快速上手-車(chē)載HMI設(shè)計(jì)要點(diǎn)-入門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)

一、前言

近幾年，依托5G和車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智慧車(chē)艙的概念有越來(lái)越猛之趨勢(shì)，汽車(chē)的中控開(kāi)始普遍搭載觸摸大屏，因?yàn)樽撌亲層脩粜纬傻谝挥∠蟮牡胤?，是用戶感知智能化最直接的媒?也是最容易讓車(chē)企發(fā)散思維，大膽創(chuàng)造的溫床，是用戶最能感受到品牌性格的地方。那么作為初入行的設(shè)計(jì)師，我們可以把車(chē)載類(lèi)比成大Pad來(lái)設(shè)計(jì)嗎？設(shè)計(jì)這兩者之間有什么需要注意的點(diǎn)嗎？本文讓你快速上手車(chē)載設(shè)計(jì)。

首先，這里有幾個(gè)常用詞，先科普一下?！驹~條內(nèi)容：百度百科】

HMI
是Human Machine Interface的縮寫(xiě)，“人機(jī)接口”，也叫人機(jī)界面，是交互和信息交換的媒介。

中控臺(tái)CID

俗稱中央控制臺(tái)，就是駕駛室前部正副駕駛前面那個(gè)工作臺(tái)。它是安裝儀表盤(pán)、空調(diào)和音響面板以及儲(chǔ)物盒、氣囊等裝置的載體。集成了各種車(chē)輛控制器。它的形式從傳統(tǒng)的按鍵旋鈕操作發(fā)展到現(xiàn)在的全觸
摸式屏幕。

車(chē)機(jī)

指的是安裝在汽車(chē)?yán)锩娴?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/車(chē)載">車(chē)載信息娛樂(lè)產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱，能夠?qū)崿F(xiàn)人與車(chē)，車(chē)與外界的信息通訊。車(chē)機(jī)大多安裝在中控臺(tái)里面，有的車(chē)機(jī)主機(jī)和屏幕是在一起，有的車(chē)機(jī)主機(jī)和屏幕分離的。早期有CD、DVD導(dǎo)航，現(xiàn)在則向智能化、信息化發(fā)展。

車(chē)載

是指專(zhuān)門(mén)在汽車(chē)上使用的產(chǎn)品，方便在汽車(chē)運(yùn)動(dòng)中使用，最常見(jiàn)的是車(chē)載MP3以及現(xiàn)在常見(jiàn)的車(chē)載在線音樂(lè)，車(chē)載導(dǎo)航，車(chē)載語(yǔ)音助手，車(chē)載攝像頭，手機(jī)的車(chē)載模式等。

中控上安裝有車(chē)機(jī)，車(chē)機(jī)里有車(chē)載app，車(chē)載app的好用易用就是HMI。

二、車(chē)載設(shè)計(jì)與移動(dòng)端設(shè)計(jì)有什么差別呢？

1. 人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)

（1）歷史

做車(chē)載必然要說(shuō)到人機(jī)工程學(xué)，1944年在劍橋大學(xué)建立了第一個(gè)研究人機(jī)交互問(wèn)題的劍橋座艙（即著名的Cambridge Cockpit）以解決飛行員們執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤和失誤，這也標(biāo)志著現(xiàn)代人機(jī)工程的起源。

（2）人機(jī)界面信息交換過(guò)程

人機(jī)工程研究的內(nèi)容可以簡(jiǎn)單理解為關(guān)注人-機(jī)-環(huán)境三方面互相作用產(chǎn)生的影響。所有車(chē)載設(shè)計(jì)，都要考慮到人-機(jī)-環(huán)境的因素，其核心是以人為本和人機(jī)工效。

（3）串聯(lián)式人機(jī)系統(tǒng)

一般的汽車(chē)駕駛，就是串聯(lián)式系統(tǒng)，人不踩剎車(chē)，汽車(chē)就不會(huì)停下來(lái)。如果駕駛員暈倒或者睡著了，車(chē)輛就失控，同樣，汽車(chē)如果沒(méi)油了，整個(gè)系統(tǒng)都得停止工作。

