基于用户体验的汽车人机交互设计研究与应用

摘要：现代技术的迅速发展，汽车已从单纯的代步工具逐渐向驾驶人的生活伙伴转变，具备出行、生活、办公、娱乐等多种功能。随着人们在汽车内的时间增多，其也越发希望在汽车空间内得到更好的体验。汽车的交互系统是驾驶人以及乘客和车沟通的桥梁，基于此，文章研究驾驶人和汽车之间如何通过交互获得更好的驾乘体验。

关键词：汽车交互；用户体验；交互设计

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）15-00-03

在当今体验经济盛行的市场环境下，以用户体验为中心尤其重要，汽车领域也是如此。汽车交互系统的用户体验有时能直接影响用户对于不同品牌汽车的购买欲望。因此，越来越多的汽车品牌在交互体验这一方面投入更多的精力。早期汽车和驾驶人之间的交互主要围绕机械按键和较小的显示屏展开，但随着技术的进步，汽车人机交互界面逐渐向大屏化、触控化发展，而本文的研究也基于此。尽管各大汽车厂家都在努力通过更大的屏幕和更多的功能来增强产品竞争力，借助网络技术和数字化手段来打造自己的车载交互娱乐系统，比如宝马的iDrive、奥迪的MMI等，但在系统的人机交互过程中仍存在体验不够理想的问题，甚至存在一些操作障碍，不仅使得用户体验变差，还存在一定程度的安全风险。本文分析现有车载交互娱乐界面设计状况，优化和创新其界面交互，从而使用户的交互体验更丰富、更安全。

1 用户体验设计概述

1.1 用户体验的定义

根据国际标准化组织ISO（International Organization for Standardzation）提出的定义——“人们对即将使用或使用产品或服务过程中产生的纯主观感受”［1］可以了解到，产品从设计开发之初就需要考量整个过程中的用户体验，包括并不限于开发初期对于用户画像的了解、对于用户体验的预测，以及开发过程中对于用户期望和需求的调查，还有产品使用过程中用户的体验感受。总之，产品应尽可能给用户带来更好的使用体验，体验是决定产品发展方向的关键。

用户体验始终是以人为本的［2］，从产品的基本属性——使用功能出发，到产品的拓展属性——自我实现功能，优秀的汽车交互产品设计不仅需要满足汽车的基本功能，即作为代步工具安全承载驾驶人以及乘客到达目的地，还需要满足用户心理和情感上的需求，即对于产品以及品牌企业之间的信任体验、品牌影响力带来的价值体验，以及产品设计元素带来的文化体验。好的产品不仅要在功能性上出众，更重要的是为用户服务，充分考虑用户的未知需求，以及当今社会中的一些普遍问题。

1.2 关于用户体验的研究

1.2.1 用户体验设计的范围

用户体验的研究涵盖多个学科领域，如心理学、哲学、社会学等面向人的学科，产品设计、媒体设计、平面设计等设计类学科，还有软件技术、网络工程等技术类学科。由此可见，用户体验研究是较全方位且复杂的领域，在设计开发汽车交互产品时需要从诸多维度去考虑如何提升用户体验。

1.2.2 用户体验设计的特点

用户体验设计的主要目的是满足用户的需求，拓展目的是更好、更便捷地满足用户需求，即首先需要在功能性上加以完善，检测其是否可用；其次考虑是否好用的问题。必须先在功能上满足用户的需求，然后在形式上满足用户的需求，此两方面都能很好地满足用户需求才称得上是好的用户体验设计。

用户体验设计需要解决一个或若干个实际问题，问题得以解决则可以满足需求，但如果基本满足需求，却在过程中给用户带来了其他不好的体验，这就被称为用户的痛点，而如何解决用户的痛点则是开发者最需要做的事情。只有找准用户的痛點，并采用相应的策略及时解决，才能带来巨大的市场回报以及更好的品牌黏性。以上是用户体验设计的两个特点，一是从用户的需求出发，二是从用户的痛点出发。

在现实市场环境下，汽车品牌方都希望自己的交互系统更能够吸引用户，却忽略了产品功能本身，这就导致产品能够吸引用户的注意，用起来却很烦琐。因此，用户体验设计的第三个特点就是要降低产品的使用难度，做到易用性和简洁性，减少用户的学习成本。相应地，用户体验设计的第四点，就是让感性服务于理性，让产品更富有趣味，保证产品本身先是可用，然后是好用，从而让人和汽车的交互既能解决用户需求，又能方便其使用。

