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現(xiàn)代人機(jī)界面正在改變我們與車輛互動(dòng)的方式。汽車成為一種使用方法類似手機(jī)的工具。用戶們對(duì)人機(jī)界面的期望很高，他們甚至?xí)谧约菏褂萌藱C(jī)界面的體驗(yàn)來評(píng)價(jià)一款汽車的體驗(yàn)。在本文中，讓我們看看一些通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)手段來幫助我們滿足用戶需求的方法。

人機(jī)界面 (HMI) 是一種允許我們與數(shù)字系統(tǒng)交互的界面。無論我們?cè)O(shè)計(jì)什么樣的人機(jī)界面，我們都需要讓用戶充分利用系統(tǒng)提供的所有功能。近20年來，當(dāng)我們聽到數(shù)字人機(jī)界面時(shí)，首先想到的是個(gè)人電腦。但情況發(fā)生了變化，如今人機(jī)界面已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多設(shè)備不可或缺的一部分——手機(jī)、智能手表、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，甚至汽車。汽車 HMI 設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域，你需要了解它的具體細(xì)節(jié)。

筆者的團(tuán)隊(duì)有過梅賽德斯-奔馳、三菱等大型汽車公司的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在這篇文章中我們想分享一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這篇文章涵蓋了HMI汽車設(shè)計(jì)，探討了為什么它是汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。

什么是HMI？

汽車 HMI 是一系列功能元素的集合（如主機(jī)、儀表組和平視顯示器 (HUD) 以及交互媒介（觸摸、語音、觸覺）），使車輛成為生活空間。

一、數(shù)字人機(jī)界面簡(jiǎn)史

我們所知道的數(shù)字 HMI 最初是在 80 年代初引入的。當(dāng)時(shí)，一輛普通汽車能夠執(zhí)行的功能數(shù)量正在迅速增加，設(shè)計(jì)師的任務(wù)之一就是提供讓駕駛員能夠管理新功能的控件。設(shè)計(jì)師采用兩種不同的方法：其中一些使用模擬控件（他們?yōu)槊總€(gè)功能添加一個(gè)物理按鈕），而另一些則添加一個(gè)具有動(dòng)態(tài)內(nèi)容的屏幕。

第一種方法在德國(guó)汽車制造商中流行，而第二種方法在美國(guó)和日本汽車制造商中流行。此類系統(tǒng)的最早示例之一是在 1986 年的別克-里維埃拉中引入的。該系統(tǒng)允許用戶使用單色觸摸屏顯示器控制廣播電臺(tái)和氣候。很明顯，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈感來自飛機(jī)。

1986 年別克-里維埃拉的 HMI 顯示屏。（Hagerty圖片）

1986 年別克-里維埃拉 HMI 顯示屏。（Hagerty圖片）。

另一個(gè)值得注意的例子是日產(chǎn)在 1985 年推出的 CUE-X 概念車。該系統(tǒng)提供帶有漂亮圖形的彩色觸摸屏。如你所見，功能控件的設(shè)計(jì)和位置與現(xiàn)代車輛非常相似。

數(shù)字人機(jī)界面。（圖片來自日產(chǎn)汽車公司）

現(xiàn)代人機(jī)界面是汽車控制中心與娛樂系統(tǒng)的混合體。它允許用戶更改氣候設(shè)置、找到前往特定目的地的路線或觀看 YouTube 視頻。

數(shù)字駕駛艙和娛樂系統(tǒng)。（特斯拉圖片）

二、使用數(shù)字 HMI 的好處

數(shù)字人機(jī)界面最近才成為大眾市場(chǎng)技術(shù)。就在幾年前，車載交互屏還是豪華車的特權(quán)。為什么突然之間，許多汽車制造商決定在他們的車輛中引入顯示器呢？

主要原因是錢（成本）。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，比起需要返工重新設(shè)計(jì)的物理控制裝置，將顯示器集成到駕駛艙并更新軟件要容易得多出錯(cuò)。

