get~什么是更有未来感的汽车人机界面设计？

Dec 17 阅读时长约15分钟

作者：Nick Babich & Gleb Kuznetsov

翻译：罗辑、cyruan、山石君、Fiona、青青、May.、陶陶然

人机界面（HMI）是允许我们与数字系统交互的界面。无论我们设计什么样的HMI，我们都需要允许用户充分利用系统所提供的所有功能。近二十年来，当我们听到数字HMI时，首先想到的是个人电脑。随着时间的推移，如今，HMI已成为我们日常使用的许多设备不可或缺的一部分——手机、智能手表、物联网设备，甚至汽车。汽车HMI设计是一个相对前沿的领域，你需要了解其细节。

我的团队有奔驰和三菱等大型汽车公司的设计经验，我们想在这篇文章中分享一些实践经验。本文涵盖了HMI汽车设计，探讨了为什么它是汽车设计中重要的部分。

什么是HMI?

车载HMI，又称车载人机界面，它承载了汽车一系列的功能元素，如车载主机、仪表组和平视显示器 (HUD) 以及交互媒体（触摸、语音、触觉），这些功能可为车辆增添更多的生活空间。

数字人机界面的简史

众所周知，数字HMI（数字人机界面）最早是在80年代初提出的。当时，一辆普通汽车能够执行的功能正在日益增多，设计师需要完成的一项工作就是，为驾驶员设计出更多管理新功能的控件。设计师会采用两种不同的方式：一种是给一些功能使用模拟控件（设计师会为每个功能添加一个物理按钮），另一种则是添加一个能够动态展示内容的屏幕。

第一种方式在德国汽车制造业中盛行，而第二种方式则流行在美国和日本的汽车制造业中。在这些系统最早的案例中，有一条是介绍1986年别克Riviera的，这个系统允许用户通过触摸单色屏，从而能够切换收音机电台和调整车内温度。

1986年别克Riviera HMI显示屏（图片由Hagerty提供）

1986年别克Riviera HMI显示屏（图片由Hagerty提供）

另外一个比较有名的案例是，日产在1985年推出的CUE-X概念车。这个系统提供了彩色的触摸屏幕，可以展示漂亮的图片。正如你所看到的，功能控件的设计与现在的车辆非常相似。

数字人机界面（图片来自日产汽车公司）

现在汽车的HMI集合了控制中心和娱乐系统。不仅允许用户改变车内温度的设置，而且还能导航出前往目的地的路线，或者观看YouTube上的视频。

数字驾驶舱和娱乐系统（图片来自Tesla）

HMI使用数显人机界面的优势

数显人机界面最近才成为一项面向大众的技术。就在几年前，HMI还是豪华汽车的特权。是什么原因使许多汽车制造商突然决定在他们的车辆中引入数字显示器呢？

主要原因是成本。在驾驶舱中集成一个显示器，一旦你发现某些功能对你的用户有效或是无效，就可以更新这部分软件（类似于手机软件更新），而不是设计一套物理控制器，如果出了问题就必须完全重新设计。

另一个原因是市场趋势——时至今日，用户期望在他们购买的汽车中看到HMI（人机界面）。

Lucid电动汽车的内部展示

（图片来源：Lucid Motors）

但这些都是市场因素，那么人的需求呢？HMI在改善司机和乘客的用户体验方面有着巨大的能量。

以下是HMI可以发挥价值的几个方面：

• 帮助司机作出正确决定 HMI可以用一种易于理解的方式向用户提供实时数据。以电动汽车为例，驾驶员能够基于他们对车辆加速的程度，实时看到耗费了多少能量。
• 创造更安全的驾驶体验 HMI可以告知司机危险情况（即当车辆临界车道限制时），并防止行驶中碰撞（即放慢车速以避免汽车事故）。
• 驾驶员和汽车之间互动更自然 HMI可以在人类和机器之间建立更自然的互动。例如，基于语音的系统可以让司机使用自然的语言（口头通俗表达）向汽车发出指令。

设计数显HMI时应关注的问题

根据我的经验，设计一个漂亮而有效的人机界面需要将艺术性和功能性相结合。艺术性和功能性应该是平等的，一起生效达成完美和谐，使用户沉浸在这种体验中。

以下是我想分享给你的几个基本的设计原则：

给予用户控制感

雅各布-尼尔森（Jakob Nielsen）提出的用户界面设计十大可用性原则之一说到：

"设计应该让用户时刻清楚当前发生的事情，在合适的时间给用户适当的反馈。"

这个启发式方法适用于任何数字系统，包括车辆的HMI设计。人机界面应该在合适的时间通过适当的反馈告知用户当前的状态。当用户处于驾驶状态时，这一点尤其重要，在没有告知用户的情况下，不应该采取对用户有影响的行动。

