基于场景的HMI 创新体验设计研究与应用

徐 萌， 蔡艳波， 曹 辉， 鞠甜甜， 吴泽民

（东风汽车公司技术中心， 湖北 武汉 430058）

1 汽车HMI正在由智能化向场景化转变

汽车HMI （human machine interface， 人机界面） 产品作为智能网联汽车的五大核心零部件系统之一， 汽车与用户沟通的桥梁纽带， 承担着识别、 理解、 转换人类自然语言与机器语言的重要责任， 因此其品质直接影响着用户整个用车生命周期的体验感受。 总体来看， 汽车HMI经历了纯机械阶段、 电气化阶段和电子化阶段， 人机交互多通过物理按钮、 把手和操作杆等实体物理界面实现， 具体参见图1。 随着通信技术和智能网联技术革命性的发展， 交互方式正在从有形的物理交互方式向无形的多渠道交互转变，汽车人机交互在逐渐进入智能化阶段和场景化阶段。

图1 HMI发展关键阶段

2 场景驱动的HMI设计

技术的进步、 经济的发展、 社会形态的变革促进了汽车人机交互方式的变革， 推动了HMI设计从功能导向到用户痛点导向的转变。 而今随着用户对更情感化、 更高级、更有仪式感体验需求的提升， 用户体验感受在整个产品生命周期中产生的影响日益增加， 体验经济逐渐成为农业经济、 工业经济和服务经济之后的第4类经济类型， 同时也催生了用户行为导向、 场景引擎的HMI设计体系。 优质体验的HMI提供的功能， 将不再是简单孤立的、 无关联的功能模块堆砌。 未来的HMI设计更多的应该是依据用户场景，建立车内各功能之间的相互联动互通， 依据用户场景提供合理的功能跳转， 同时基于场景需求， 选择利用合适的技术和交互方式， 实现完整的场景化设计。

2.1 “人-车-环境”场景模型

细腻的、 无感化的场景自适应切换是极致用户体验的基本特征， 也是场景驱动的HMI设计的重要目标。 因此对场景构成元素、 产生机制、 生长原理进行深刻全面地理解成为场景体验设计中必不可少的环节。 回归本质， “场景”原本是一个影视用语， 指在一定的时间空间内发生的任务行动， 或因人物关系而构成的具体生活画面。 从现代人机工程学角度， 人、 机、 环境也是研究系统效能提升的核心维度。 在用车历程中， 人、 车、 环境也是构成用车场景的三大要素， 每个维度下若干场景因子的不同状态组合描述了用户在特定的车辆状态和外部环境中进行的特定行为。以男性用户摘放墨镜场景为例， 在 “人” 的维度上， 主驾“有摘墨镜置于副驾座椅并揉眼睛的行为， 后排妇女和儿童处于静坐无聊”， 在 “车” 的维度上， 汽车正常行驶， 行车“环境” 为晴朗开阔的道路。 如图2所示。

图2 人-车-环境模型场景因子

2.2 “自生长式”场景扩展

在理解了场景本质之后， 如何构建覆盖用户全生命周期用车体验场景的数据库是HMI体验设计的又一核心环节，它关系着系统是否能够检索、 感知到用户实际用车体验中遇到的种种场景状态。 综合来看， 学界和业界在用户痛点层面的场景库搭建体系和流程上都有较为成熟的实践。 中国汽车技术研究中心从2015年开始建设驾驶场景数据库，目的在于为自动驾驶搭建更为完善的安全测试虚拟仿真环境。 英国驾驶模拟公司rFpro也基于自动驾驶测试建设了高精度真实世界仿真场景平台。 斑马数智基于用户线下行为的采集和挖掘， 构建了用户实时场景反馈模型。 长远的角度来看， 这类场景库均缺乏用户行为逻辑下的 “可扩展性” 和 “自生长性”， 无法及时适应技术高速迭代和用户偏好日新月异下激增的海量新场景。 因此， 构建以核心场景为枝干、 场景因子为养料的 “自生长式” 的场景库在适应这些变化上就变得从容很多。

