浅析汽车HMI 系统交互设计发展趋势*

田 帅， 徐 伟， 陈文庆， 罗逸健， 朱光欢

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院， 广东 广州 511434）

随着信息化、 数字化、 网联化对汽车行业渗透的不断加深， 几乎每一款新车都装备有一块中控显示屏， 智能化的人机交互系统已经成为了新车的标配。 在当今物联网时代， 车内的HMI智能交互系统不仅是车辆功能的控制中心，更是车企展示差异化体验设计， 展示品牌技术储备的重要节点。 本文HMI系统交互设计分析， 从交互设计、 视觉设计、 动效设计3个核心方面， 以及信息架构、 界面布局操作逻辑、 界面风格、图标风格、 动效效果6 个细化维度联合切入， 保证了分析的全面性、 准确性， 如图1所示。

图1 HMI智能交互系统分析维度示意图

1 主流车企HMI系统交互设计体验亮点分析

1.1 奥迪MMI人机交互系统

本次以奥迪A6车型为分析对象。

1） 交互设计。 界面布局， 当前奥迪中控区域采用上下屏布局方案， 上屏左侧边栏显示主功能快捷入口， 且可自定义侧边栏功能内容； 下屏中心位置可显示用户收藏的音乐、电台， 故屏幕布局的典型特点是实现了内容的高度定制化。

信息架构， 侧边栏HOME、 音乐等一级核心功能模块保持常显状态， 便于用户进行功能模块间快速切换， 对交互效率提升显著。

操作逻辑， 拥有类似iphone的3D Touch功能， 长按icon可显示功能内容信息预览， 并可将此内容的快捷方式快速添加至下屏收藏栏内， 用户自定义权限较高。

2） 视觉设计。 界面风格， 主色调固定且简洁， 明亮的色彩仅以点缀性色块的形式出现， 保证了界面风格主色调的易辨识性。 图标风格轻量化设计， 采用立体微质感的表现形式， 但图标易理解性较差。

3） 动效效果。 因采用类3D Touch的交互， 故 “聚焦关注” 作用的快速缩放动效受到用户青睐， 厂商也正是希望借助细致的动效设计提升产品整体质感。

小结， 奥迪MMI人机交互系统特点可以概括为： 屏幕内容高度定制化， 视觉主色调固定且简洁， “聚焦关注”作用的快速缩放动效获得用户极高的关注。

1.2 奔驰MBUX人机交互系统

本次以奔驰A级车型为分析对象。

1） 交互设计。 界面布局， 卡片式布局， 优点是每个模块卡片的控制入口提供2个该模块的快捷操作键位， 以此减少用户操作逻辑； 缺点是单个界面仅显示3个模块卡片的控制入口， 导致实体操作的控制方式很难快速找到目标功能。

信息架构， 整体交互层级较少， 但同级架构内信息过载， 不利于用户搜寻信息。

操作逻辑， AI智能语音控制是MBUX的产品卖点， 因此实体物理操作并没有过多创新点， 依旧以左右滑动、 单击为主要操作逻辑， 但单次滑动主界面， 图标仅进行单刻度位移， 导致交互效率较低。

2） 视觉设计。 界面风格， 桌面背景采用色彩渐变的深蓝色， 烘托极强的深邃感、 高级感， 与品牌调性保持了高度的一致性。

图标风格， 采用3D强质感的图标设计， 强化了整体的品质感。

3） 动效效果。 因单一界面内信息内容较少， 用户需要频繁在同级信息架构内进行转场切换， 因此， MBUX多采用渐入式效果的动效， 烘托了较强的高级感。

小结， 奔驰MBUX人机交互系统特点可以概括为： 轻交互， 重视觉， 页面位移幅度低， 同级架构内信息过载导致整体交互效率略低； 3D强质感图标有助于强化产品品质； 渐入式效果的动效烘托了界面高级感。

1.3 保时捷人机交互系统

本次以帕拉梅拉车型为分析对象。

1） 交互设计。 界面布局， 用户具有便捷的自定义权限， 可以在首页进行功能入口的自定义， 同时使用频率高、拓展性强的功能控制入口隐藏在屏幕右侧， 对副驾乘客十分友好， 使其控制车机更加便捷。