即使汽车避开了事故，它也应该告知用户发生了什么（例如，通过显示一个带有声音提示的视觉警报）：

配备各种小装置的数字驾驶舱，可以告知驾驶员当前的状态（图片来源：Milkinside）

遵循“安全第一”的方法

如上所述，HMI系统的主要好处是帮助我们拯救生命。现代汽车配备了很多传感器，传感器可以收集信息，然后利用这些信息跟踪驾驶状况。最终，该系统可以实时监控情况，防止交通碰撞和事故。系统对条件的响应可以是：

• 反应性 该系统将刚刚发生的事情告知驾驶员，例如轮胎气压过低或微睡眠（眼睑会变得沉重），并提醒驾驶员。
• 主动性 该系统可以分析情况，预测可能发生的情况，并就潜在的恶劣环境向驾驶员发出警告。例如，该系统分析天气状况，并建议用户避免在道路结冰的日子开车。

碰撞预防系统在运行（图片来自Milkinside）

碰撞预防系统在运行（图片来自Milkinside）

在设计系统响应时，重要的是不要让大量信息淹没用户。制定可靠的通知策略至关重要。您发送给用户的所有更新应该是：

• 有价值的 用户应该只看到他们关心的更新。
• 及时的 更新应该在他们需要的时候准确地发送给用户。
• 清晰的 用户应该能够理解更新的全部内容。在设计信息时，依赖组块和格式塔原则很重要。用户越容易浏览，安全性就越好。

降低认知负荷

认知负荷是使用系统所需的脑力。当系统需要用户承担大量认知负荷时，通常会明确表明需要改进系统设计。你可以采取一些措施来最大程度地减少认知负担。

首先，不要强迫用户记住有关驾驶条件的信息。众所周知，人们无法在工作记忆中保留大量信息。你需要设计一个系统，以回答用户在驾驶时可能遇到的所有关键问题：

• 车内的温度是多少？
• 我现在在听什么？
• 我要去哪里？

设计人员需要在仪表盘中预先提供此信息。

其次，基于现有的心智模型构建你的HMI至关重要。基于他们过去与其他汽车交互的经验，人们已经有了关于HMI如何工作的心智模型。当你遵循传统的设计原则时，你可以最大限度地减少学习如何使用系统所需的工作量。

减少不必要的干扰

十多年前，美国国家安全委员会发现，开车时使用手机每年会导致160万起车祸。现在在一个手机变得越来越重要的世界里，再想一下这个数字。这就是为什么汽车制造商的目标之一是让用户与 HMI 进行交互而不是手机。

在你驾驶时HMI应该可以完全替代你的手机。你不应该有任何理由看你的手机，因为 HMI应该能够做跟手机一样的事情。你可能会争辩说，HMI系统的大显示屏会吸引很多注意力，并会产生与现在手机类似的影响。实际上，我们设计系统的方式很重要。我相信声音应该是与系统交互的主要媒介而不是触摸。目标是定义用户可能希望使用系统完成的一组核心任务（即更改广播电台、更新气候偏好、向朋友发送消息等）并设计用户可以使用声音的场景，来满足这个需求。

设计基于语音的交互的好处在于，你可以在不构建实际系统的情况下测试你的解决方案。绿野仙踪（网页链接）方法可以帮助你测试脚本并找到可以做得更好的领域。

帮助用户进行日常运营

是什么促使人们开始使用新产品？虽然人们做事情有很多原因，但最根本的动力还是效率。人们开始使用特定产品是因为他们相信它将帮助他们更轻松地实现他们的目标（或多个目标）。同样的原理也适用于 HMI 系统。

如果你住在大都市地区，你就会知道在工作日找到一个停车场有多难。在旧金山，您甚至可能花一个小时在市区寻找一个停车位。这不是令人愉快的日常。如何让它变得更好？答案很简单——让汽车自己找到停车位置。

现代导航系统可以提供有关免费停车场的实时信息，因此我们在设计 HMI 时，可以利用这些信息将驾驶员引导到适当位置。

那么，如何为日常运营找到解决方案呢？一种比较有希望成功的方法是依靠“我们如何……”技巧。一旦你定义了一个你想帮助用户完成的例行任务，你就可以问这样的问题，“我们如何帮助用户解决这个问题？”并提出一个想法清单。这是与您的团队进行头脑风暴的理论技巧——收集您的合作者的所有回复，并一起投票选出最佳解决方案。

您可能会在这里提出另一个问题：我们如何将其纳入 HMI 设计中？首先，系统能够做的操作叫做技能。用户可以通过两种方式激活技能：手动激活（即单击“导航应用”以查找到付费停车场的路线）或自动激活技能（即系统了解用户正在寻找停车位并提出相关建议）。理想情况下，系统应该了解用户的需求和习惯，并预测用户何时需要帮助。

