全面升級駕駛艙交互體驗，升級后的CGI Studio引領(lǐng)汽車HMI設(shè)計新潮流

如今，汽車已經(jīng)不再是一個簡單的交通工具，而是一種智能化的移動終端。通過集成各種先進(jìn)的傳感器、控制器和執(zhí)行器，汽車可以實現(xiàn)對環(huán)境的感知、分析和決策，實現(xiàn)自動駕駛、智能導(dǎo)航、車輛間通信、互聯(lián)網(wǎng)連接等功能。這些功能不僅提高了駕駛的便捷性和安全性，也使得汽車成為了一種全新的出行體驗和生活方式。交互界面（HMI）是現(xiàn)代智能汽車的重要組成部分，它不僅關(guān)乎駕駛者的駕駛體驗、安全性，同時也關(guān)乎乘客的舒適度和便利性。作為車內(nèi)信息交流的橋梁，HMI承載著人類與車輛互動的重要任務(wù)。一款友好的HMI可以幫助用戶簡單、直觀、迅速地操作汽車，同時也有助于車機(jī)發(fā)揮最強(qiáng)的性能。

HMI設(shè)計作為智能汽車GUI設(shè)計的重要組成部分，對于提升智能汽車的品質(zhì)、品牌形象和智能化發(fā)展都具有重要意義。“作為HMI設(shè)計工具提供商，我們的使命是專注于為智能汽車提供完整的HMI 解決方案，愿景是開發(fā)更易用、更高性能、更開放的汽車HMI工具平臺，同時為汽車市場提供領(lǐng)軍產(chǎn)品。”在2023深圳國際自動駕駛技術(shù)高峰論壇上，加賀富儀艾電子（上海）有限公司市場總監(jiān)孫厚凱向現(xiàn)場的觀眾介紹了該公司旗下性能領(lǐng)先的HMI設(shè)計工具——CGI Studio。作為一款獲得全球Top10 OEM廠商中8家采用的工具，CGI Studio以其可擴(kuò)展且獨(dú)立于硬件的HMI設(shè)計優(yōu)勢，能夠為智能汽車創(chuàng)建出色且可定制的嵌入式 GUI 解決方案，而廣受青睞。

加賀富儀艾電子（上海）有限公司市場總監(jiān) 孫厚凱

幾大關(guān)鍵特性看這款可擴(kuò)展且獨(dú)立于硬件的HMI設(shè)計工具

創(chuàng)建完美的人機(jī)界面不是一個步驟，而是一個過程。CGI Studio因為以下特性被認(rèn)為是創(chuàng)建設(shè)計個性化圖形用戶界面的最佳工具之一：首先，CGI Studio是開放源碼的編輯平臺，包括平臺內(nèi)的UI編輯器和其它工具，源碼也都是開放給設(shè)計公司和用戶的；其次，CGI Studio的可擴(kuò)展非常強(qiáng)，它支持目前常見的汽車操作系統(tǒng)，例如Linux、Android、QNX等，甚至還包括一些小眾平臺；CGI Studio 專注于高級可用性功能，如即用型 HMI 控件、自動化工作流程和集成狀態(tài)機(jī)，即使對于沒有編程技能的用戶，也能輕松創(chuàng)建 HMI；CGI Studio可以實現(xiàn)快速導(dǎo)入，屢獲殊榮的AI Importer可以使用戶在無需編程的情況下把資源直接導(dǎo)入，導(dǎo)入后的資源可以智能識別并且直接編輯；除了可實現(xiàn)多種操作系統(tǒng)的無縫對接之外，CGI Studio還擁有比較領(lǐng)先的渲染引擎，在給車廠或Tier 1公司提供出色的、可定制的、嵌入式GUI時，其中就包括高性能的OpenGL渲染引擎，該功能可以幫助車廠提前產(chǎn)品的發(fā)布時間。

“CGI Studio在獨(dú)立于各種平臺的同時也是一個跨平臺的軟件，到目前為止，CGI Studio集成了不同的硬件IC，包括國際知名IC廠商TI、NXP、英飛凌、ST、瑞薩等，現(xiàn)在我們也在努力與國內(nèi)的頂流IC廠商做一些新的集成。”孫厚凱透露道，“值得一提的是，針對定制化GUI的開發(fā)，我們可以根據(jù)客戶的不同需求來做，比如不同車廠、不同Tier 1公司的儀表盤、IVI系統(tǒng)等，這種定制化GUI開發(fā)的功能讓客戶的系統(tǒng)或者應(yīng)用會更加出色。”