核心场景的挖掘以核心客群的出行和生活场景为原点，通过无察觉、 深访、 线上问卷、 焦点小组、 车伤跟踪等方式， 调研并分析可能产生的驾驶行为和习惯的诱导因素，构建基础场景库。 然后基于 “人-车-环境” 模型， 对核心场景进行行为拆解， 提取场景本质中的 “人”、 “车”、“环境” 3个维度上所有场景因子及状态， 以此洞察出用户在该场景下的痛点和需求以及可能的体验机会。 在核心场景的基础上， 通过更换、 增加场景因子生成新的用户场景，实现场景持续的自生长， 如表1所示。

表1 “自生长式” 场景库扩展示例

2.3 场景为导向的HMI设计落地路径

场景引擎的HMI体验设计体系中， 用户行为是核心驱动力。 通过对用户行为的监测、 感知、 运算、 反馈， 实时、及时获知用户的需求并执行相应的解决方案， 为用户提供极致的体验感受。 目前来看， 实时情感识别系统、 自动驾驶系统、 车载空气检测系统等的应用提供了很好的体验范例。 在底层路径层面， 用户行为的准确感知与反馈离不开“场景-反馈” 的敏锐映射， 需要明确特定场景下什么样的反馈才能给用户提供最好的体验， 这就需要通过场景的捕捉、 拆解， 基于 “人-车-环境” 模型提取用户在不同场景中的行为， 分析其行为特征和偏好， 基于行为出现的频次归纳用户习惯， 进而洞察用户的痛点和需求， 根据用户行为潜在的风险和体验机会发现创意点，最后转化成产品语言， 落地到体验感受传达、 交互动线设计和视觉感受设计上。 如图3所示。

图3 场景驱动的HMI设计落地路径

以女性驾驶员开车换鞋为例， 无察觉跟踪研究女性用户的用车行为， 发现女性用户在车内换鞋这个高频场景上， 大多会在副驾或后备厢放置一双平底鞋， 在需要驾驶车辆时换上， 驾驶结束后再换回去。在该场景中， 后备厢取放鞋对用户来说需要的操作有：打开后备厢→取出平底鞋→坐在驾驶位→换上平底鞋→开始驾驶→驾驶结束→换上出行鞋→装好平底鞋→打开后备厢→放入平底鞋→关好后备厢。 这个场景下， 需要移动的距离长、 换鞋时间长、 主驾换鞋体验不好、 换下的鞋放到副驾可能造成尴尬等痛点影响女性用户的整体用车体验。 基于此， 某国产车的概念创意中为女性用户设计一键鞋子收纳功能。 用户按下位于主驾座椅左侧的收纳按钮， 高跟鞋随着传送带向后收入收纳箱， 平底鞋向前移动到车主脚下， 减少用户换鞋的步骤和空间移动距离， 提升了换鞋体验。

3 总结

科技的发展和迭代为HMI从智能化向场景化发展提供了无限的空间， 也为体验设计提供了无限的可能。 用户对汽车HMI产品的期望不再局限于用车本身， 已逐渐向用户的生活主空间、 工作空间、 娱乐空间等拓展， 不同空间的交织碰撞构成了海量的用户场景， 了解场景本质、 构建可自生长场景库并梳理出从场景到体验的落地路径为打造更好的用户体验奠定了基础。 与此同时， 对于场景进行更加轻量级的、 细腻的拆分， 对更加情感化、 人性化的体验设计仍然是未来HMI设计中的重要课题。 目前的HMI功能设计存在大量同质化功能的堆砌， 没有充分挖掘用户实际的出行场景需求。 未来HMI将向着场景化设计的方向发展： 走出功能堆砌， 找到用户使用痛点或挖掘需求价值点， 针对性提出创新方案； 为用户提供 “人-车生态系统” 的完整价值体验， 真正粘住用户； 提升跨平台及多通道用户体验，满足不同使用情景下的交互体验需求。