浅谈汽车人机交互界面的开发及应用

张国扬　魏丽丹　许丽　梁开荣

【摘 要】随着汽车产业的迅猛发展，整车内饰配置和品质均有很大的提升。而随着购车人群的年轻化，客户对人机交互也提出了更多的需求，希望能越来越便捷和智能化，视觉传达更清晰明了。在汽车人机交互开发时，需要以客户为中心，实现品牌辨识度，最终得到客户在情感上的认同。文章主要介绍了人机交互界面的发展及应用、开发理念、开发流程、评价体系等内容。

【关键词】人机交互；视觉传达；开发；客户；品牌

【中图分类号】U463.837 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）01-0027-04

随着经济的不断发展，汽车成为更多家庭的刚性需求，购车群体越来越年轻化，他们的购车需求更加的理性和成熟。这些人群要求購买的车辆更加符合时代潮流。液晶显示屏作为汽车中时尚、科技的代表区域，美观的界面设计及便利的操作已经成为提升汽车内饰竞争力的重要一环。因此，人机交互界面的开发成为整车开发中不可或缺的环节。开发理念决定了界面的市场竞争力，而良好的开发流程能够有效地提高整个开发过程的工作效率。然而拥有这两者还不够，建立一套成熟的评价体系，实现从各个维度评价人机交互界面是否能够满足用户的要求，也是至关重要的。

1 汽车人机交互界面简介及应用

1.1 汽车人机交互界面简介

人机交互界面主要是人与组合仪表和多媒体显示屏、组合仪表和多媒体显示屏之间的交互及移动设备与车的整合交互界面（如图1所示）[1]。

随着显示技术的发展，汽车显示屏逐渐成为汽车科技感的象征。早期的汽车上只装有机械式仪表，机械式仪表盘只能为驾驶员提供汽车运行中必要而又少量的数据信息，功能也仅仅是单纯的指示。机械式仪表的指针精度和指针的平稳性较差，整体功能单一、信息单一、可靠性低。

随后出现了像素简单的点阵屏，这种屏幕由于受到硬件的限制，显示界面的像素较低，只能单色显示。这个时候的界面主要是以实现功能为主，界面的美观度及显示屏的操作没有经过很好的设计。

而现在TFT显示屏逐渐出现在了各种级别和品牌的汽车上，从开始的多媒体小屏和组合仪表的局部屏幕发展到现在的多媒体大屏，液晶显示屏组合仪表大有取代物理指针式显示屏的发展趋势。“奔驰E级”“凯迪拉克XTS”“路虎揽胜”“特斯拉model S”，甚至连价格只有十几万的“比亚迪思锐”都使用了全液晶组合仪表显示屏。“特斯拉”成功之后，很多厂商也开始跟风推出中控屏幕很大的车型，比如“奥迪TT”“上汽荣威RX5”“众泰”推出的芝麻E30、SR7等，中控大屏幕不仅在视觉上给人带来了新鲜感，同时也提升了整车的科技感。可见，车载大屏幕将会是未来发展的大趋势。

新技术高科技的零件也带来了新的问题，如果没有界面的设计及人机操作的研究就会造成人机交互界面风格不统一，式样多种多样，没有品牌特征；图标辨识度不高；UI界面中的字体风格与物理操作键的字体不一致等一系列问题。

1.2 汽车人机交互界面的应用

良好的人机交互界面应当是在满足汽车驾驶最基本的功能要求下增加汽车驾驶快乐方面的功能，让用户感受到这不仅仅是一台用于代步的工具，而是可以带来快乐的玩具，比如汽车空气净化系统、Carplay、手机映射等功能。汽车人机多媒体显示屏如图2所示。

良好的人机交互界面针对不同用户人群而拥有不同主题风格、界面风格、色彩风格的人机交互界面及品牌高度可识别性的图标与字体式样。一套再好的界面不可能适用于所有的车型，因此要充分考量车型自身代表的特性特色，利用全液晶仪表和中控的配置，打造视觉风格统一而又富有冲击力的界面，最大限度地提升用户对车型和品牌的价值认同。

对于用户来讲，他们对汽车系统的状态和运行过程的理解和操作都是通过人机界面实现的[2]。良好的人机交互界面能够让用户在使用过程中感受到显示屏与自己的互动，并提供便捷的操作及准确清晰的显示。人机交互界面的应用可以给用户带来良好的驾驶愉悦感，减轻用户驾驶的疲劳感，提高用户驾驶的安全性。

