快速上手-車(chē)載HMI設計要點(diǎn)-入門(mén)基礎知識

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，汽車(chē)的中控開(kāi)始普遍搭載觸摸大屏，因為座艙是讓用戶(hù)形成第一印象的地方，是用戶(hù)感知智能化最直接的媒介;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(hù)最能感受到品牌性格的地方。那么作為初入行的設計師，我們可以把車(chē)載類(lèi)比成大Pad來(lái)設計嗎？設計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)載設計。

首先，這里有幾個(gè)常用詞，先科普一下?！驹~條內容：百度百科】

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

中控臺CID

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

車(chē)機

指的是安裝在汽車(chē)里面的車(chē)載信息娛樂(lè )產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱(chēng)，能夠實(shí)現人與車(chē)，車(chē)與外界的信息通訊。車(chē)機大多安裝在中控臺里面，有的車(chē)機主機和屏幕是在一起，有的車(chē)機主機和屏幕分離的。早期有CD、DVD導航，現在則向智能化、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)運動(dòng)中使用，最常見(jiàn)的是車(chē)載MP3以及現在常見(jiàn)的車(chē)載在線(xiàn)音樂(lè )，車(chē)載導航，車(chē)載語(yǔ)音助手，車(chē)載攝像頭，手機的車(chē)載模式等。

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

二、車(chē)載設計與移動(dòng)端設計有什么差別呢？

1. 人—機—環(huán)境系統

（1）歷史

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

（2）人機界面信息交換過(guò)程

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

（3）串聯(lián)式人機系統

一般的汽車(chē)駕駛，就是串聯(lián)式系統，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(zhù)了，車(chē)輛就失控，同樣，汽車(chē)如果沒(méi)油了，整個(gè)系統都得停止工作。

（4）并聯(lián)式人機系統

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

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

現代人機系統中，駕駛人員是在復雜的駕駛環(huán)境中操作復雜的車(chē)控系統和車(chē)載設備，人在這種環(huán)境中，既要靠眼睛來(lái)觀(guān)察環(huán)境，又要靠細致的注視來(lái)完成精確的控制動(dòng)作，通過(guò)人機工程技術(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計和合理分配才能獲得最好的人機交互，既減駕駛員的駕駛負荷又避免出錯，切實(shí)提高人機工效。

2. 安全駕駛第一

車(chē)載與平板本質(zhì)的區別在于：完成任務(wù)的環(huán)境不一樣，拿著(zhù)Pad時(shí)，用戶(hù)往往處于一個(gè)安全的環(huán)境，用戶(hù)可以把設備靠近面部，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)端體驗不好，易用性差，最多導致用戶(hù)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：

（1）最強選擇原理—大腦的信息處理

我們可以用計算機信息處理過(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-（行動(dòng)）輸出。與機器不同，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)本能層的響應和根據長(cháng)期記憶和學(xué)習形成的條件反射。

例如，當汽車(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)內音響的音樂(lè )和副駕的談話(huà)。在這一大堆紛雜的信息中，只有一小部分數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，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 )聲和交談內容都會(huì )因為不夠重要，而被忽視。

（2）心理負荷

在駕駛過(guò)程中，駕駛員到底有多忙？他的任務(wù)有多復雜？是否還有能力做其他操作？能否應對突發(fā)事件？他在執行任務(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 )出現超負荷。

（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，而是他們在開(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)：內因（思想分神）和外因（自身以外因素）；技術(shù)性的（操作某設備）和非技術(shù)性的（吃東西）；分神對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、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(chǎng)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，為了凸顯高級會(huì )使用不規則形狀的屏幕。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。我們在設計的時(shí)候，會(huì )需要考慮頁(yè)面在小屏幕，超大屏，超長(cháng)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別。而在工具屬性強的系統架構設計中，有廠(chǎng)家把導航任務(wù)放在最重要的級別中，那就可能會(huì )有用分屏來(lái)并列導航任務(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(hù)畫(huà)像，針對不同的用戶(hù)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)感光細胞種類(lèi)和數量都不一樣。

在光線(xiàn)充足的情況下，我們更多的用到錐狀細胞，它是明視覺(jué)器官，主要負責光亮條件下人的視覺(jué)活動(dòng)，既可辨別光的強弱，又可辨別彩色，具有較高的視覺(jué)敏感性，能辨別細節。所以設計白天模式時(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胞，它是感受弱光刺激的細胞，對光線(xiàn)的強弱反應非常敏感，所以明度變化是重點(diǎn)。由于視桿細胞集中分布在視覺(jué)凹中心，所以設計的主要內容集中在靠近屏幕左上方，而屏幕右下方的設計，會(huì )由于細胞分布少而看不見(jiàn)。

4. 車(chē)廠(chǎng)主張決定框架

任何應用的設計都依賴(lài)系統架構方案，尤其在車(chē)載設計中，很少采用完全沉浸的應用設計?？傮w來(lái)看，目前車(chē)載的架構有以下幾種：

（1）導航為主

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

（2）正-主-負屏

三屏結構，左右橫滑瀏覽全部入口：

（3）菜單界面

菜單界面有多種樣式，主要常駐的有系統欄、狀態(tài)欄、控制bar、內容區等。

系統欄 系統欄主要包含系統功能與快捷啟動(dòng)功能。根據客戶(hù)對產(chǎn)品架構的理解和設計理念不同，略有差異。系統欄作為系統級功能承載著(zhù)系統核心交互的方式。