1.2.3 用户体验与界面设计

在技术的推动下，人和汽车之间的交互从传统的机械按键和机械仪表盘逐渐发展成现在的智能屏幕和虚拟按键化，尤其是以特斯拉为代表的新能源汽车，其人车交互的最主要形式就是以大屏的Pad作为交互载体。界面设计主要包括界面的图形、文字的设计、布局。汽车人机交互界面的设计需要建立在大量的统计和分析数据之上，使其符合用户的心智模型，通过用户交互行为寻找以用户为中心的多通道界面呈现方式，让人机交互形式更加自然，降低用户的学习成本，提升用户的操作效率，从而让交互本身更具可用性和易用性。

2 汽车交互界面设计的发展和现状

2.1 汽车交互界面的发展

随着汽车电子智能技术以及互联网技术的不断发展，汽车保有量的不断增加以及用户日趋多样化的需求，汽车内部交互系统的功能越来越丰富，以至于出现繁杂混乱的状况，在一定程度上分散了驾驶人的精力，甚至可能影响驾驶人的驾驶安全。传统的汽车人机交互主要基于方向盘、机械按键以及控制杆等实体装置，交互模式简单且单一，但随着技术的迅猛发展，人们需求不断提高，而汽车企业的经验却相对不足，不可避免地导致目前汽车人机交互界面不够完善。因此，驾驶人会不同程度地受到次级任务的影响而分心，产生较大的认知负荷导致风险。由此可见，汽车人机交互界面及其相关设计问题是目前汽车工程和人机界面领域的关键问题。

2.2 汽车人机交互界面的设计原则

人机交互界面通过人和物之间互相施加影响达到交互，建立信息交流的平台，凡是存在人与物交流的一切领域都叫作人机交互界面［3］，反映了人与物之间的关系。人与汽车的交互应当是和谐、开放的，汽车人机交互界面向用户展现可用信息，用户根据自身需求交互，从而在符合预期的状况下达成交互。汽车内部信息系统拥有大量数据，可视化系统使数据和数据之间、数据和用户之间形成沟通的桥梁，从而使用户实现对数据高层次的分析和操控。

汽车人机交互界面设计应当遵循场景适应性原则，一方面需要为用户提供大量信息，另一方面需要保证用户的驾乘安全，使用户尽快找到需要的功能从而完成驾驶任务。

汽车人机交互界面设计应当遵循两大原则，一是界面简洁化原则，二是艺术体验性原则。界面简洁化是为了确保用户最高效率完成交互任务，艺术体验性原则能最大限度确保用户体验，从而增强用户的使用愉悦性，提高品牌价值，完善艺术表达。

2.2.1 交互界面的简洁性原则

简洁的、易用的界面层级架构设计至关重要，要追求简洁而不简单，用户界面上显示的信息应当尽可能简洁完整，信息的语意设计需要能清晰地表达自身功能，图标应当简化明了，数字按钮的设计和排列也应当便于用户记忆，达到高效交互的目的。

2.2.2 交互界面的艺术性原则

汽车人机交互界面的艺术性体验建立在确保用户驾乘安全以及界面可操作性的基础之上［4］，主要是信息的视觉以及听觉方面的表现风格，比如适当与品牌文化、品牌风格结合，从而形成自身独特的视觉基因，使汽车品牌的交互体验更有利于增强用户黏性，同时也可向用户充分展现自身的品牌价值，体现产品的智慧化、科技化、智能化。

3 汽车人机交互界面设计的应用和趋势

3.1 消费级电子产品交互方式的引入

生活水平的提高以及科技的飞速发展，使人们对先进消费级电子产品的需求得到充分释放。得益于科技发展，先进电子产品的交互方式正在不断引入汽车人机交互界面设计中。目前，在智能手机电子技术中，人脸识别、指纹解锁等基本是智能手机用户所习惯的交互方式，而这部分用户和汽车消费用户群体高度重合，因此借鉴智能手机等消费级电子产品的交互方式也有利于降低用户的学习成本，提升用户的交互体验。

3.2 语音交互、手势交互等新交互方式不断发展

语音交互、手势交互首先应用于智能手机等电子产品，这种依托高新技术硬件设备的交互方式离不开高保真麦克风、高清摄像头以及汽车车载信息系统的多核处理器，这些硬件和软件的不断发展势必创造更多的交互方式，给用户带来更便捷、有效、趣味的交互体验。