（4）并聯(lián)式人機(jī)系統(tǒng)

并聯(lián)式系統(tǒng)是人、機(jī)并接，兩者可以互相替代，在自動(dòng)化系統(tǒng)中，人-機(jī)之間多采取并聯(lián)的形式。在并聯(lián)式人-機(jī)系統(tǒng)中，人和機(jī)器可互相替代，一般由機(jī)器工作，必要時(shí)人可以接管。

自動(dòng)駕駛就是并聯(lián)式系統(tǒng)，比如在良好路況的條件下，自動(dòng)巡航路線前進(jìn)，人只需要在旁邊監(jiān)控。遇到突發(fā)狀況或復(fù)雜狀況，人隨時(shí)可以接管操作。

現(xiàn)代人機(jī)系統(tǒng)中，駕駛?cè)藛T是在復(fù)雜的駕駛環(huán)境中操作復(fù)雜的車(chē)控系統(tǒng)和車(chē)載設(shè)備，人在這種環(huán)境中，既要靠眼睛來(lái)觀察環(huán)境，又要靠細(xì)致的注視來(lái)完成精確的控制動(dòng)作，通過(guò)人機(jī)工程技術(shù)分析，就可知道人在操作時(shí)如何分配注意力、體力，同時(shí)了解儀表、屏幕以及外視景如何設(shè)計(jì)和合理分配才能獲得最好的人機(jī)交互，既減駕駛員的駕駛負(fù)荷又避免出錯(cuò)，切實(shí)提高人機(jī)工效。

2. 安全駕駛第一

車(chē)載與平板本質(zhì)的區(qū)別在于：完成任務(wù)的環(huán)境不一樣，拿著Pad時(shí)，用戶往往處于一個(gè)安全的環(huán)境，用戶可以把設(shè)備靠近面部，全部注意力集中在平板的操作上。而車(chē)載是處于一個(gè)駕駛狀態(tài)，要求駕駛員的注意力要在駕駛和路面上。

這對(duì)駕駛員的注意力分配有要求。提供越來(lái)越多的功能可能會(huì)分散駕駛員對(duì)安全駕駛車(chē)輛的注意力。而在駕駛行為中，95%的視覺(jué)注意力要在前方。保證安全駕駛。

移動(dòng)端體驗(yàn)不好，易用性差，最多導(dǎo)致用戶不再使用。但是如果車(chē)載app不好用，可能付出的就是生命的代價(jià)。

三個(gè)心理學(xué)的小知識(shí)：

（1）最強(qiáng)選擇原理—大腦的信息處理

我們可以用計(jì)算機(jī)信息處理過(guò)程來(lái)類(lèi)比人類(lèi)的信息處理過(guò)，（感官）輸入-（大腦）處理-（記憶）存儲(chǔ)-（行動(dòng)）輸出。與機(jī)器不同，我們大腦收到的信息量極大，大腦感知會(huì)優(yōu)先處理重要的信息。我們的感知會(huì)有兩種工作方式，觸發(fā)本能層的響應(yīng)和根據(jù)長(zhǎng)期記憶和學(xué)習(xí)形成的條件反射。

例如，當(dāng)汽車(chē)駛向十字路口，駕駛員在接近十字路口時(shí)看到了紅綠燈、經(jīng)過(guò)的車(chē)輛和行人等，并可能聽(tīng)到車(chē)內(nèi)音響的音樂(lè)和副駕的談話。在這一大堆紛雜的信息中，只有一小部分?jǐn)?shù)量的信息可以被感知到，（如黃燈閃爍了，有小孩突然竄出馬路）觸發(fā)本能的反應(yīng)，會(huì)使駕駛員瞳孔放大，呼吸加速，心跳加速，出汗，肌肉緊張等。而在看到了黃燈閃爍時(shí)，駕駛員可以選擇加速通過(guò)或者減速停下，這個(gè)決定必須迅速做出。駕駛員可以使用工作記憶，根據(jù)與路口的距離，車(chē)輛的速度，剩余時(shí)間，判斷是該踩油門(mén)加速還是該踩剎車(chē)減速。

