从信息艺术设计的角度看汽车HMI的发展

李红亮

摘 要：汽车HMI设计是一个多学科、跨部门、合作交叉的工作，设计团队通过收集需求来设计整体人机界面交互方案。本文通过梳理汽车HMI发展过程中的技术迭代，分析促进设计的用户体验重要因素，总结设计流程及设计原则，从而为信息艺术设计师对汽车HMI相关工作提出具体的设计思路。

关键词：汽车;车载;HMI;信息艺术设计;仪表;界面;交互;用户体验

HMI（Human Machine Interaction）指的是人机交互，是系统和用户之间进行信息交互的媒介，实质上HMI实现的是信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。汽车HMI是人与汽车的人机交互，包含了调研、测试、信息结构、可用性、界面交互、视觉设计、设计文化传播等工作的集合，需要设计部门，电器部门，需求部门，车联网，供应商多部门合作完成。

信息艺术设计致力于提高现代信息环境的品质，满足人们对信息生活的人性化要求。对于汽车HMI来说，信息艺术设计以用户体验为中心，从功能操控为出发点，结合信息技术手段，设计符合用户行为习惯的人机界面和信息交互方式，并提升审美情趣。

从信息艺术设计的角度处理问题，主要是对“艺术与科技”、“艺术与社会”、“艺术与商业”等多领域的交流和融通。对于汽车HMI的设计，设计师与工程师实现有机结合并非易事，可以从两个方面打开彼此的壁垒。第一，寻求艺术与科技交叉的接口，通过技术激发创意，或通过需求激发技术。第二，为了实现共同目标，探寻解决问题的共同模式。汽车HMI的设计，多学科的合作是前提（图1）。

因此，信息艺术设计师可以通过汽车HMI的发展，把握设计的趋势和创新驱动的关键因素。

1 汽车HMI的发展

从早期的仪表盘到当前的智能交互中控，功能和显示技术不断迭代，从真空荧光显示屏发展到采用液晶显示器，再到小尺寸薄膜晶体管显示器，视屏信息越来越清晰、视觉可视化越好越好，用户感知明显提升。目前从市场上来看，比较合理的方案是采用机械仪表结合数字仪表的方式，车载使用场景决定了仪表必须是安全性非常高的零件，温差对元器件的影响较大。

虚拟仪表用屏幕取代了指针、数字等现有仪表盘上最具代表性的部分，其优点是可以由用户自己定义仪器系统，以满足不同的要求，功能更加强大、灵活，更容易同网络、外设及其他应用相连接。

虚拟仪表的图形处理和显示采用拟物化设计，提高用户了解整车状态的感知，整车的信息可视化信息交互变得更加的从容，有利于驾驶安全。此外，配合整车的内饰进行HMI的简化设计，可以提升乘车舒适体验和储物需求。从行业趋势看，高清、集成、智能是汽车仪表的三大发展方向。

汽车HMI只是一个客观的载体，体验创新最终还是要回归到以人为中心展开，无论是界面视觉还是交互设计，最终是对用户体验负责。

随着汽车HMI全面屏比例逐步步提升（图2），虚拟现实动作捕捉、空间定位、人工智能介入的无人驾驶能够促进无意识和无缝连接的交互体验，“自然人机交互”成为未来的一大趋势，手势、语音、触控、眼动，甚至还有最新研究的脑电波+肌肉信号等，为汽车带来了无缝式体验。

2 促进汽车HMI用户体验设计的重要因素

人們在使用汽车HMI前的心理期望以及使用后对产品、服务及其系统产生的主观印象和反馈是普遍对用户体验的定义。

一方面，从经济学角度来看，体验经济能够增强产品竞争力，同时，也代表着在信息化时代人们生活水平与需求层次得到大幅度提高的标志。汽车HMI提升用户的带来感官享受，及安全感的获得和精神满足。

另一方面，从心理学层面来说，用户对汽车HMI使用过程中集合了嗅觉体验、视觉体验、味觉体验、听觉体验以及触觉体验，并最终将它们升华到用户的精神层面、心理层面的感受， 甚至发展为情感体验。汽车HMI用户体验的心理需求为产品设计提出了严苛的设计标准，让设计能摆脱思维局限，向着更广阔的空间发展。

3 汽车HMI的开发流程及设计原则

汽车HMI的设计开发必须按照整车开发的流程进行，这样才能在汽车设计制造的各个阶段有效的管控和输出响应，设计出富有竞争力的人机界面整体方案。依据整车开发，汽车HMI的设计流程分为以下几个方面，即用户调研和评估、HMI概念和策略、HMI整体设计、工程实现、上市运营。

其中汽车HMI设计主要包含以下细分模块，产品功能配置、内饰设计、市场竞品对标、人因分析、硬件约束、软件约束、功能需求定义、交互设计、视觉设计。工程实现阶段主要包含系统开发、硬件开发、软件开发、整车测试与评价。

汽车行业具备自身的美学理念和设计规范，汽车HMI也具备一定的设计原则，即安全性、信息优先级别、完整性、认知经验、信息可视化、个性化。从工程实现的技术上来说，汽车HMI的设计效果通过软件编程高保真输出，不仅考虑操作系统的嵌入，还应设计实现运用在具体的零件上。

智能化汽车的到来，汽车HMI的设计创新需要从整个系统的硬件维度、软件维度、HMI设计维度、平台维度去综合考虑并设计出最优的人机交互整体方案。

4 汽车HMI的信息艺术设计思路及探索

在梳理汽车HMI发展的工程技术、体验因素相关层面上，信息艺术设计的任务应该能够呈现清晰的思路。

4.1 情景化

可根据用户特征调整情景，提升用户体验。

4.2 个性化

用户根据自身需求自行组合操作顺序。

4.3 仪式感

声控、触控所体现的驾驶乐趣，满足心里需求。

4.4 可视化

视觉元素简化交流过程。

4.5 可调节

包括内饰及HMI设备本身对于不同用户的差异性需求。

随着应用技术的不断进步，汽车HMI的信息艺术设计正在逐步研究实施屏显和交互的深化设计。

仪表与中控一体化设计的优点在于把汽车内零散琐碎的布局编为统一的整体，方向盘与平视显示仪结合将替代中控式的HMI，平视显示仪最早出现在军用飞机上， 降低飞行员需要低头查看仪表的频率，在汽车上普及平视显示仪能够更加简化操作界面，增加安全系数（图3）。

自动驾驶的研发，信息交互不局限于驾驶员和仪表、中控的屏幕交互，还有乘客与车的交互、手势控制、车窗实景导航等， 智能座舱与场景化设计，信息输入输出更加生物化和智能化，给予了驾乘的舒适度与自由性。随着汽车制造的高度智能化、网联化，汽车将成为一个移动的舒适空间，使驾驶员的双手获得充分解放。发动机是汽车的心脏，汽车HMI能赋予汽车的情感和思想，信息艺术设计应革新理念，用以帮助解决现实问题，服务未来所需。

5 大胆展望

未来，随着人工智能、智慧城市的发展，汽车作为城市交通的主要工具或许将被新的出行理念、出行方式所替代，汽车HMI的设计或将转化、迁移至新的、更为智能、合理的物质载体，或是飞行器、或是自行设备、或是共享方式，信息艺术设计的任务将充满挑战和无限乐趣。

参考文献：

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