另一個(gè)原因是市場(chǎng)預(yù)期——用戶希望在他們今天購買的汽車中看到 HMI。

Lucid電動(dòng)汽車的內(nèi)部。（圖片由Lucid Motors提供）

但這些都是市場(chǎng)原因，人類的需求呢？HMI在改善駕駛員和乘客的用戶體驗(yàn)方面具有巨大的力量。

以下是 HMI 可發(fā)揮價(jià)值的幾個(gè)領(lǐng)域：

• 幫助司機(jī)做出明智的決定。HMI 可以以一種易于使用的方式向用戶提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以電動(dòng)汽車為例?？梢愿鶕?jù)他們加速的力度，實(shí)時(shí)了解汽車消耗了多少能量。
• 有助于提供更安全的駕駛體驗(yàn)。HMI 可以告知駕駛員危險(xiǎn)情況（即當(dāng)車輛接近車道限制時(shí)）并防止駕駛碰撞（即減慢車速以避免交通事故）。
• 駕駛員和汽車之間更自然的互動(dòng)。HMI 可以在人機(jī)之間建立更自然的互動(dòng)。例如，基于語音的系統(tǒng)可以讓司機(jī)使用自然語言向汽車發(fā)出命令。

三、設(shè)計(jì)數(shù)字 HMI 時(shí)要注意什么

根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)漂亮而有效的 HMI 界面需要需要整體考慮藝術(shù)性和功能性。藝術(shù)性和功能性應(yīng)該是平等的，完美和諧地協(xié)同工作，讓用戶沉浸在體驗(yàn)中。

以下是筆者想與大家分享的一些基本設(shè)計(jì)原則：

1. 給用戶操控感

雅各布·尼爾森 提出的UI設(shè)計(jì)的十大可用性原則中有一條說：

“設(shè)計(jì)應(yīng)始終通讓用戶知道發(fā)生了什么，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)做出適當(dāng)?shù)姆答仭！?/p>

這種啟發(fā)適用于任何數(shù)字系統(tǒng)，包括車輛的 HMI 設(shè)計(jì)。HMI 應(yīng)始終在合理的時(shí)間內(nèi)通過適當(dāng)?shù)姆答伕嬷脩舢?dāng)前狀態(tài)。當(dāng)用戶正在駕駛時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要，在沒有通知用戶的情況下，不應(yīng)采取任何會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生后果的行動(dòng)。

即使汽車避免了事故，它也應(yīng)該通知用戶正在發(fā)生的事情（例如，通過顯示帶有聲音的視覺警告）：帶有各種小工具的數(shù)字駕駛艙，可告知駕駛員當(dāng)前狀態(tài)

2. 遵循“安全第一”的方針

正如筆者上面提到的，HMI 系統(tǒng)的主要好處是它可以幫助我們挽救生命?，F(xiàn)代汽車配備了大量傳感器，傳感器可以收集信息，然后利用這些信息跟蹤駕駛狀況。最周，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控情況，并防止交通碰撞和事故。系統(tǒng)對(duì)條件的響應(yīng)可以是：

• 反饋式響應(yīng)，系統(tǒng)會(huì)告訴駕駛員剛剛發(fā)生的事情，例如胎壓過低或微睡眠（眼瞼變得沉重），并提醒駕駛員注意這一點(diǎn)。
• 主動(dòng)響應(yīng)，系統(tǒng)可以分析情況，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的情況，并就潛在的不良情況向司機(jī)發(fā)出警告。例如，該系統(tǒng)會(huì)分析天氣狀況，并建議用戶避免在道路結(jié)冰的日子開車。

碰撞預(yù)防系統(tǒng)在行動(dòng)。（圖片來自 Milkinside）

防撞系統(tǒng)在起作用。（圖片來自 Milkinside）

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)，不要讓大量信息使用戶不知所措，這一點(diǎn)很關(guān)鍵。制定一個(gè)可靠的通知策略至關(guān)重要。您發(fā)送給用戶的所有更新應(yīng)該是：

• 有價(jià)值：用戶應(yīng)該只看到他們關(guān)心的更新。
• 及時(shí)：更新應(yīng)該準(zhǔn)確地在用戶需要的時(shí)候發(fā)送給他們。
• 清晰：用戶應(yīng)該能夠理解更新的全部?jī)?nèi)容。在設(shè)計(jì)信息消息時(shí)，依賴組塊和格式塔原則很重要。用戶瀏覽越容易，就越安全。

3. 認(rèn)知負(fù)荷最小化

認(rèn)知負(fù)荷是使用系統(tǒng)所需消耗的腦力。當(dāng)系統(tǒng)需要用戶承擔(dān)大量認(rèn)知負(fù)荷時(shí)，通常會(huì)明確表明存在改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。您可以采取一些措施來最大程度地減少認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