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

對于駕駛員來(lái)說(shuō)，視覺(jué)是他獲取車(chē)內車(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，設計頁(yè)面要做大做強 —— 信息尺寸要大、重要的信息要強。確保駕駛員在行駛中可以快速處理。

觸及控件設計的合理尺寸為至少12mm。

在人機工效學(xué)的研究中，認為用食指操作，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)載的熱區最小為12mm。

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

（2）減少噪音

在認知心理學(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(hù)注意力，影響大腦做出反應的因素都要被弱化。

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干擾用戶(hù)。

（3）減少層級

車(chē)載的層級不能太深，最多只有三級，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。

2. 做加法

在大部分視覺(jué)注意力需要被前方車(chē)路情況占據的時(shí)候，還要進(jìn)行復雜的車(chē)機操作，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)起導航，更有甚者訂外賣(mài)訂酒店都可以一句話(huà)搞定。語(yǔ)音的界面可以減少執行次要任務(wù)對駕車(chē)和找路等任務(wù)的分心程度。另外，對中老年人而言，他們的學(xué)習能力和視力下降，語(yǔ)音系統在這個(gè)用戶(hù)群體中更有優(yōu)勢。

語(yǔ)音交互也有界面設計，這個(gè)界面就不是視覺(jué)的界面。但是牽扯到在車(chē)機屏上，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)音的交互系統面臨的挑戰主要在于語(yǔ)音本身的保持時(shí)間很短，對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)達到減輕使用者記憶負擔的目的。常見(jiàn)的就會(huì )時(shí)常提示有哪些命令，來(lái)訓練駕駛員使用符合規范的命令，如滾動(dòng)出現提示語(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)習語(yǔ)言的使用方法。

（2）手勢交互

非觸摸手勢交互/3D手勢：

也叫非觸摸手勢交互/3D手勢，常見(jiàn)的是駕駛者對車(chē)內攝像頭，做出揮手，比心，點(diǎn)贊，OK等手勢，與車(chē)機進(jìn)行互動(dòng)和完成任務(wù)。

交互手勢：

也叫全觸摸式交互/觸屏手勢交互，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，系統的

交互手勢會(huì )有一定的局限性；

觸屏手勢交互普遍有以下幾種：

點(diǎn)擊：觸發(fā)對象的默認操作，激活一個(gè)控件或者選擇一個(gè)對象

長(cháng)按：觸發(fā)對象的默認操作

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

單指輕掃：快速滾動(dòng)或平移，查看更多內容

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，調節空調，調節音量，上一個(gè)，下一個(gè)，確定操作，返回主頁(yè)，等等。

當然，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(hù)去發(fā)起任務(wù)，而是會(huì )根據人-場(chǎng)-境的不同，主動(dòng)發(fā)起交互。這個(gè)時(shí)候，就更需要設計師從用戶(hù)體驗的角度出發(fā)，從用戶(hù)需要什么的角度去思考。

比如，人臉探測到在特定的場(chǎng)景，用戶(hù)可能傷心難過(guò)時(shí)，會(huì )主動(dòng)做出安慰的方案，根據各家廠(chǎng)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。

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

若在固定時(shí)間有固定的操作習慣，那么下次再到這個(gè)觸發(fā)時(shí)機，可以主動(dòng)詢(xún)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(hù)95%的精力在于聚焦駕駛上行為上，用戶(hù)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(hù)操作動(dòng)作干擾用戶(hù)的注意力，因此信息布局必須以最好的方式呈現。

（1）車(chē)載人機交互主要分為：車(chē)機信息輸出和用戶(hù)交互輸入

由于駕駛艙的特殊性，車(chē)機的熱區可以分為視覺(jué)熱區和操作熱區。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。所以對車(chē)載界面的操作區域的位置、大小、距離有一定的要求。為避免遮擋造成對駕駛的干擾，所以建議信息展示和操作有所側重，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)區域（操作熱區是整個(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——內容在上

由于駕駛員視點(diǎn)與車(chē)載臺之間的橫向距離，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)載臺中心距離等物理條件限制，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——操作在下

行車(chē)時(shí)由于斜視操作，圖標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)，離駕駛位置最遠的視線(xiàn)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(cháng)度為身高的2/5到3/7, 大部分在60cm-72cm左右。操作功能區在右邊時(shí)，對于身材較小的人來(lái)說(shuō)操作不便。側邊物理按鈕，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)對大屏的信息和接觸的遮擋，應該盡量避免把操作控件和重要信息放置在那里。

四、總結

一直以來(lái)，汽車(chē)設計都是科技與藝術(shù)最前沿的展示與結合，也是制造業(yè)和工業(yè)最精湛技術(shù)的展現。但在信息革命的浪潮中，人工智能、大數據、和HMI的運用顯得既謹慎又超前。雖然智慧屏幕在車(chē)機上剛剛開(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(cháng)期的課題，在傳統的用戶(hù)體驗的可用性、易用性上，還對其安全下限有極高的要求。

HMI設計師入門(mén)需要具備相應的人體工學(xué)、工程心理學(xué)、認知心理學(xué)、人工智能、前端等知識，來(lái)設計合理的界面信息功能。同時(shí)這也是一個(gè)多部門(mén)合作的結晶，為了讓用戶(hù)專(zhuān)注于駕駛任務(wù)，避免視覺(jué)/手動(dòng)操控對車(chē)載屏幕的過(guò)多操作，我們更要充分利用人工智能，為其設計合理的人機交互場(chǎng)景。

在通往HMI設計師專(zhuān)家的路上，我們需要了解得還很多。