實(shí)質(zhì)上HMI實(shí)現(xiàn)的是信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。汽車HMI是人與汽車的人機(jī)交互，包含了調(diào)研、測(cè)試、信息結(jié)構(gòu)、可用性、界面交互、視覺(jué)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)文化傳播等工作的集合，需要設(shè)計(jì)部門，電器部門，需求部門，車聯(lián)網(wǎng)，供應(yīng)商多部門合作完成。

信息藝術(shù)設(shè)計(jì)致力于提高現(xiàn)代信息環(huán)境的品質(zhì)，滿足人們對(duì)信息生活的人性化要求。對(duì)于汽車HMI來(lái)說(shuō)，信息藝術(shù)設(shè)計(jì)以用戶體驗(yàn)為中心，從功能操控為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合信息技術(shù)手段，設(shè)計(jì)符合用戶行為習(xí)慣的人機(jī)界面和信息交互方式，并提升審美情趣。

從信息藝術(shù)設(shè)計(jì)的角度處理問(wèn)題，主要是對(duì)“藝術(shù)與科技”、“藝術(shù)與社會(huì)”、“藝術(shù)與商業(yè)”等多領(lǐng)域的交流和融通。對(duì)于汽車HMI的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師與工程師實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合并非易事，可以從兩個(gè)方面打開(kāi)彼此的壁壘。第一，尋求藝術(shù)與科技交叉的接口，通過(guò)技術(shù)激發(fā)創(chuàng)意，或通過(guò)需求激發(fā)技術(shù)。第二，為了實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)，探尋解決問(wèn)題的共同模式。汽車HMI的設(shè)計(jì)，多學(xué)科的合作是前提（圖1）。

因此，信息藝術(shù)設(shè)計(jì)師可以通過(guò)汽車HMI的發(fā)展，把握設(shè)計(jì)的趨勢(shì)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵因素。

1 汽車HMI的發(fā)展

從早期的儀表盤到當(dāng)前的智能交互中控，功能和顯示技術(shù)不斷迭代，從真空熒光顯示屏發(fā)展到采用液晶顯示器，再到小尺寸薄膜晶體管顯示器，視屏信息越來(lái)越清晰、視覺(jué)可視化越好越好，用戶感知明顯提升。目前從市場(chǎng)上來(lái)看，比較合理的方案是采用機(jī)械儀表結(jié)合數(shù)字儀表的方式，車載使用場(chǎng)景決定了儀表必須是安全性非常高的零件，溫差對(duì)元器件的影響較大。

虛擬儀表用屏幕取代了指針、數(shù)字等現(xiàn)有儀表盤上最具代表性的部分，其優(yōu)點(diǎn)是可以由用戶自己定義儀器系統(tǒng)，以滿足不同的要求，功能更加強(qiáng)大、靈活，更容易同網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)及其他應(yīng)用相連接。

虛擬儀表的圖形處理和顯示采用擬物化設(shè)計(jì)，提高用戶了解整車狀態(tài)的感知，整車的信息可視化信息交互變得更加的從容，有利于駕駛安全。此外，配合整車的內(nèi)飾進(jìn)行HMI的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以提升乘車舒適體驗(yàn)和儲(chǔ)物需求。從行業(yè)趨勢(shì)看，高清、集成、智能是汽車儀表的三大發(fā)展方向。

汽車HMI只是一個(gè)客觀的載體，體驗(yàn)創(chuàng)新最終還是要回歸到以人為中心展開(kāi)，無(wú)論是界面視覺(jué)還是交互設(shè)計(jì)，最終是對(duì)用戶體驗(yàn)負(fù)責(zé)。

隨著汽車HMI全面屏比例逐步步提升（圖2），虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)作捕捉、空間定位、人工智能介入的無(wú)人駕駛能夠促進(jìn)無(wú)意識(shí)和無(wú)縫連接的交互體驗(yàn)，“自然人機(jī)交互”成為未來(lái)的一大趨勢(shì)，手勢(shì)、語(yǔ)音、觸控、眼動(dòng)，甚至還有最新研究的腦電波+肌肉信號(hào)等，為汽車帶來(lái)了無(wú)縫式體驗(yàn)。

2 促進(jìn)汽車HMI用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要因素

人們?cè)谑褂闷嘓MI前的心理期望以及使用后對(duì)產(chǎn)品、服務(wù)及其系統(tǒng)產(chǎn)生的主觀印象和反饋是普遍對(duì)用戶體驗(yàn)的定義。

一方面，從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來(lái)看，體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)能夠增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)，也代表著在信息化時(shí)代人們生活水平與需求層次得到大幅度提高的標(biāo)志。汽車HMI提升用戶的帶來(lái)感官享受，及安全感的獲得和精神滿足。

另一方面，從心理學(xué)層面來(lái)說(shuō)，用戶對(duì)汽車HMI使用過(guò)程中集合了嗅覺(jué)體驗(yàn)、視覺(jué)體驗(yàn)、味覺(jué)體驗(yàn)、聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)以及觸覺(jué)體驗(yàn)，并最終將它們升華到用戶的精神層面、心理層面的感受， 甚至發(fā)展為情感體驗(yàn)。汽車HMI用戶體驗(yàn)的心理需求為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，讓設(shè)計(jì)能擺脫思維局限，向著更廣闊的空間發(fā)展。