首先，不要強(qiáng)迫用戶記住有關(guān)駕駛條件的信息。眾所周知，人們無法在工作記憶中保存大量信息。您需要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，以回答用戶在駕駛時(shí)可能遇到的所有關(guān)鍵問題：

• 車內(nèi)的溫度是多少？
• 我現(xiàn)在正在聽的是什么？
• 我要去哪里？

設(shè)計(jì)人員需要在儀表組群中預(yù)先提供此信息。

其次，基于現(xiàn)有的心智模型構(gòu)建您的 HMI 至關(guān)重要。基于人們過去與汽車交互的經(jīng)驗(yàn)，人們已經(jīng)有了關(guān)于 HMI 如何工作的心理模型。當(dāng)您遵循傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則時(shí)，您可以最大限度地降低如何使用系統(tǒng)所需的學(xué)習(xí)成本。

4. 減少不必要的分心干擾

十多年前，美國(guó)國(guó)家安全委員會(huì)發(fā)現(xiàn)，開車時(shí)使用手機(jī)每年會(huì)導(dǎo)致 160 萬起車禍。想象一下這個(gè)數(shù)字在今天，在一個(gè)移動(dòng)設(shè)備的重要性只增不降的世界里。這就是為什么汽車制造商的目標(biāo)之一是讓用戶與車機(jī)交互而不是手機(jī)進(jìn)行交互。

當(dāng)你開車時(shí)，HMI應(yīng)該完全替代你的手機(jī)。你不應(yīng)該有任何理由看你的手機(jī)，因?yàn)?HMI 應(yīng)該能夠做你的手機(jī)正在做的事情。您可能會(huì)爭(zhēng)辯說，HMI 系統(tǒng)的大顯示屏?xí)芏嘧⒁饬?，并?huì)產(chǎn)生與使用手機(jī)類似的影響。實(shí)際上，我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)的方式很重要。我相信語音——而不是觸摸——應(yīng)該是與系統(tǒng)交互的主要媒介。我們的目標(biāo)是定義用戶可能希望使用系統(tǒng)完成的一組核心任務(wù)（如，廣播電臺(tái)換臺(tái)、更新氣候偏好、向朋友發(fā)送消息等）并設(shè)計(jì)用戶可以僅通過語音完成這些任務(wù)的場(chǎng)景，以滿足這一需求。

設(shè)計(jì)基于語音的交互的好處在于，您可以在不構(gòu)建實(shí)際系統(tǒng)的情況下測(cè)試您的解決方案。綠野仙蹤方法可以幫助您測(cè)試腳本并找到可以做得更好的領(lǐng)域。（譯者按：WOZ（Wizard-of-Oz，中文譯名為綠野仙蹤，又叫做奧茲國(guó)奇遇記）數(shù)據(jù)集構(gòu)造方法是一種非常常見的方法，簡(jiǎn)要來說就是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)人機(jī)對(duì)話的語料庫，我們讓一個(gè)人來扮演“機(jī)器”（叫做Wizard），另一個(gè)來扮演人（human），通過他們的human-human對(duì)話為模型提供高質(zhì)量語料。）

5. 幫助用戶完成日常事務(wù)

是什么促使人們開始使用新產(chǎn)品？雖然人們做事的原因有很多，但最主要的動(dòng)力是效率。當(dāng)人們開始使用一種特定的產(chǎn)品，往往是因?yàn)樗麄兿嘈胚@會(huì)幫助他們更容易地實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。同樣的原理也適用于 HMI 系統(tǒng)。

如果你住在大城市，你就會(huì)知道在工作日找一個(gè)停車場(chǎng)有多難。在舊金山，您可以花一個(gè)小時(shí)在市區(qū)尋找一個(gè)停車位。這可不是令人興奮的常態(tài)。如何讓它變得更好？答案很簡(jiǎn)單——讓汽車自己找到停車位。

現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)可以提供有關(guān)免費(fèi)停車場(chǎng)的最新信息，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì) HMI 時(shí)，我們可以使用這些信息引導(dǎo)司機(jī)到達(dá)定位停車場(chǎng)。