最近，汽车制造商已经开始在他们制造的汽车中引入增强现实体验。例如，2022 梅赛德斯 S-Klasse 配备平视显示器，可将图像直接投射到挡风玻璃上。通过这样做，汽车制造商可以在交互环境中提供重要信息。

明确的导航体验

用户应该能够轻松找到相关功能。可发现性（在系统中找到特定区域的能力）和导航体验（导航到该区域的能力）应该是首要需求。许多现代汽车都面临这样的情况：用户必须轻按几十次才能做他们想做的事。

通过仔细规划系统的信息架构，可以避免此类情况。首先，你需要定义用户需要导航区域有哪些内容（即悬架、气候控制、娱乐系统等车辆设置）。这些区域将扮演导航中心的角色，用户可以在其中深入了解更详细的信息。之后，您需要在他们之间分配相关功能，并确保用户可以在不超过三步内导航到该功能（是的，三击规则仍然有效）。

例如，当用户想要更改舒适度（即打开座椅按摩）时，他们应该能够通过在触摸屏上单击三下或更少或一个语音命令来完成：

Lucid EV 中的导航（图片由Lucid Motors提供）

系统不断了解你和你的喜好

许多文章都在探讨关于创造个性化体验的产品的重要性，然而市场上并没有多少产品能够将其实现。

不幸的是，许多当下的HMI不提供个性化，而是提供定制化。这些系统只允许用户修改一些偏好。但这个解决方案的可行性不佳，因为大多数用户即使在系统允许的情况下也不会修改默认设置。

让我来举几个例子，关于学习用户行为能提升用户体验：

• 温度控制

系统通过询问用户，为用户选择合适的温度，确保舒适的体验。在冬天，系统会问到：你觉得温度合适吗？用户可能会回答：我想要更热些。系统就会调节温度并记住此选择。

• 音乐，地点和事件

系统了解用户的喜好后，能建议用户选择喜欢的内容，地点或事件。比如，系统会推荐符合用户喜好的音乐曲目。

• 舒适感

当系统注意到用户在特殊条件下旋转按摩座椅时（例如在长时间工作后、远距离等等），系统会自动开启并通知用户（例如“为了您的舒适，我已经打开了经典按摩模式”）。对于现代汽车来说，选择按摩选项是一个繁琐的任务，这种智能自动化对用户来说是有利的。

最终，我们将拥有一个为特定用户的需求而定制的系统。这会给我们带来巨大的竞争优势——更好的用户参与度和更高的信任度。当知道系统懂我们并能提供相关的建议时，我们会更愿意长期使用它。

梅赛德斯S-klasse2022的数字娱乐系统播放音乐

（图片来自梅赛德斯奔驰）

引入视觉语言

如果让我定义用户需求金字塔，我会分为以下层次：

01. 功能，

02. 可靠，

03. 可用，

04. 愉快。

你设计的系统只有实现了前面三层，才会变得令人愉悦。但是对于设计而言，愉悦又意味着什么呢？我认为愉悦是系统给你的感受。甚至没有任何视觉设计的系统也能让你感觉舒适。

但设计汽车人机界面为设计师提供了大好的时机，他们完全可以利用技能来创造令人印象深刻的解决方案。

“一秒钟的情绪可以改变人们对一款产品的投入程度。” — 格列布·库兹涅佐夫

美学-可用性效应指出，用户倾向于认为有吸引力的产品更有用。在与用户交流时，设计师必须将身份和个性融入视觉语言中。通过改善系统的视觉方面，我们也改善了系统被感知的方式。

例如，你可以为导航设计逼真的3D效果，帮助用户更快地理解情境（他们现在在哪里，他们将要去哪里），并使之成为极好的初次体验。假设你是第一次使用这个系统的用户，这一体验可能会给你留下积极的印象。

在验证人机界面时，不应该只测量任务完成时间和错误数量，还应该总是衡量用户满意度。在对真实或潜在用户进行可用性测试时，重要的是要问“这个设计让你感觉如何?”。如果发现用户对你的设计不满意，可以询问更具体的问题，以确定需要改进的地方。

最新一代梅赛德斯S-klasse导航系统中对象的3D渲染

（图片来自梅赛德斯奔驰）

结论

现代人机界面正在改变我们与车辆互动的方式。汽车变成了我们使用的小工具，就像我们使用手机一样。用户对人机界面的期望很高，他们甚至会根据自己的人机界面体验来评估汽车体验。设计师需要通过适当的设计来满足这些需求。

因此，下次设计人机界面系统时，你需要确保它满足以下标准:

• 给用户一种控制感；
• 提供良好的易学性；
• 避免或最小程度的从驾驶中分心；
• 不断了解用户偏好并主动提出改变建议；
• 激发用户积极的情感反应。

原文：

https://www.smashingmagazine.com/2021/12/designing-human-machine-interfaces-future-vehicles/

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