CGI Studio編輯界面 

CGI Studio的這些獨(dú)特能力在市場上很能打，在目前的市場應(yīng)用中已經(jīng)獲得非常好的口碑和豐富的用例。孫厚凱如數(shù)家珍地給出了一組數(shù)據(jù)：“到目前為止，我們已經(jīng)與全球前十中的8家互聯(lián)網(wǎng)車廠建立了合作，通過 CGI studio 開發(fā)的應(yīng)用程序均實現(xiàn)了量產(chǎn)；和超過6個以上的Global Tier 1公司達(dá)成合作，共同開發(fā)了IVI系統(tǒng)。通過23年的耕耘，我們在HMI創(chuàng)建和服務(wù)方面一直保持著領(lǐng)先優(yōu)勢，在整個歐洲市場，Candera公司一直是歐洲市場Tier 1廠商的頂級合作伙伴。”據(jù)悉，截至目前，已經(jīng)成功在5000萬輛汽車上實現(xiàn)了GUI的量產(chǎn)，這在HMI工具的應(yīng)用規(guī)模上堪稱最高紀(jì)錄。

CGI Studio經(jīng)過多年的迭代，目前的最新版本是CGI Studio 3.12。相比上一代，CGI Studio 3.12 增強(qiáng)的智能導(dǎo)入器現(xiàn)在支持導(dǎo)入 Figma 文件，同時能更精確地識別控件；借助新的Fusion Editor，用戶可以直觀地編寫其應(yīng)用程序邏輯；對矢量圖形的支持確保了更出色的 HMI 圖形和更低的內(nèi)存占用；改進(jìn)后的狀態(tài)機(jī)編輯器提供了大量選項，可以在視覺上擴(kuò)展使用的范圍，并且播放器允許在制作過程中旋轉(zhuǎn)和無縫縮放 GUI；升級后的幫助系統(tǒng)現(xiàn)在提供動態(tài)文檔，包括搜索和歷史記錄以及對多種語言的支持。

一站式設(shè)計工具鏈，打造極致交互體驗

一套完整的HMI設(shè)計軟件解決方案，少不了工具鏈的加持。下圖是CGI Studio工具鏈的展示。用戶把用Photoshop或其他設(shè)計工具做的2D、3D資源通過Importer導(dǎo)入Scene Composer（資源編輯器）后，直接編輯完成需要的設(shè)置，然后配上state machine（狀態(tài)機(jī)的編輯器）和Language tables（語言管理器），就能夠得到一個完整的GUI方案。

以開發(fā)汽車的雙開儀表方案為例，只需要把圖片和語言導(dǎo)入就可以得到CGI Player（一個簡單的界面），整個過程不需要人工編程。完成雙開儀表的界面后，用戶在Windows或操作平臺上可隨時做預(yù)覽和模擬，當(dāng)開發(fā)進(jìn)度完成至100%后，整個資源邏輯管理就可以直接下載到用戶的開發(fā)板。

CGI Studio工具鏈 

此外，CGI Studio工具鏈里還有一個性能分析器（ANALYZER），當(dāng)在硬件平臺上遇到任務(wù)調(diào)度、資源管理、內(nèi)存儲存等問題的時候，ANALYZER會實時的、可視化的做分析，找到瓶頸在哪里并進(jìn)行解決，實現(xiàn)最好的優(yōu)化和最大的性能。 

全方位覆蓋！滿足低、中、高端各類平臺多樣化需求

在汽車領(lǐng)域，SOC上集成了多個功能模塊，包括處理器、圖形處理器、內(nèi)存控制器、多媒體處理器等。中低端SOC平臺常見的問題就2D功能比較強(qiáng)，但3D渲染能力有限，或者幾乎沒有3D 渲染的能力。針對這個問題，CGI Studio有接口支持專用 2D API，不僅是位圖傳輸，還包括旋轉(zhuǎn)和圖層的變化。

CGI Studio還具備緩存機(jī)制，使得各種系統(tǒng)內(nèi)存的調(diào)用更加方便。在加速啟動方面，CGI Studio也做了很多優(yōu)化，包括內(nèi)容分區(qū)、壓縮算法、異步加載等，個別案例在引擎啟動時間僅僅是100ms以內(nèi)。多頻渲染是在某個圖層或單獨(dú)線程里進(jìn)行不同的渲染指令，比如儀表的渲染頻率是每秒30幀、60幀，但HUD或者IVI渲染只有每秒5幀、10幀或者15幀，CGI Studio的多層渲染功能可以使傳輸和內(nèi)存的占用降低，因此整個GUI的性能就會更好。

在HMI設(shè)計工具中，不同的繪圖區(qū)域和不需要的區(qū)域就是臟區(qū)，臟區(qū)的管理需要自動化相機(jī)的失效機(jī)制功能，用不到的圖像CGI Studio會直接刪掉以便節(jié)約內(nèi)存。資源包的管理CGI Studio有兩種方式，一種為直接在VRAM上傳，另一種是從 Flash 直接映射。針對內(nèi)存池，CGI Studio也開發(fā)了專門的內(nèi)存管理器。