那么，如何為日常運(yùn)營(yíng)找到解決方案呢？一個(gè)很有前途的方法是依靠“我們?nèi)绾文軌颉?em>HowMightWe…）”技術(shù)。一旦確定了要幫助用戶完成的例行任務(wù)，你就可以問這樣的問題，“我們?nèi)绾文軌驇椭脩艚鉀Q這個(gè)問題？” 并提出一系列想法。這是與團(tuán)隊(duì)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴會(huì)議的理想方法——收集來自共同創(chuàng)造者的所有創(chuàng)想，并一起投票選出最佳解決方案。

您可能會(huì)在這里提出另一個(gè)問題：我們?nèi)绾螌⑵淙谌氲紿MI設(shè)計(jì)中? 首先，系統(tǒng)能夠做的操作叫做技能。用戶可以通過兩種方式激活技能：手動(dòng)操作（即單擊“導(dǎo)航應(yīng)用”以查找到付費(fèi)停車場(chǎng)的路線）或自動(dòng)激活技能（即系統(tǒng)了解用戶正在尋找停車位并提出相關(guān)建議）。理想情況下，系統(tǒng)應(yīng)該了解用戶的需求和習(xí)慣，并預(yù)測(cè)用戶何時(shí)需要幫助。

最近，汽車制造商已經(jīng)開始在他們生產(chǎn)的汽車中引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。例如，2022 Mercedes S-Klasse 配備平視顯示器（HUD），可將圖形直接投射到擋風(fēng)玻璃上。通過這樣做，汽車制造商在交互環(huán)境中提供了重要的信息。

6. 不言而喻的導(dǎo)航體驗(yàn)

用戶應(yīng)該能夠輕松找到相關(guān)技能?？砂l(fā)現(xiàn)性（在系統(tǒng)中找到特定區(qū)域的能力）和引導(dǎo)體驗(yàn)（引導(dǎo)到該區(qū)域的能力）應(yīng)該處于最高層級(jí)。許多現(xiàn)代汽車都面臨這樣的情況：用戶必須點(diǎn)擊幾十次才能做他們想做的事。

通過仔細(xì)規(guī)劃系統(tǒng)的信息架構(gòu)，可以避免此類情況。首先，您需要定義用戶將要被引導(dǎo)到的區(qū)域（即車輛設(shè)置，例如懸架、空調(diào)控制、娛樂系統(tǒng)等）。這些區(qū)域?qū)缪菀龑?dǎo)中心的角色，用戶可以在其中深入了解更詳細(xì)的信息。之后，您需要在他們之間分配相關(guān)技能，并確保用戶可以在不超過三下的時(shí)間內(nèi)引導(dǎo)到該技能（是的，三擊規(guī)則仍然有效）。

例如，當(dāng)用戶想要調(diào)整舒適度（即打開座椅按摩）時(shí)，他們應(yīng)該能夠通過在觸摸屏上單擊三下或更少的點(diǎn)擊或一個(gè)語音命令來完成：

Lucid EV 中的導(dǎo)航。（圖片由Lucid Motors提供）

7. 系統(tǒng)會(huì)不斷地了解您和您的偏好

很多文章都在討論創(chuàng)造個(gè)性化體驗(yàn)產(chǎn)品的重要性。然而，我們?cè)谑袌?chǎng)上并沒有太多的產(chǎn)品能夠真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

可悲的事實(shí)是，許多現(xiàn)代 HMI 不提供個(gè)性化，而是提供定制化。這些系統(tǒng)只允許用戶修改一些偏好。但這是一個(gè)弱解，因?yàn)榧词瓜到y(tǒng)允許，大多數(shù)用戶也不會(huì)更改默認(rèn)設(shè)置。在 HMI 設(shè)計(jì)方面，如果您考慮到用戶的個(gè)人喜好，您就有機(jī)會(huì)為用戶創(chuàng)造更舒適的駕駛體驗(yàn)。

