淺談視覺認知下車載交互系統的發展

（陜西師范大學心理學院，陜西 西安 710062）

一、車載數字化交互系統的發展

智能汽車正在成為繼手機之后的新終端。目前，大部分車輛都能夠通過車聯網或車內移動設備連接網絡，一方面可以汽車與成熟的互聯網產品如手機、平板等連接，另一方面也有可能根據車輛內部環境而產生新的設計和商業機會。關于智能車輛相關服務成為智能汽車人機交互設計的主要內容之一[1]。

隨著技術的普遍進步和計算機界面在各個領域的大量使用，人機交互研究的重要性越來越受到重視，因其涌現、系統導致的認知負荷的增加導致了性能的下降、美學和設計的挑戰。人機界面交互的基本方式是以可視界面和觸控方式這兩個方向主要通過點、滑等觸摸型方式，從而實現與車輛系統的交互控制，進而產生社交、娛樂體驗及獲取路況、車況和環境信息在駕駛過程中，用戶的大部分注意力需要集中在道路上，但用戶幾乎全部的瞬間注意力都被可視界面和手控交互行為占用，為行車安全構成了一定的威脅。為應對這種嚴峻的情況，抬頭顯示（Head Up Display）技術作為一項解決方案出現并正逐漸應用于汽車之中。但出于行車安全性考慮，HUD 所呈現的信息必須盡可能簡單，不能占用過多視覺區域，大多數 HUD 目前只呈現車況和路況的必要信息，幫助駕駛員時刻關注道路狀態。在自動駕駛技術發展完善并普及應用前，可視界面和觸控交互方式仍是車載主要交互方式。

二、視覺認知和車載交互關系探索

視覺因素是影響用戶認知效率的重要因素，額外的視覺元素不僅降低對信息的識別率，也會帶來不良的用戶體驗。視覺因素不僅是界面美學，還參考了界面中的圖形使用、字體尺寸和畫面比例、信息整合等。視覺化的圖形文字傳達給用戶信息，把用戶的注意力集中在信息本身上。有研究結果表明，造成事故的重要原因是駕駛員的錯誤操作，而導致駕駛員操作失誤的最直接原因就是在駕駛過程中駕駛員沒能及時獲取外部信息，從而對駕駛情況作出錯誤的判斷。研究表明，駕駛人獲取外界信息時使用的感覺器官的比例為：視覺占80%，聽覺占14%，觸覺占2%，味覺占2%，嗅覺占2%(曾慶抒 &趙江洪,2014)。因此，視覺是人機交互界面中最重要的傳遞信息的載體，基于人因工程的數字化人機界面信息可視化研究是人機界面設計中的一個重要方向。

界面的視覺搜索是一項涉及多種認知資源的活動。在感知過程中，具有高認知負荷的界面需要更多的資源來感知不同形式的界面和線索。用戶遍歷界面，從可用元素中選擇與搜索目標最相關的元素。如果元素相關，則將被感知到，否則用戶就會修改他的請求，以尋找界面中的其他元素。這是由Lavie 等人開發的選擇性注意負荷理論中描述的更活躍的注意機制支持的。根據該理論,有兩種選擇性注意機制：知覺選擇,用戶可以忽略無關的錯誤選擇刺激在高認知負荷下,二是更積極的認知控制機制,機制無關的錯誤的阻止進一步的處理,即使這些被認為保持低認知負荷。因此，如果界面被認為太復雜，用戶可能沒有或不愿意花費認知資源，注意力可能是不確定的。相確定性和無聊感會調節界面的舒緩感知和美學。

三、數字化交互界面設計

數字界面設計中許多界面的特點是使用離散幾何形狀的界面元素，利用不同界面元素設置陣列或布局，合理的布局可以減少認知工作量，是增強感知和美感的重要組成部分。因此，用戶可以在可視化搜索和相關操作完成的情況下，高效、快速地獲取信息。界面布局暗指一個清晰的人工界面方式與名稱上的認知負荷，其混亂的內容可以通過元素和空間之間的關系組織，用戶體驗和搜索信息能夠變得順暢[2]，用戶界面研究方法包括用戶評估、操作性能、口頭分析和評價界面瀏覽[3]。

界面通常由文字、線條、圖形、顏色、符號等視覺元素組成，以及音樂、視頻等其他多媒體元素，它可以作為傳達信息的媒介。界面信息以多種表現方式進行呈現和傳達，方便人們通過視覺通道接收信息，為人們接收數據、信息、知識和交流提供了新的方法和態度。

四、總結與展望

未來，人機交互設計將成為智能汽車發展與創新的核心要素。隨著用戶需求的不斷提升，汽車不僅僅是簡單的交通工具，也將滿足用戶對信息、娛樂、辦公、生活等方面的需求。智能汽車功能走向多樣化和復雜化趨勢，人機交互系統的設計是否科學合理將在很大程度上影響了汽車的安全性和便捷性。一方面豐富了人們的駕駛需求，另一方面也意味著過多的信息種類會分散駕駛員的注意力，導致駕駛員的認知負荷變大，從而增加了安全隱患問題。為了最大程度地減少在操作中的干擾因素，降低注意力分散，就要分析駕駛員的生理和心理特征，制定信息交互呈現的策略，合理設計安全駕駛、娛樂通訊等視覺信息。