“在經(jīng)過在幾千萬輛汽車的應(yīng)用以后，我們發(fā)現(xiàn)GUI的量產(chǎn)過程中遇到的大部分問題是碎片和垃圾收集，它們會導(dǎo)致程序越來越慢甚至出現(xiàn)死機(jī)、卡機(jī)的現(xiàn)象。CGI Studio的臟區(qū)管理和內(nèi)存池功能使得GUI運(yùn)行可靠，不會出現(xiàn)上述問題。”孫厚凱說道，“字體也是CGI Studio的一大特色。在歐洲，不同的國家使用不同的語言，常用語言超過20種以上。不同的字體語言需要專門的字體編碼器，CGI Studio可以提供Freetype和Monotype 等各種字體和語言管理方式，使得HMI設(shè)計工具翻譯更快、性能更好。總而言之，就中低端SOC平臺而言，在整個歐洲市場、競爭對手以及整個亞太市場，CGI Studio都可以做到性能最佳。”

中高端SOC平臺是指具備較高性能和先進(jìn)功能的系統(tǒng)級芯片，用于驅(qū)動和管理車輛的各種電子系統(tǒng)，最常見的功能之一就是3D渲染。CGI Studio可以支持 3D的Open GL ES 1.1 至3.0不同版本，包括各種遮擋剔除、引擎、著色器等。同時，還廣泛支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如

虛擬機(jī)管理程序、IPC 解決方案、OpenGL、Monotype、Photoshop、Lua 腳本語言等，用戶或者設(shè)計師只需要簡單的配置下相關(guān)的語言參數(shù)及邏輯即可完成開發(fā)。

“針對中高端SOC平臺，高級功能安全是車廠普遍關(guān)注的問題。ISO 26262的標(biāo)準(zhǔn)為汽車的互聯(lián)功能提供了安全性的指導(dǎo)和要求。CGI Studio軟件已經(jīng)實現(xiàn)了ISO 26262 ASIL B的標(biāo)準(zhǔn)，就這一點而言CGI Studio在業(yè)內(nèi)的HMI軟件里已處于領(lǐng)先地位。”孫厚凱強(qiáng)調(diào)，“不管是低端的2D SOC還是高端的3D SOC，我們都可以提供完整的供應(yīng)鏈方案來應(yīng)對用戶的需求。CGI Studio作為智能汽車的應(yīng)用開發(fā)工具，支持的3D渲染技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到了代碼開源，車廠或用戶可以利用我們的軟件做二次開發(fā)，或者多個項目同時做不同的開發(fā)，使開發(fā)資源在重復(fù)利用的同時還能提高效率。”

豐富酷炫用戶界面落地眾多車型，CGI Studio憑實力圈粉

利用CGI Studio軟件工具開發(fā)的汽車顯示系統(tǒng)包括顯示控制（天窗、燈光等等其他氛圍）、抬頭顯示器HUD、儀表、主機(jī)（IVI）以及后頭枕顯示器等。許多造車新勢力將HUD作為其智能駕駛輔助系統(tǒng)的重要組成部分，在HUD的開發(fā)中，CGI Studio可以用于創(chuàng)建各種圖像和動畫，將重要的駕駛信息投影到駕駛員視線范圍內(nèi)，比如通過渲染粒子效果實現(xiàn)火焰、天氣變化的模擬以及自動駕駛的路線選擇、道路偏移等。除了駕駛位，對于后排的頭枕顯示器，可以通過CGI Studio提前設(shè)定與前端IVI系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)，實現(xiàn)信息傳輸、畫面共享或者娛樂信息顯示等。已量產(chǎn)的還有增強(qiáng)式的抬頭顯示（AR-HUD），在HUD抬頭上會顯示一些基本的輸入信息和障礙信息，同時也可以把地圖推送到車窗上。 

 “CGI Studio已經(jīng)應(yīng)用在了奧迪、大眾、保時捷、寶馬等一些高端車型，日韓的本田、現(xiàn)代汽車也有應(yīng)用。通過最近幾年的耕耘，我們在國內(nèi)也已經(jīng)有一些項目在量產(chǎn)，比如比亞迪、長城哈弗等車機(jī)上的儀表、IVI系統(tǒng)等?！睂O厚凱在分享CGI Studio的應(yīng)用和合作伙伴時表示，儀表和抬頭顯示量產(chǎn)的車系有奧迪、寶馬5系、7系全系列，國內(nèi)有比亞迪唐、比亞迪宋部分車型；中控IVI在歐洲主要是寶馬車系，亞太區(qū)鈴木、江淮也有量產(chǎn)的項目；后座娛樂系統(tǒng)主要是在保時捷車型上有量產(chǎn)。

“隨著科技的飛速發(fā)展，汽車HMI設(shè)計已經(jīng)成為了汽車行業(yè)的重要競爭領(lǐng)域。憑借20多年的嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗，CGI Studio已經(jīng)積累了豐富的技術(shù)實力和量產(chǎn)經(jīng)驗，能夠為我們廣泛的客戶群提供可定制的產(chǎn)品。”孫厚凱表示，“作為汽車HMI設(shè)計工具的優(yōu)質(zhì)提供商，我們深入了解汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，緊跟市場需求和技術(shù)潮流，致力于為客戶提供具有競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)。未來，我們將進(jìn)一步和中國的用戶、車廠，Tier 1公司一起進(jìn)步，共同發(fā)展更具卓越體驗的HMI產(chǎn)品設(shè)計。”