3.3 基于AI人工智能以及6G技术的多模无缝交互

5G技术逐步趋向成熟，在诸多硬件配置的加持之下，通过视觉、听觉、触觉等多种不同的交互方式，如语音交互、手势交互以及眼动交互，包括直接和驾驶人的心跳、体温等用户生理反馈结合的交互方式，都将不断发展和完善，使汽车座舱和乘客之间构建多种无缝衔接的信息通道，让用户和汽车之间的交互更加智能、便捷和高效。

4 汽车人机交互的发展方向和意义

在手机刚刚诞生的20世纪80年代，其仅仅是个只具备通信功能的工具，且价格十分高昂。发展到今天，智能手机已经普及，通信技术还在不断发展进步。进入5G时代，汽车人机交互方式的不断进步，用户和汽车之间可以“对话”，通过人机交互的方式满足自己的多种需求。

智能手机、互联网技术以及汽车技术的不断发展让许多用户展望、想象的交互方式变成了现实，以前用户和汽车产生交互都是在汽车内部空间完成，而现在依托技术和硬件的发展，人机交互方式越来越丰富，具体有以下发展方向。

4.1 人机交互界面的高度个性化

汽车人机交互界面作为数据可视化的现实载体，通过显示完整的信息和用户交流，创造了汽车与人对话的平台，在满足用户交互需求的前提下，用户的个性化定制需求将是未来汽车发展的重要趋势。汽车人机交互系统设计方面将越来越开放，用户的权限也会越来越高，每个用户都可以根据自己独特的需求，在汽车人机交互系统中自定义专属于自己的交互界面。

4.2 界面视觉设计高级化

汽车人机交互界面向用户传递和表达信息的方式之一是将功能高度集成在若干个图标之上［5］，界面设计中的图标设计有扁平化、极简化等风格，不同的设计风格具有相同的設计目的，即让用户能在点击图标后快速了解自己可以获得的信息、可以进行的操作，也能让用户获得更好的艺术体验。汽车作为高级工业产品，交互界面视觉设计高级化、高质感化是未来发展的必然趋势。

4.3 界面设计多场景化

结合用户不断拓展的需求和体验，目前许多高级轿车甚至不需要驾驶人在汽车空间内就可以通过APP实现远程控制，如提前启动车辆、提前打开空调、根据预设座椅模式等，为驾驶人的驾乘行为做好完善的准备，开启车辆迎宾送宾模式，通过汽车交互设计引入各种前沿动效设计，给用户带来更加独特、高级的驾乘体验。比如车外前照灯、开门迎宾灯、车内氛围灯等特效，让用户感受到汽车的品牌文化价值。

5 结语

在现代互联网技术和通信技术的加持下，汽车工业快速发展，随着车辆系统间软件有效融合程度的不断提升，以及车辆互联网程度的提高，汽车人机交互系统作为功能信息呈现端和功能控制端将会承载更多的任务，而人机交互系统的发展也将更有活力，具有更多可能性，不仅能完全满足用户的功能需求，还能在满足用户的情感需求方面发挥巨大的作用。在用户体验至上时代，将设计开发的目光聚焦在用户的需求、情感上的行为层面和反思层面等综合体验上，能够获得更好的市场反馈以及更强的用户黏性，同时也能给汽车人机交互产品带来更多的变革可能。

与此同时，汽车人机交互产品的不断发展也需要更多关注驾驶人群体中的弱势群体，如残障人士以及老年用户等，争取基于丰富的交互方式和反馈方式，弥补弱势群体进行人机交互时生理和认知能力方面的缺陷，如方向盘和安全带上集成触觉反馈，在减少用户交互成本的同时更有效地达成无障碍交互。此外，汽车人机交互产品设计开发还需要关注社会现状，结合社会认知以及文化特性、正面舆论和政府引导等社会影响因素，完善汽车人机交互系统和提高用户对汽车交互系统的信任度，使用户获得更好的全场景汽车交互体验。

参考文献：

［1］ 支锦亦，杜洋，冯纾.车载信息系统界面图文设计及其视认知特性研究综述［J］.包装工程，2020，41（10）：62-70.

［2］ 卢洋.“以人为本”的用户体验设计思想多维度思考［J］.文化产业，2022（21）：64-66.

［3］ 孙博文，杨建明，孙远波.汽车人机交互界面层级设计研究［J］.机械设计，2019，36（2）：121-125.

［4］ 谭浩.智能电动汽车人机交互信息界面设计［D］.南京：东南大学，2018.

［5］ 马宁，王亚辉.智能汽车座舱人机交互任务复杂度分析方法［J］.图学学报，2022，43（2）：356-360.

作者简介：董鹏鹏（1997—），男，江苏常州人，硕士在读，研究方向：数字媒体艺术。