在這些過(guò)程中，大腦大量的注意力分配在處理駕駛操作上，音樂(lè)聲和交談內(nèi)容都會(huì)因?yàn)椴粔蛑匾?，而被忽視?/p>

（2）心理負(fù)荷

在駕駛過(guò)程中，駕駛員到底有多忙？他的任務(wù)有多復(fù)雜？是否還有能力做其他操作？能否應(yīng)對(duì)突發(fā)事件？他在執(zhí)行任務(wù)中的感覺(jué)如何？等等。我們的大腦中提供信息處理的CPU資源是有限的，超出了它的能力，就會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷。

（3）分神與疲勞

交通事故發(fā)生時(shí)，有很大一部分原因不是駕駛員技術(shù)有問(wèn)題，而是他們?cè)陂_(kāi)車(chē)過(guò)程中注意力不集中。駕駛分神的原因可以從不同角度來(lái)分類(lèi)：內(nèi)因（思想分神）和外因（自身以外因素）；技術(shù)性的（操作某設(shè)備）和非技術(shù)性的（吃東西）；分神對(duì)駕駛影響受以下因素的影響，駕駛員年齡、疲勞程度、駕駛經(jīng)驗(yàn)、個(gè)性，甚至與副駕有關(guān)。

3. 屏幕各異

（1）尺寸不一

車(chē)載屏幕不像手機(jī)屏和pad屏，尺寸大小受限與人類(lèi)的手掌和手臂力量。車(chē)載屏幕的大小與形狀，往往與車(chē)輛的定位、價(jià)格掛鉤。所以同一個(gè)廠商，他在不同的價(jià)格定位車(chē)型中，會(huì)使用不同尺寸的屏幕。更有甚者，為了凸顯高級(jí)會(huì)使用不規(guī)則形狀的屏幕。在移動(dòng)端的屏幕適配難題，在車(chē)載端會(huì)被10倍的放大。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)需要考慮頁(yè)面在小屏幕，超大屏，超長(zhǎng)屏，豎屏，雙屏、三屏、T型一體屏等產(chǎn)品形態(tài)。

（2）主副駕不一

其次，由于前排是有主副駕的，這就會(huì)有主副駕共用屏幕和分屏操作的區(qū)別。而在工具屬性強(qiáng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，有廠家把導(dǎo)航任務(wù)放在最重要的級(jí)別中，那就可能會(huì)有用分屏來(lái)并列導(dǎo)航任務(wù)和其他任務(wù)。

所以很多界面需要考慮到彈性適配。

（3）色彩不一

再次，同一輛車(chē)的受眾會(huì)有不同的用戶畫(huà)像，針對(duì)不同的用戶和環(huán)境，車(chē)載界面往往會(huì)有白天模式和夜晚模式。

而黑夜白天模式，不僅僅是用白底換黑底那么簡(jiǎn)單的，而是在不同亮度的環(huán)境下，使用的視覺(jué)感光細(xì)胞種類(lèi)和數(shù)量都不一樣。

在光線充足的情況下，我們更多的用到錐狀細(xì)胞，它是明視覺(jué)器官，主要負(fù)責(zé)光亮條件下人的視覺(jué)活動(dòng)，既可辨別光的強(qiáng)弱，又可辨別彩色，具有較高的視覺(jué)敏感性，能辨別細(xì)節(jié)。所以設(shè)計(jì)白天模式時(shí)，我們可以使用豐富的色彩。

在黑暗中，瞳孔放大，我們更多的用到視桿細(xì)胞，它是感受弱光刺激的細(xì)胞，對(duì)光線的強(qiáng)弱反應(yīng)非常敏感，所以明度變化是重點(diǎn)。由于視桿細(xì)胞集中分布在視覺(jué)凹中心，所以設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容集中在靠近屏幕左上方，而屏幕右下方的設(shè)計(jì)，會(huì)由于細(xì)胞分布少而看不見(jiàn)。

4. 車(chē)廠主張決定框架

任何應(yīng)用的設(shè)計(jì)都依賴系統(tǒng)架構(gòu)方案，尤其在車(chē)載設(shè)計(jì)中，很少采用完全沉浸的應(yīng)用設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)看，目前車(chē)載的架構(gòu)有以下幾種：