信息架构极浅， 功能控制模块一二三级同时显示在同一界面中， 减少了用户操作步骤。

操作逻辑简单， 主要以上下滑动、 单击为主， 用户首次操作学习成本极低。

2） 视觉设计。 界面风格， 视觉风格极度轻量化， 色调单一， 可能导致重点信息不聚焦， 影响用户检索信息效率。

图标风格， 图标设计扁平、 微质感， 但图标线条轮廓线微粗， 远距离查看时不易辨识。

3） 动效效果。 动效简洁， 强调快速渐进渐出式动效，避免了因过多动效修饰对用户造成干扰。

小结， 保时捷人机交互系统特点可以概括为： 交互层级极浅， 功能控制模块一二三级同时显示在同一界面中，减少了用户操作步骤； 视觉风格极度轻量化， 色调单一，图标扁平； 动效简洁， 强调快速渐进渐出式动效， 避免了因过多修饰对用户造成的干扰。

1.4 特斯拉人机交互系统

本次以Model3车型为分析对象。

1） 交互设计。 界面布局， 区域鲜明的模块化显示， 保持车辆安全性信息与娱乐化信息同时在屏幕中显示， 使信息显示内容达到了平衡。

信息架构， 一级功能模块数量适中， 用户无需翻页操作即能找到所需功能的控制入口。

操作逻辑， 影响驾驶安全的滑动操作方式得到最大限度的减少， 操作逻辑以简单的点击为主。

2） 视觉设计。 界面风格， 视觉风格扁平， 趋近于消费级电子产品的视觉表现形式。

图标风格， 追求极致的简约， 有悖于车辆高级电气化产品的产品属性， 但未来发展趋势是否刻意弱化此属性，有待探讨。

3） 动效效果。 轻动效， 以折叠、 展开形式的简洁动效为主。

小结， 特斯拉人机交互系统特点可以概括为： 界面布局高度模块化； 视觉风格扁平， 趋近于消费级电子产品的视觉表现形式； 轻动效， 以折叠、 展开形式的简洁动效为主。

1.5 领克人机交互系统

本次以领克01车型为分析对象。

1） 交互设计。 界面布局， 主屏将功能控制模块一二级信息同时显示在一个界面中， 便于用户直观查看功能模块内容。

信息架构较浅， 通过左右屏， 将绝大多数 “功能控制入口” 集成在界面第一信息层级。

操作逻辑简单， 主要以上下滑动、 单击为主。

2） 视觉设计。 界面风格， 界面风格清爽极简， 但导致的问题是功能模块间辨识度较弱。

图标风格极简， 很难通过图标形态来理解功能意义，增添用户操作难度。

3） 动效设计。 弱化动效效果， 页面跳转时动效时长极短， 令人有操作响应较快的即视感。

小结， 领克人机交互系统特点可以概括为： 交互层级较浅， 功能控制模块一二级同时显示在同一界面中， 用户操作步骤有一定压缩； 界面风格清爽极简； 弱化动效效果，强化界面响应效率。

2 汽车HMI系统交互设计未来发展启示

基于对主流车企HMI系统交互设计的体验亮点及不足浅析， 同时结合当前智能座舱的发展趋势， 可以大致总结出未来HMI系统交互设计的发展趋势如下。

2.1 交互设计

2.1.1 消费级电子产品的交互方式全面引入汽车

伴随着21世纪人民生活水平的大幅提高及科技产品的爆发式发展， 人们对于先进的消费级电子产品的需求不断得到释放。 得益于此， 人脸识别、 3Dtouch、 指纹解锁等消费级电子产品交互方式被人们广泛应用， 熟识， 乃至成为习惯。 因此， 车载HMI交互设计不可避免地需要参考借鉴消费级电子产品， 人脸识别、 3Dtouch、 指纹解锁等消费级电子产品交互方式也必将全面引入至汽车。 此举不仅有助于提升产品的科技感， 还能将用户对车辆人机交互系统的学习成本降至最低。

2.1.2 语音交互提升为首选车载交互方式

车载人机交互设计中， 存在多种交互方式： 触控、 按键、 视觉、 手势、 语音等。 但伴随着AI人工智能的发展，同时得益于语音交互低复杂度、 易学性、 便捷性及解放驾驶员双手和视觉的优势， 语音交互已经提升为首选车载交互方式， 且已经得到主流OEM的共识。 如图2所示。 各主流OEM纷纷开展同科大讯飞及腾讯的战略合作， 开发以语音交互系统为主打卖点的汽车产品。

图2 车载语音的应用方向

2.1.3 基于AI人工智能的多模无缝交互

纵然语音交互凭借着自身无与伦比的优势， 在座舱内各种交互方式中暂时占据主导地位， 但随着AI人工智能的飞速发展， “ 多 模 无缝” 交互必将成为未来趋势。“多 模 无 缝” 交互是指在软硬设备支撑下， 在特定场景下， 通过视觉、 听觉、 味觉、 触觉、 感觉等不同的交互手段， 使座舱与乘客之间构建出多种无缝衔接的信息通道， 从而产生无缝交互体验的方式。

