車控軟按鍵HMI 交互設計研究

摘要：車控類軟按鍵HMI 交互設計不僅要符合國家法規(guī)、標準等要求，同時還要滿足用戶操作安全性、便利性、界面布局美觀性等各項要求。本文通過介紹研究背景與現(xiàn)狀、HMI 交互設計定義，結合己有的HMI 交互設計理論與經驗，探索車控軟按鍵HMI 交互設計的考量因素，提出車控軟按鍵HMI 交互設計方案的建議，以提高駕駛的用戶體驗。

關鍵詞：車控軟按鍵；HMI ；交互設計；用戶；體驗

中圖分類號： TP319 文獻標識碼：A

0 引言

近年來，出于成本、智能化等因素的考慮，越來越多的汽車取消了物理按鍵，“極簡”成為座艙的主要趨勢。如在特斯拉的座艙內，基本看不到物理按鍵了；國內品牌上汽智己、哈弗神獸、小鵬、比亞迪、理想和蔚來等都逐漸取消了大量的物理按鍵。通過取消物理按鍵以觸控方式將車控軟按鍵集成在中控屏上，已經成為各大車企主流的趨勢。

技術的發(fā)展為座艙智能化、輕量化提供了更多可能性，也給人機交互界面（Human Machine Interface，HMI）設計提供了巨大的發(fā)揮空間。交互設計的研究和提高能更好地解決用戶體驗的需求，所以交互設計的邏輯性和正確性可以直接影響體驗設計的預期效果[1]。好的HMI 交互設計需要有邏輯性和正確性，這樣才能提高用戶體驗。

1 HMI 交互設計定義

被業(yè)界稱為交互設計之母的Gillian Crampton Smith曾提出：交互設計是指設計支持人們日常工作與生活的交互式產品[2]。交互設計的核心理念是以人為本的設計原則[3]。人機交互界面（HMI）是指系統(tǒng)與用戶之間進行信息交換與交互的媒介，通過HMI 可以實現(xiàn)信息的內部形式同用戶可以接受形式信息之間的互換[4]。HMI 交互設計要以人為本，從用戶角度出發(fā)，滿足用戶的需求。

谷歌 Material Design 設計規(guī)范于 2014 年發(fā)布，是一套比較完整的設計規(guī)范，被廣泛應用于蘋果設備、安卓設備和Windows設備等，同時也是設計師們參考的規(guī)范。它提出，HMI 交互設計要能給用戶提供高度的熟悉感和舒適性，用戶能用最直接、最簡單的方式實現(xiàn)目的，產生愉悅的情緒與新的體驗。

2 車控軟按鍵HMI 交互設計的內部考量因素

2.1 控件元素

控件元素是HMI 交互設計的重要考量因素之一，汽車中控屏上由很多大大小小的控件組成。使用控件時，軟按鍵類UI 界面控件主要有：按鈕控件、圖標控件、文字顯示、進度顯示、彈框提醒、內容選擇和工具條等。在設計控件時，控件的大小、樣式和高亮狀態(tài)等需保持視覺上的一致性，同時建議考慮以下幾點。

（1）控件的大小。車控類控件設計時，考慮到駕駛員駕駛安全，控件不宜設計得過小，而應結合屏幕的大小和控件所在的位置設計，并且控件旁邊的字體讓用戶能夠一眼辨認出。根據GoogleDocsUI 設計原則，圖標等視覺元素也需要遵循對比、協(xié)調的原則。按鈕的留白設計應該遵循規(guī)則，文字高度約為按鈕高度的一半，文字與按鈕邊緣的上下間距約為左右間距的一半[5]，車控類控件最小熱區(qū)不宜小于80×80。