（1）導(dǎo)航為主

常見(jiàn)的有特斯拉、蔚來(lái)汽車(chē)等，他們以地圖為底，首顯示地圖及當(dāng)前定位信息：

（2）正-主-負(fù)屏

三屏結(jié)構(gòu)，左右橫滑瀏覽全部入口：

（3）菜單界面

菜單界面有多種樣式，主要常駐的有系統(tǒng)欄、狀態(tài)欄、控制bar、內(nèi)容區(qū)等。

系統(tǒng)欄 系統(tǒng)欄主要包含系統(tǒng)功能與快捷啟動(dòng)功能。根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品架構(gòu)的理解和設(shè)計(jì)理念不同，略有差異。系統(tǒng)欄作為系統(tǒng)級(jí)功能承載著系統(tǒng)核心交互的方式。

三、那么我們可以從哪些地方快速上手呢？

1. 做減法

（1）解放視覺(jué)注意力

對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)，視覺(jué)是他獲取車(chē)內(nèi)車(chē)外信息最重要的器官，目前80%的與駕駛相關(guān)的信息都是通過(guò)視覺(jué)獲得的。在不搶奪駕駛員視覺(jué)注意力的情況下，設(shè)計(jì)頁(yè)面要做大做強(qiáng) —— 信息尺寸要大、重要的信息要強(qiáng)。確保駕駛員在行駛中可以快速處理。

觸及控件設(shè)計(jì)的合理尺寸為至少12mm。

在人機(jī)工效學(xué)的研究中，認(rèn)為用食指操作，觸擊范圍在7mm左右比較合適，加上車(chē)輛行駛過(guò)程中，車(chē)輛抖動(dòng)和駕駛員注意力分散，建議車(chē)載的熱區(qū)最小為12mm。

增大熱區(qū)，在交互元素周?chē)砑?padding 來(lái)創(chuàng)建舒適的命中區(qū)域。

（2）減少噪音

在認(rèn)知心理學(xué)里有一個(gè)詞叫“噪音”，所有干擾注意力的因素都叫“噪音”。

在移動(dòng)端我們常?？吹降脑胍粲?，跳動(dòng)的gif動(dòng)畫(huà)，或者混亂的元素排布。這些干擾用戶注意力，影響大腦做出反應(yīng)的因素都要被弱化。

在車(chē)載上，若是有輸入框，需要輸入文字，往往就會(huì)每次只顯示一個(gè)輸入的輸入框，其他上下表單都不能出現(xiàn)干擾用戶。

（3）減少層級(jí)

車(chē)載的層級(jí)不能太深，最多只有三級(jí)，并且往往會(huì)用home鍵一鍵回到首頁(yè)，和快速喚起頁(yè)面。這就需要我們合理布局產(chǎn)品的架構(gòu)。

2. 做加法

在大部分視覺(jué)注意力需要被前方車(chē)路情況占據(jù)的時(shí)候，還要進(jìn)行復(fù)雜的車(chē)機(jī)操作，需要大量的視覺(jué)資源的參與，人的其他感官會(huì)更多的參與交互。在盡可能少的占用心理資源的情況下，我們要給交互方法做加法。

（1）語(yǔ)音交互

大部分的智慧車(chē)載都有語(yǔ)音交互功能。從聽(tīng)歌，到發(fā)起導(dǎo)航，更有甚者訂外賣(mài)訂酒店都可以一句話搞定。語(yǔ)音的界面可以減少執(zhí)行次要任務(wù)對(duì)駕車(chē)和找路等任務(wù)的分心程度。另外，對(duì)中老年人而言，他們的學(xué)習(xí)能力和視力下降，語(yǔ)音系統(tǒng)在這個(gè)用戶群體中更有優(yōu)勢(shì)。

語(yǔ)音交互也有界面設(shè)計(jì)，這個(gè)界面就不是視覺(jué)的界面。但是牽扯到在車(chē)機(jī)屏上，會(huì)有一些顯示。語(yǔ)音交流時(shí)，常會(huì)顯示以下幾個(gè)狀態(tài)：

