浅谈视觉认知下车载交互系统的发展

（陕西师范大学心理学院，陕西 西安 710062）

一、车载数字化交互系统的发展

智能汽车正在成为继手机之后的新终端。目前，大部分车辆都能够通过车联网或车内移动设备连接网络，一方面可以汽车与成熟的互联网产品如手机、平板等连接，另一方面也有可能根据车辆内部环境而产生新的设计和商业机会。关于智能车辆相关服务成为智能汽车人机交互设计的主要内容之一[1]。

随着技术的普遍进步和计算机界面在各个领域的大量使用，人机交互研究的重要性越来越受到重视，因其涌现、系统导致的认知负荷的增加导致了性能的下降、美学和设计的挑战。人机界面交互的基本方式是以可视界面和触控方式这两个方向主要通过点、滑等触摸型方式，从而实现与车辆系统的交互控制，进而产生社交、娱乐体验及获取路况、车况和环境信息在驾驶过程中，用户的大部分注意力需要集中在道路上，但用户几乎全部的瞬间注意力都被可视界面和手控交互行为占用，为行车安全构成了一定的威胁。为应对这种严峻的情况，抬头显示（Head Up Display）技术作为一项解决方案出现并正逐渐应用于汽车之中。但出于行车安全性考虑，HUD 所呈现的信息必须尽可能简单，不能占用过多视觉区域，大多数 HUD 目前只呈现车况和路况的必要信息，帮助驾驶员时刻关注道路状态。在自动驾驶技术发展完善并普及应用前，可视界面和触控交互方式仍是车载主要交互方式。

二、视觉认知和车载交互关系探索

视觉因素是影响用户认知效率的重要因素，额外的视觉元素不仅降低对信息的识别率，也会带来不良的用户体验。视觉因素不仅是界面美学，还参考了界面中的图形使用、字体尺寸和画面比例、信息整合等。视觉化的图形文字传达给用户信息，把用户的注意力集中在信息本身上。有研究结果表明，造成事故的重要原因是驾驶员的错误操作，而导致驾驶员操作失误的最直接原因就是在驾驶过程中驾驶员没能及时获取外部信息，从而对驾驶情况作出错误的判断。研究表明，驾驶人获取外界信息时使用的感觉器官的比例为：视觉占80%，听觉占14%，触觉占2%，味觉占2%，嗅觉占2%(曾庆抒 &赵江洪,2014)。因此，视觉是人机交互界面中最重要的传递信息的载体，基于人因工程的数字化人机界面信息可视化研究是人机界面设计中的一个重要方向。

界面的视觉搜索是一项涉及多种认知资源的活动。在感知过程中，具有高认知负荷的界面需要更多的资源来感知不同形式的界面和线索。用户遍历界面，从可用元素中选择与搜索目标最相关的元素。如果元素相关，则将被感知到，否则用户就会修改他的请求，以寻找界面中的其他元素。这是由Lavie 等人开发的选择性注意负荷理论中描述的更活跃的注意机制支持的。根据该理论,有两种选择性注意机制：知觉选择,用户可以忽略无关的错误选择刺激在高认知负荷下,二是更积极的认知控制机制,机制无关的错误的阻止进一步的处理,即使这些被认为保持低认知负荷。因此，如果界面被认为太复杂，用户可能没有或不愿意花费认知资源，注意力可能是不确定的。相确定性和无聊感会调节界面的舒缓感知和美学。

三、数字化交互界面设计

数字界面设计中许多界面的特点是使用离散几何形状的界面元素，利用不同界面元素设置阵列或布局，合理的布局可以减少认知工作量，是增强感知和美感的重要组成部分。因此，用户可以在可视化搜索和相关操作完成的情况下，高效、快速地获取信息。界面布局暗指一个清晰的人工界面方式与名称上的认知负荷，其混乱的内容可以通过元素和空间之间的关系组织，用户体验和搜索信息能够变得顺畅[2]，用户界面研究方法包括用户评估、操作性能、口头分析和评价界面浏览[3]。

界面通常由文字、线条、图形、颜色、符号等视觉元素组成，以及音乐、视频等其他多媒体元素，它可以作为传达信息的媒介。界面信息以多种表现方式进行呈现和传达，方便人们通过视觉通道接收信息，为人们接收数据、信息、知识和交流提供了新的方法和态度。

四、总结与展望

未来，人机交互设计将成为智能汽车发展与创新的核心要素。随着用户需求的不断提升，汽车不仅仅是简单的交通工具，也将满足用户对信息、娱乐、办公、生活等方面的需求。智能汽车功能走向多样化和复杂化趋势，人机交互系统的设计是否科学合理将在很大程度上影响了汽车的安全性和便捷性。一方面丰富了人们的驾驶需求，另一方面也意味着过多的信息种类会分散驾驶员的注意力，导致驾驶员的认知负荷变大，从而增加了安全隐患问题。为了最大程度地减少在操作中的干扰因素，降低注意力分散，就要分析驾驶员的生理和心理特征，制定信息交互呈现的策略，合理设计安全驾驶、娱乐通讯等视觉信息。