2 汽车人机交互界面开发理念

想要设计出安全、便捷、智能、用户易产生情感认同的人机交互界面，必须以用户体验为设计宗旨来开展工作，并且满足可用性原则、易用性原则、品牌性原则、用户满意原则。

2.1 可用性原则

人机交互界面必须以满足功能为前提，组合仪表作为汽车行驶状态的重要显示区域涉及很多驾驶安全信息，而安全作为汽车驾驶最根本的条件是不能做出任何的让步和妥协的。在开发人机交互界面的时候需要了解这个显示系统的物理性能，在满足性能的基础上开始做好界面的功能区域划分，搭好界面显示的框架，在满足功能要求的前提下，开发出更美观、更好用的人机交互界面。

2.2 易用性原则

液晶显示屏作为用户与汽车交互的纽带，操作的便利性是至关重要的。便捷的操作能够减少用户的操作时间，能够大大地提高用户在驾驶时的安全性。显示屏的易用性主要体现在用户驾驶操作的方便性方面，用户可以很快地完成对显示屏操作和功能的学习。

2.3 品牌性原则

品牌特征是体现汽车身份的标志，只有拥有品牌特征，才能让客户对品牌产生贴切感和熟悉感。同样，品牌特征也需要在显示屏中得到体现，显示屏是展现企业文化的重要媒介。良好的品牌特征可以形成用户对品牌的理解，界面与汽车内外部造型的有机结合，极大地提高了视觉传达辨识度和品牌忠实度，增强用户的自豪感。人机交互界面的品牌设计需要从企业文化、品牌价值、用户人群中提取，而不是设计人员闭门思考或自我创新得出的。

2.4 用户满意原则

不同地区、不同年龄、不同阶层、不同性别的用户对人机交互界面的使用要求是不同的，为了能够让更多用户满意，界面设计时就需要考虑不同用户的使用习惯及审美观念。以用户为导向作为人机交互界面设计的出发点，让用户产生为其量身定制的喜悦感，可以极大地增强用户的购买欲和对品牌形象的认同。

3 汽车人机交互界面开发流程

拥有一套完善的开发流程（如图3所示），对于汽车人机交互界面的开发是非常重要的，它可以有效地避免反复设计及产品的不合理性。汽车人机交互界面开发的基本流程为前期调研→设计探索→概念设计→详细设计→改进设计→最终人机交互界面。

前期调研包含用户需求分析和竞品分析。前期调研主要通过分析产品的发展趋势、潜在用户对人机交互界面的理解，探索互联网属性及新兴的显示技术对汽车交互界面用户体验的影响[3]，得到用户对人机交互界面的期望值，保证开发的产品拥有足够的竞争力。

设计探索阶段主要是通过头脑风暴提炼对人机交互界面的设计理念，讨论交互风格及视觉风格。这个阶段不可能是一蹴而就的，最终的结果也是多样化的。

概念設计是通过设计探索的深度讨论，确定人机交互界面的整体风格，完成产品功能定义，提炼设计概念，完成功能验证测试及流程和信息架构输出，确定初版设计原型。

详细设计是通过对初版设计原型的测试，完善界面视觉创意设计，定义整体系统的功能架构与操作流程。

改进设计是对详细设计进行用户体验调查，分析用户对设计的反馈来完善设计直至用户满意，最终确定人机交互界面。

从整个开发流程中可以看出，产品开发离不开对用户的调查，以用户为中心，只有做到用户满意，开发出来的产品才会有竞争力，才能得到用户的认可及提升品牌价值。

4 汽车人机交互界面的评价体系

拥有了一套人机交互界面自然就需要有一个标尺来衡量这套人机交互界面是否能够获得用户的喜爱和得到用户的认可。

4.1 人机交互界面评价体系的要求

人机交互界面的评价是全面的、可视化的、公正的、高效的。一个全面的评价体系需要从多个维度出发，涵盖着人体可以感知的所有因素，满足人对界面的各方面的要求。评价体系的可视化可以直观地显示出评价结果，获取人机交互界面在评价体系中的定位，更有利于人机交互界面的优化和改进，评估人机交互界面的市场竞争力。评价体系的公正性能够减少评审人员的主观因素对评价结果的影响，能够更加客观地获得评价结果。评价体系的高效性确保了整个评价体系的实用性和可实施性。