3 汽車HMI的開(kāi)發(fā)流程及設(shè)計(jì)原則

汽車HMI的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)必須按照整車開(kāi)發(fā)的流程進(jìn)行，這樣才能在汽車設(shè)計(jì)制造的各個(gè)階段有效的管控和輸出響應(yīng)，設(shè)計(jì)出富有競(jìng)爭(zhēng)力的人機(jī)界面整體方案。依據(jù)整車開(kāi)發(fā)，汽車HMI的設(shè)計(jì)流程分為以下幾個(gè)方面，即用戶調(diào)研和評(píng)估、HMI概念和策略、HMI整體設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)、上市運(yùn)營(yíng)。

其中汽車HMI設(shè)計(jì)主要包含以下細(xì)分模塊，產(chǎn)品功能配置、內(nèi)飾設(shè)計(jì)、市場(chǎng)競(jìng)品對(duì)標(biāo)、人因分析、硬件約束、軟件約束、功能需求定義、交互設(shè)計(jì)、視覺(jué)設(shè)計(jì)。工程實(shí)現(xiàn)階段主要包含系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、硬件開(kāi)發(fā)、軟件開(kāi)發(fā)、整車測(cè)試與評(píng)價(jià)。

汽車行業(yè)具備自身的美學(xué)理念和設(shè)計(jì)規(guī)范，汽車HMI也具備一定的設(shè)計(jì)原則，即安全性、信息優(yōu)先級(jí)別、完整性、認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、信息可視化、個(gè)性化。從工程實(shí)現(xiàn)的技術(shù)上來(lái)說(shuō)，汽車HMI的設(shè)計(jì)效果通過(guò)軟件編程高保真輸出，不僅考慮操作系統(tǒng)的嵌入，還應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)用在具體的零件上。

智能化汽車的到來(lái)，汽車HMI的設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要從整個(gè)系統(tǒng)的硬件維度、軟件維度、HMI設(shè)計(jì)維度、平臺(tái)維度去綜合考慮并設(shè)計(jì)出最優(yōu)的人機(jī)交互整體方案。

4 汽車HMI的信息藝術(shù)設(shè)計(jì)思路及探索

在梳理汽車HMI發(fā)展的工程技術(shù)、體驗(yàn)因素相關(guān)層面上，信息藝術(shù)設(shè)計(jì)的任務(wù)應(yīng)該能夠呈現(xiàn)清晰的思路。

4.1 情景化

可根據(jù)用戶特征調(diào)整情景，提升用戶體驗(yàn)。

4.2 個(gè)性化

用戶根據(jù)自身需求自行組合操作順序。

4.3 儀式感

聲控、觸控所體現(xiàn)的駕駛樂(lè)趣，滿足心里需求。

4.4 可視化

視覺(jué)元素簡(jiǎn)化交流過(guò)程。

4.5 可調(diào)節(jié)

包括內(nèi)飾及HMI設(shè)備本身對(duì)于不同用戶的差異性需求。

隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車HMI的信息藝術(shù)設(shè)計(jì)正在逐步研究實(shí)施屏顯和交互的深化設(shè)計(jì)。

儀表與中控一體化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于把汽車內(nèi)零散瑣碎的布局編為統(tǒng)一的整體，方向盤與平視顯示儀結(jié)合將替代中控式的HMI，平視顯示儀最早出現(xiàn)在軍用飛機(jī)上， 降低飛行員需要低頭查看儀表的頻率，在汽車上普及平視顯示儀能夠更加簡(jiǎn)化操作界面，增加安全系數(shù)（圖3）。

自動(dòng)駕駛的研發(fā)，信息交互不局限于駕駛員和儀表、中控的屏幕交互，還有乘客與車的交互、手勢(shì)控制、車窗實(shí)景導(dǎo)航等， 智能座艙與場(chǎng)景化設(shè)計(jì)，信息輸入輸出更加生物化和智能化，給予了駕乘的舒適度與自由性。隨著汽車制造的高度智能化、網(wǎng)聯(lián)化，汽車將成為一個(gè)移動(dòng)的舒適空間，使駕駛員的雙手獲得充分解放。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，汽車HMI能賦予汽車的情感和思想，信息藝術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)革新理念，用以幫助解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，服務(wù)未來(lái)所需。

5 大膽展望

未來(lái)，隨著人工智能、智慧城市的發(fā)展，汽車作為城市交通的主要工具或許將被新的出行理念、出行方式所替代，汽車HMI的設(shè)計(jì)或?qū)⑥D(zhuǎn)化、遷移至新的、更為智能、合理的物質(zhì)載體，或是飛行器、或是自行設(shè)備、或是共享方式，信息藝術(shù)設(shè)計(jì)的任務(wù)將充滿挑戰(zhàn)和無(wú)限樂(lè)趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]張吉宇.車載信息與娛樂(lè)系統(tǒng)界面的交互設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，01.

[2] 鄭博偉，吳亞生.新能源汽車時(shí)代汽車HMI交互界面發(fā)展方向的探索[J].設(shè)計(jì)， 2018，05.

[3]疏梅，胡曉慶.電動(dòng)汽車車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)解析[J].設(shè)計(jì)，2017，30.

[4]2018-2023年中國(guó)汽車儀表市場(chǎng)監(jiān)測(cè)及投資前景研究報(bào)告 [EB/OL].博思數(shù)據(jù)研究中心，2017-12.

[5] 2020-2026年中國(guó)汽車儀表行業(yè)市場(chǎng)深度監(jiān)測(cè)及投資趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告 [EB/OL]. 智妍咨詢集團(tuán)，2019-11.

[6] 高晗，李博，韓挺.未來(lái)汽車人機(jī)交互系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)研究[J].包裝工程，2018，22.