讓我舉幾個(gè)例子，了解用戶行為可以改善用戶體驗(yàn)：

• 空調(diào)控制，系統(tǒng)為用戶選擇合適的溫度，并通過詢問用戶來確保用戶感到舒適。在冬天，系統(tǒng)會(huì)詢問用戶“車內(nèi)夠暖和嗎？”用戶可能會(huì)回答“我想更暖和點(diǎn)”，系統(tǒng)將調(diào)整溫度并記住這個(gè)選擇。
• 音樂、地點(diǎn)和事件，系統(tǒng)知道用戶的偏好并且可以建議用戶喜歡的內(nèi)容、地點(diǎn)或事件。例如，系統(tǒng)可以推薦符合用戶偏好的新音樂曲目。
• 舒適，當(dāng)系統(tǒng)注意到用戶在特定情況下打開座椅按摩時(shí)（例如，長(zhǎng)時(shí)間工作后、遠(yuǎn)程工作期間等），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟并通知用戶（即“為您的舒適，我開啟了經(jīng)典按摩模式”）。選擇按摩選項(xiàng)是現(xiàn)代汽車中繁瑣的任務(wù)之一，這種智能自動(dòng)化可以為用戶帶來好處。

最終，我們將擁有一個(gè)針對(duì)特定用戶需求量身定制的系統(tǒng)。這將為我們帶來顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)——更好的用戶粘性和更高的信任度。當(dāng)我們知道這個(gè)系統(tǒng)理解我們并提供相關(guān)的建議時(shí)，我們就更愿意長(zhǎng)期使用它。

梅賽德斯 S-klasse 2022 的數(shù)字娛樂系統(tǒng)播放音樂。（圖片來自梅賽德斯奔馳）

8. 吸引人的視覺語言

如果你讓我定義一個(gè)用戶需求金字塔，我會(huì)開始給你以下幾層：

1. 功能
2. 可靠
3. 可用
4. 令人愉快

只有當(dāng)你設(shè)計(jì)了一個(gè)包含前三層的系統(tǒng)，你才能讓它變得愉快。但是，在設(shè)計(jì)方面，愉悅意味著什么？我認(rèn)為快樂是系統(tǒng)給你的感覺。即使是沒有任何視覺設(shè)計(jì)的系統(tǒng)也能讓你感??覺良好。

但在汽車 HMI 設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)師有絕佳的機(jī)會(huì)利用他們的技能創(chuàng)造出令人印象深刻的解決方案。

“對(duì)于接觸產(chǎn)品的人來說，一秒鐘的情感可以改變整個(gè)現(xiàn)實(shí)。”

— 格列布·庫茲涅佐夫

審美-可用性效應(yīng)指出，用戶傾向于認(rèn)為有吸引力的產(chǎn)品更有用。設(shè)計(jì)師必須將身份和性格融入他們用來與用戶交流的視覺語言中。通過改進(jìn)系統(tǒng)的視覺方面，我們改進(jìn)了系統(tǒng)被感知的方式。

例如，您可以為導(dǎo)航設(shè)計(jì)一個(gè)逼真的 3D 渲染，這將幫助用戶更快地了解上下文（他們現(xiàn)在在哪里以及他們要去哪里）并提供極好的首次體驗(yàn)。想象一下你作為用戶第一次觸發(fā)這個(gè)；這可能會(huì)對(duì)您產(chǎn)生積極影響。

在驗(yàn)證HMI時(shí)，不應(yīng)該只測(cè)量任務(wù)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間和錯(cuò)誤數(shù)量。你應(yīng)該經(jīng)常衡量用戶滿意度。提出問題很重要：“這個(gè)設(shè)計(jì)給你什么感覺？”當(dāng)您對(duì)真實(shí)或潛在用戶進(jìn)行可用性測(cè)試時(shí)。如果您發(fā)現(xiàn)用戶對(duì)您的設(shè)計(jì)不滿意，你可以問一些更具體的問題來確定需要改進(jìn)的地方。

最新一代梅賽德斯 S-klasse 導(dǎo)航系統(tǒng)中對(duì)象的 3D 渲染。（圖片來自梅賽德斯奔馳）

四、結(jié)論

現(xiàn)代 HMI 正在改變我們與汽車的交互的方式。汽車成為我們使用的小工具，就像我們使用手機(jī)一樣。用戶對(duì)HMI的期望很高，他們甚至?xí)鶕?jù)自己的HMI體驗(yàn)來評(píng)價(jià)汽車體驗(yàn)。設(shè)計(jì)師可以通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)來滿足這些需求。

因此，下次您設(shè)計(jì) HMI 系統(tǒng)時(shí)，你需要確保它滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：

• 給用戶控制感；
• 提供良好的易學(xué)性;
• 開車時(shí)不分心或很少分心;
• 不斷了解用戶偏好，并主動(dòng)提出更改建議；
• 激發(fā)用戶積極的情緒反應(yīng)。