4.2 人机交互界面评价体系的维度

人机交互界面的评价需要从视觉传达效果、操作的舒适性、界面的流畅度、人机交互情况与效果、显示屏之间的交互等维度来评价。漂亮的界面、舒适的操作、流畅的反应、良好的反馈、丰富的功能能给用户带来最好的驾驶享受。

界面的视觉传达效果包括视觉印象和人对操作界面的学习等。漂亮的UI界面需要做到良好的颜色搭配、美观的字体图标、合理的页面布局、舒适的视觉风格及与整体搭配的视觉元素等。能够让用户很快地接受整个产品，理解产品的设计理念，产生情感上的认同。界面的视觉效果与显示屏的物理性能也有很大的关系，细腻的显示效果需要高分辨率的显示屏作为载体。现在的用户很少会先学习使用手册再使用产品，这就要求在人机交互界面开发的时候考虑到用户对操作界面的学习，尽量做到新用户一看到操作界面就知道如何操作，达到零基础零学习时间的效果。

界面的操作舒适性要求人机交互界面设计时需满足用户的使用习惯，便于用户操作，不影响用户的驾驶。舒适的操作是人机交互的前提，要做到舒适的操作需要做好对人体的研究，了解人体的操作习惯。

界面的流畅度包含开机界面的流畅度，系统对人操作的反应时间，操作过程中各功能切换的顺畅度等。良好的界面流畅度能够给用户更好的操作体验，能提升用户的满意度。

交互情况与效果包括人在操作之后界面的反馈、操作的逻辑性。人在操作显示屏之前都会对操作后显示屏的显示有一个心理预期，只有达到这个心理预期后，用户才会感到满意。

显示屏之间的交互包括车上组合仪表与多媒体显示屏之间的交互，车外电子设备与车上显示屏之间的交互等。人在汽车驾驶时眼睛离开路面的时间越长就越危险[4]，这时，多媒体显示屏与组合仪表显示屏之间的交互就非常重要了，组合仪表上显示关键信息，多媒体显示屏显示细节信息，双屏互动达到用户只需用极短的时间看一眼组合仪表就能获取大致的信息，保证了驾驶的安全。车外电子设备与车上显示屏之间的交互包括手机及其他移动设备与汽车的交互，可以扩展汽车的功能，提高汽车系统的娱乐性。

不同的汽车类型因定位不同面对的市场人群也不同，人机交互界面评价体系中各维度所占的比重也是不同的，各维度的权重需要通过对潜在用户的调查获取，只有这样，才能最真实地反映用户对人机交互界面的满意度。

5 总结

在这个电子信息高速发展的时代，显示屏在社会各行各业的应用越来越普及，随着液晶显示屏制造工艺的提升，成本不断地下降，液晶显示屏在汽车上的使用越来越多，屏幕也越做越大。人机交互界面的设计在整车设计中地位正在逐渐凸显，硬件配置不再是产品的核心竞争力，液晶组合仪表与多媒体显示屏的交互成为汽车开发中必不可少的环节。完善的汽车人机交互操作系统可以有效地减少安全隐患、避免交通事故[5]，同时用户对显示屏设计的评价也将会更加清晰，而精心的创新设计才会得到更多用户的青睐。人机交互界面的开发理念和开发流程会随着科技的进步而不断地更新和优化，人机交互界面的评价体系也会随着新技术、新功能的应用需要适时地修正。笔者相信，随着人机交互界面体系的成熟和普遍应用，必然会给用户带来更好的驾驶体验和驾驶的愉悦性。

参 考 文 献

[1]谭浩，赵江洪，王巍.汽车人机交互界面设计研究[J].汽车工程学报，2012（5）.

[2]吴瑜.人机交互设计界面问题研究[D].武汉：武汉理工大学，2004.

[3]王舟洋.基于用户体验的汽车仪表盘设计研究[D].广州：广东工业大学，2015.

[4]于海洋.汽车产品造型设计中的人车关系研究[D].长春：吉林大学，2015.

[5]许晓云，任静.汽车界面设计的智能化人机交互系统[J].设计，2015（10）.

[责任编辑：钟声贤]