要注意的是，基于語(yǔ)音的交互系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)主要在于語(yǔ)音本身的保持時(shí)間很短，對(duì)人的工作記憶要求很高，并且需要使用者能夠使用明確的命令，所以，可以采用問(wèn)答的形式來(lái)達(dá)到減輕使用者記憶負(fù)擔(dān)的目的。常見(jiàn)的就會(huì)時(shí)常提示有哪些命令，來(lái)訓(xùn)練駕駛員使用符合規(guī)范的命令，如滾動(dòng)出現(xiàn)提示語(yǔ)“你可以問(wèn)我，今天的天氣怎么樣”。讓使用者潛移默化的學(xué)習(xí)語(yǔ)言的使用方法。

（2）手勢(shì)交互

非觸摸手勢(shì)交互/3D手勢(shì)：

也叫非觸摸手勢(shì)交互/3D手勢(shì)，常見(jiàn)的是駕駛者對(duì)車(chē)內(nèi)攝像頭，做出揮手，比心，點(diǎn)贊，OK等手勢(shì)，與車(chē)機(jī)進(jìn)行互動(dòng)和完成任務(wù)。

交互手勢(shì)：

也叫全觸摸式交互/觸屏手勢(shì)交互，使用的是電阻屏幕，而且駕駛位與屏幕間特殊的物理距離和視覺(jué)角度，系統(tǒng)的

交互手勢(shì)會(huì)有一定的局限性；

觸屏手勢(shì)交互普遍有以下幾種：

點(diǎn)擊：觸發(fā)對(duì)象的默認(rèn)操作，激活一個(gè)控件或者選擇一個(gè)對(duì)象

長(zhǎng)按：觸發(fā)對(duì)象的默認(rèn)操作

單指拖動(dòng)：讓一個(gè)元素從一邊移動(dòng)到另一邊，或者在屏幕內(nèi)拖動(dòng)元素。

單指輕掃：快速滾動(dòng)或平移，查看更多內(nèi)容

單指雙擊：視頻播放時(shí)，觸發(fā)暫?；虿シ?/p>

雙指操作：在地圖等頁(yè)面擴(kuò)大或縮小地圖

（3）實(shí)體交互方式

旋鈕與物理按鈕，常見(jiàn)的有撥桿，旋鈕、實(shí)體按鈕，觸控板。

這些按鈕在熟記位置之后可以幫助駕駛員在不使用視覺(jué)的情況下，或者不方便用手點(diǎn)屏幕的時(shí)候，進(jìn)行一定程度的盲操，比較安全。其常有的操控功能有，喚醒屏幕，調(diào)節(jié)空調(diào)，調(diào)節(jié)音量，上一個(gè)，下一個(gè)，確定操作，返回主頁(yè)，等等。

當(dāng)然，實(shí)體控件也是在屏幕失效的時(shí)候還能操控車(chē)輛，是最后的保障。

（4）主動(dòng)交互

作為AI功能集大成的智能駕艙，不再是等待用戶去發(fā)起任務(wù)，而是會(huì)根據(jù)人-場(chǎng)-境的不同，主動(dòng)發(fā)起交互。這個(gè)時(shí)候，就更需要設(shè)計(jì)師從用戶體驗(yàn)的角度出發(fā)，從用戶需要什么的角度去思考。

比如，人臉探測(cè)到在特定的場(chǎng)景，用戶可能傷心難過(guò)時(shí)，會(huì)主動(dòng)做出安慰的方案，根據(jù)各家廠商的不同方案，會(huì)有智能語(yǔ)音助手的安慰，虛擬擁抱，播放音樂(lè)等。

在探測(cè)到疲勞、犯困等狀況時(shí)，會(huì)提醒要不要開(kāi)窗透氣，或者去下一個(gè)休息站休息一下。

在臨到節(jié)假日紀(jì)念日時(shí)，會(huì)提示或者祝福節(jié)日快樂(lè)，甚者給出節(jié)日的慶祝方案，比如去看電影等。

若在固定時(shí)間有固定的操作習(xí)慣，那么下次再到這個(gè)觸發(fā)時(shí)機(jī)，可以主動(dòng)詢問(wèn)是否要做某任務(wù)，比如開(kāi)車(chē)聽(tīng)書(shū)。

