淺談視覺認(rèn)知下車載交互系統(tǒng)的發(fā)展

（陜西師范大學(xué)心理學(xué)院，陜西 西安 710062）

一、車載數(shù)字化交互系統(tǒng)的發(fā)展

智能汽車正在成為繼手機(jī)之后的新終端。目前，大部分車輛都能夠通過車聯(lián)網(wǎng)或車內(nèi)移動(dòng)設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)，一方面可以汽車與成熟的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品如手機(jī)、平板等連接，另一方面也有可能根據(jù)車輛內(nèi)部環(huán)境而產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)和商業(yè)機(jī)會(huì)。關(guān)于智能車輛相關(guān)服務(wù)成為智能汽車人機(jī)交互設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一[1]。

隨著技術(shù)的普遍進(jìn)步和計(jì)算機(jī)界面在各個(gè)領(lǐng)域的大量使用，人機(jī)交互研究的重要性越來越受到重視，因其涌現(xiàn)、系統(tǒng)導(dǎo)致的認(rèn)知負(fù)荷的增加導(dǎo)致了性能的下降、美學(xué)和設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。人機(jī)界面交互的基本方式是以可視界面和觸控方式這兩個(gè)方向主要通過點(diǎn)、滑等觸摸型方式，從而實(shí)現(xiàn)與車輛系統(tǒng)的交互控制，進(jìn)而產(chǎn)生社交、娛樂體驗(yàn)及獲取路況、車況和環(huán)境信息在駕駛過程中，用戶的大部分注意力需要集中在道路上，但用戶幾乎全部的瞬間注意力都被可視界面和手控交互行為占用，為行車安全構(gòu)成了一定的威脅。為應(yīng)對這種嚴(yán)峻的情況，抬頭顯示（Head Up Display）技術(shù)作為一項(xiàng)解決方案出現(xiàn)并正逐漸應(yīng)用于汽車之中。但出于行車安全性考慮，HUD 所呈現(xiàn)的信息必須盡可能簡單，不能占用過多視覺區(qū)域，大多數(shù) HUD 目前只呈現(xiàn)車況和路況的必要信息，幫助駕駛員時(shí)刻關(guān)注道路狀態(tài)。在自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展完善并普及應(yīng)用前，可視界面和觸控交互方式仍是車載主要交互方式。

二、視覺認(rèn)知和車載交互關(guān)系探索

視覺因素是影響用戶認(rèn)知效率的重要因素，額外的視覺元素不僅降低對信息的識(shí)別率，也會(huì)帶來不良的用戶體驗(yàn)。視覺因素不僅是界面美學(xué)，還參考了界面中的圖形使用、字體尺寸和畫面比例、信息整合等。視覺化的圖形文字傳達(dá)給用戶信息，把用戶的注意力集中在信息本身上。有研究結(jié)果表明，造成事故的重要原因是駕駛員的錯(cuò)誤操作，而導(dǎo)致駕駛員操作失誤的最直接原因就是在駕駛過程中駕駛員沒能及時(shí)獲取外部信息，從而對駕駛情況作出錯(cuò)誤的判斷。研究表明，駕駛?cè)双@取外界信息時(shí)使用的感覺器官的比例為：視覺占80%，聽覺占14%，觸覺占2%，味覺占2%，嗅覺占2%(曾慶抒 &趙江洪,2014)。因此，視覺是人機(jī)交互界面中最重要的傳遞信息的載體，基于人因工程的數(shù)字化人機(jī)界面信息可視化研究是人機(jī)界面設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方向。

界面的視覺搜索是一項(xiàng)涉及多種認(rèn)知資源的活動(dòng)。在感知過程中，具有高認(rèn)知負(fù)荷的界面需要更多的資源來感知不同形式的界面和線索。用戶遍歷界面，從可用元素中選擇與搜索目標(biāo)最相關(guān)的元素。如果元素相關(guān)，則將被感知到，否則用戶就會(huì)修改他的請求，以尋找界面中的其他元素。這是由Lavie 等人開發(fā)的選擇性注意負(fù)荷理論中描述的更活躍的注意機(jī)制支持的。根據(jù)該理論,有兩種選擇性注意機(jī)制：知覺選擇,用戶可以忽略無關(guān)的錯(cuò)誤選擇刺激在高認(rèn)知負(fù)荷下,二是更積極的認(rèn)知控制機(jī)制,機(jī)制無關(guān)的錯(cuò)誤的阻止進(jìn)一步的處理,即使這些被認(rèn)為保持低認(rèn)知負(fù)荷。因此，如果界面被認(rèn)為太復(fù)雜，用戶可能沒有或不愿意花費(fèi)認(rèn)知資源，注意力可能是不確定的。相確定性和無聊感會(huì)調(diào)節(jié)界面的舒緩感知和美學(xué)。

三、數(shù)字化交互界面設(shè)計(jì)

數(shù)字界面設(shè)計(jì)中許多界面的特點(diǎn)是使用離散幾何形狀的界面元素，利用不同界面元素設(shè)置陣列或布局，合理的布局可以減少認(rèn)知工作量，是增強(qiáng)感知和美感的重要組成部分。因此，用戶可以在可視化搜索和相關(guān)操作完成的情況下，高效、快速地獲取信息。界面布局暗指一個(gè)清晰的人工界面方式與名稱上的認(rèn)知負(fù)荷，其混亂的內(nèi)容可以通過元素和空間之間的關(guān)系組織，用戶體驗(yàn)和搜索信息能夠變得順暢[2]，用戶界面研究方法包括用戶評(píng)估、操作性能、口頭分析和評(píng)價(jià)界面瀏覽[3]。

界面通常由文字、線條、圖形、顏色、符號(hào)等視覺元素組成，以及音樂、視頻等其他多媒體元素，它可以作為傳達(dá)信息的媒介。界面信息以多種表現(xiàn)方式進(jìn)行呈現(xiàn)和傳達(dá)，方便人們通過視覺通道接收信息，為人們接收數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)和交流提供了新的方法和態(tài)度。

四、總結(jié)與展望

未來，人機(jī)交互設(shè)計(jì)將成為智能汽車發(fā)展與創(chuàng)新的核心要素。隨著用戶需求的不斷提升，汽車不僅僅是簡單的交通工具，也將滿足用戶對信息、娛樂、辦公、生活等方面的需求。智能汽車功能走向多樣化和復(fù)雜化趨勢，人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理將在很大程度上影響了汽車的安全性和便捷性。一方面豐富了人們的駕駛需求，另一方面也意味著過多的信息種類會(huì)分散駕駛員的注意力，導(dǎo)致駕駛員的認(rèn)知負(fù)荷變大，從而增加了安全隱患問題。為了最大程度地減少在操作中的干擾因素，降低注意力分散，就要分析駕駛員的生理和心理特征，制定信息交互呈現(xiàn)的策略，合理設(shè)計(jì)安全駕駛、娛樂通訊等視覺信息。