多模交互方式的主要特点有： 系统庞大， 融合了多种交互方式， 软硬件系统极其庞大； 智能交互， 通过智能交互仲裁， 推荐并执行最合理动作， 大大解放车内乘员操作；运算复杂， 极大考验设备的人工智能算力， 严重依赖人工智能的发展。 针对多模无缝交互设计的特点， 在HMI的交互设计中， 必须重点进行考虑和对应， 以此实现交互方式的智能、 便利、 易读。 图3为多模无缝人机交互示意图。

图3 多模无缝人机交互示意图

2.2 界面设计

2.2.1 模块化界面布局与滑动快捷弹窗相辅相成

未来车载交互系统的设计， 模块化界面布局与滑动快捷弹窗相辅相成， 缺一不可。 界面布局模块化分区， 可使安全信息与娱乐信息的显示区域固化， 既降低了用户的认知学习成本， 又在突发情况时保证用户可以在最快时间找到所需的模块。 而滑动快捷弹窗设计， 可使用户快捷直达非常用设置或信息界面， 极大扩展模块化信息界面， 大大提升用户对车辆状态的掌控能力。 如图4所示。

图4 模块化界面布局及滑动弹窗示意图

2.2.2 界面布局高度个性化自定义定制

用户个性化定制需求是未来汽车发展的重要趋势， 在人机交互系统设计方面将会对用户越来越开放， 用户拥有的自定义权限也会越来越高。 虽然当前仅停留在功能控制入口的自定义阶段， 但随着SDV （软件定义汽车， Software Defined Vehicle） 及SOA （面 向 服 务 的 软 件 架 构， Service Oriented Architecture） 技术的快速发展， 系统级功能高度自定义时代即将到来， 未来个性化定制的终极形态是千人千面、 千车千面 （图5）。

图5 千人千面&千车千面概念示意图

2.2.3 视觉设计高质感化

高质感界面和图标设计可以彰显出产品高级感， 也有助于用户快速识别功能意义。 采用极简扁平化的图标设计方式， 用户认知难度较大， 采用3D强质感的图标设计方式， 用户无需阅读文字即可理解图标意义， 如图6所示。 因此， 汽车作为高级工业产品， 视觉设计高质感化是未来发展的趋势。

图6 高质感界面VS低质感界面设计

2.3 动效设计——动效全场景化设计

通过结合用户用车场景体验研究， 全场景引入各种前沿动效设计， 同时持续探索更具引领性、 代表性的视觉符号和动效设计， 从而最大化提高产品的品牌特征及市场竞争力。 全场景动效设计主要有以下场景。

1） 车辆迎送宾模式下， 通过采用迎送宾动效， 可给用户带来不一样的寻车上车体验。 常见的迎送宾动效有： 车外前照灯、 车外踏板灯、 车内氛围灯、 座椅、 各种运动部件等。

2） 车辆开关机模式下， 通过采用开关机动效， 可极大提升车辆逼格。 常见的开关机动效有： 屏幕开关机等。

3） 日常用车过程中， 通过采用氛围动效进行氛围营造， 可极大提升车辆科技感及用户体验。 常见的氛围动效有： 智能表面、 智能扶手氛围、 智能氛围灯等。

4） 正常功能显示模式下， 采用各种功能界面独有的界面动效， 内容丰富直观有趣； 常见的功能显示动效有： 健康座舱功能 （空调吹风、 PM2.5过滤、 中药香氛等）， ADAS智能驾驶功能 （激光扫描、 雷达扫描、 AR HUD 预警碰撞）， 创意种类非常丰富。

5） 多模交互控制场景下， 采用交互控制动效以及界面显示切换动效， 使控制变得有趣。 常见的多模交互动效有：语音形象设计、 生物识别 （指纹识别， 人眼识别）、 触控命令等。

3 结语

随着车辆系统间软硬件融合程度及车辆网联化程度的不断加深， 汽车HMI人机交互系统作为功能控制和信息呈现终端将会承载越来越多的任务， HMI人机交互系统的发展必将迸发出更多的可能性。 不仅如此， HMI人机交互设计可结合最新的软件定义汽车理念 （SDV）， 实现个性化及情感化的高度定制， 支撑千人千面&千车千面理念的最终实现。 因此， OEM厂商应该重视HMI人机交互系统的设计，并将其提升到一定的高度进行重点管控促进。