3. 視覺(jué)在上，操作在下

在駕駛過(guò)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(shí)間來(lái)操控車(chē)載。為避免用戶操作動(dòng)作干擾用戶的注意力，因此信息布局必須以最好的方式呈現(xiàn)。

（1）車(chē)載人機(jī)交互主要分為：車(chē)機(jī)信息輸出和用戶交互輸入

由于駕駛艙的特殊性，車(chē)機(jī)的熱區(qū)可以分為視覺(jué)熱區(qū)和操作熱區(qū)。操作者距離屏幕有一定距離，并且需要使用大臂帶動(dòng)手腕，完成操作交互。所以對(duì)車(chē)載界面的操作區(qū)域的位置、大小、距離有一定的要求。為避免遮擋造成對(duì)駕駛的干擾，所以建議信息展示和操作有所側(cè)重，保證單手操作/實(shí)體按鍵/快捷操作（方向盤(pán)按鍵）。并只要點(diǎn)擊到卡片某個(gè)區(qū)域（操作熱區(qū)是整個(gè)大卡片）就能進(jìn)入并操作該功能，有效保證駕駛安全。

（2）視覺(jué)熱區(qū)——內(nèi)容在上

由于駕駛員視點(diǎn)與車(chē)載臺(tái)之間的橫向距離，與正前方操控位置的直接距離，以及行車(chē)時(shí)瞳孔至車(chē)載臺(tái)中心距離等物理?xiàng)l件限制，建議輸入類(lèi)信息展示集中在偏左偏上的位置。

（3）操作熱區(qū)——操作在下

行車(chē)時(shí)由于斜視操作，圖標(biāo)大小至少為正常直視操作的4倍（2×2），操作時(shí)手臂伸展較為舒適的角度。正常行車(chē)時(shí)，離駕駛位置最遠(yuǎn)的視線距離約為65~82cm，操作距離約為50~65cm（屏幕與肩部之間距離）正常人的手臂長(zhǎng)度為身高的2/5到3/7, 大部分在60cm-72cm左右。操作功能區(qū)在右邊時(shí)，對(duì)于身材較小的人來(lái)說(shuō)操作不便。側(cè)邊物理按鈕，屏幕深度等原因造成一些視覺(jué)盲點(diǎn)，位于這個(gè)部位的操作必須是最常用且不會(huì)變化的。

（4）避開(kāi)方向盤(pán)

但是有一點(diǎn)需要注意，但是又因車(chē)而異的是，要注意方向盤(pán)對(duì)大屏的信息和接觸的遮擋，應(yīng)該盡量避免把操作控件和重要信息放置在那里。

四、總結(jié)

一直以來(lái)，汽車(chē)設(shè)計(jì)都是科技與藝術(shù)最前沿的展示與結(jié)合，也是制造業(yè)和工業(yè)最精湛技術(shù)的展現(xiàn)。但在信息革命的浪潮中，人工智能、大數(shù)據(jù)、和HMI的運(yùn)用顯得既謹(jǐn)慎又超前。雖然智慧屏幕在車(chē)機(jī)上剛剛開(kāi)始起步，但是憑借它的高科技，在未來(lái)具有巨大的生命力，這是一個(gè)長(zhǎng)期的課題，在傳統(tǒng)的用戶體驗(yàn)的可用性、易用性上，還對(duì)其安全下限有極高的要求。

HMI設(shè)計(jì)師入門(mén)需要具備相應(yīng)的人體工學(xué)、工程心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、人工智能、前端等知識(shí)，來(lái)設(shè)計(jì)合理的界面信息功能。同時(shí)這也是一個(gè)多部門(mén)合作的結(jié)晶，為了讓用戶專(zhuān)注于駕駛?cè)蝿?wù)，避免視覺(jué)/手動(dòng)操控對(duì)車(chē)載屏幕的過(guò)多操作，我們更要充分利用人工智能，為其設(shè)計(jì)合理的人機(jī)交互場(chǎng)景。

在通往HMI設(shè)計(jì)師專(zhuān)家的路上，我們需要了解得還很多。