（2）控件的狀態(tài)。車控類控件的按鈕控件一般有默認態(tài)、點擊狀態(tài)、打開狀態(tài)、關閉狀態(tài)和禁用狀態(tài)等；圖標控件有選中態(tài)、非選中態(tài)和警示狀態(tài)等。圖標為選中態(tài)時，可采用添加底板或高亮圖標的方式以凸顯按鈕層次，對比度建議要達到3：1 以上，以滿足用戶視覺上的分層。點擊圖標時，可采用縮放動效、高亮和放大圖標等點擊狀態(tài)，讓用戶交互感更強烈一些。文本類顯示輸入框分為編輯態(tài)和非編輯態(tài)，進度條在不同進度時，可設計不同進度的數(shù)值狀態(tài)，彈窗區(qū)分彈出狀態(tài)和關閉狀態(tài)等。

（3） 控件的樣式。車控類控件的樣式，有法律法規(guī)或國標要求的，應使用法律法規(guī)或國標要求的樣式，如前除霜、大燈控件等必須使用國標要求的圖標。無要求的控件，HMI 設計的樣式應通俗易懂、表意明確并符合功能本身特性。從用戶角度出發(fā)，應做到醒目、簡單和直觀。如駕駛模式中的經濟模式、標準模式和運動模式，經濟模式圖標可以設計為一片綠葉，標準模式可以設計為一輛車，運動模式可以設計為一面在飄動的旗幟。同時在樣式上應與系統(tǒng)的圖標保持一致性，如都采用面型或都采用線性。

（4） 控件的顏色。車控類控件的顏色，有法律法規(guī)或國標要求的，應使用法律法規(guī)或國標要求的顏色。如在GB/T 4094.2—2017《電動汽車 操縱件、指示器及信號裝置的標志》中，要求前除霜、后除霜按鈕打開時需呈黃色。無要求的，則建議打開時采用主題色。

2.2 字體

字體類型建議使用以下字體。中文標題與正文：方正蘭亭黑簡體、思源黑體。英文數(shù)字標題與正文：Roboto。以上字體為HMI 網頁設計時常用的字體，看起來清晰，不費力。字體的大小應根據屏幕的大小、分辨率、像素以及字體所在的層級因素，設計不同的字體大小、字體比重。

2.3 色彩

色彩推薦使用RGB 色彩模式。RGB 是工業(yè)界的一種顏色標準，通過對紅（R）、綠（G）、藍（B）三個顏色的變化及相互疊加來得到各種各樣的顏色，是運用最廣的顏色系統(tǒng)之一。HMI 交互設計可用RGB 色彩模式和車型定1 ～ 2 個主題色，默認態(tài)建議使用主題色，同一狀態(tài)建議使用同一種色彩，且色彩不宜過多，以免花哨。

2.4 布局

車控類按鍵一般布局在車輛設置、DOCK 欄、狀態(tài)欄和負一屏里。在對車控類按鍵進行布局時，建議先對車控類按鍵進行用戶使用習慣和操作頻率的數(shù)據分析，把操作頻率較高的軟按鍵布局在較顯眼、易操作的位置，且最好放置在一級界面。如把前照燈開關、部分空調開關（溫度調節(jié)、風量調節(jié)、前除霜和內外循環(huán)等）放在DOCK 欄或車狀態(tài)欄的位置。把一些不常設置的功能放在車輛設置里，如鎖車提示、強制保電等設置放在車輛設置里。由于DOCK 欄、狀態(tài)欄的位置有限，可以把一些常用的功能統(tǒng)一放在負一屏里或控制中心里。在布局時，將使用頻次較高的功能放在離主駕較近的位置，保證駕駛員伸手就可以夠著。

3 車控軟按鍵HMI 交互設計的內部考量因素

3.1 符合國家法律法規(guī)、標準

HMI 在交互設計時，應首先滿足法律法規(guī)、國標的要求。把軟按鍵放在中控屏上，如果不滿足國家法律法規(guī)、標準要求，做公告時就無法通過公告。車型不涉及出口，那么只需滿足我國的法律法規(guī)、標準即可；如果為出口車，那還需要滿足出口國家的法律法規(guī)以及相關要求。我國與之相關的法律、法規(guī)或國家標準主要有GB/T 4094.2—2017《電動汽車 操縱件、指示器及信號裝置的標志》等。

3.2 駕駛安全性

安全涉及到駕駛員和乘車人的生命，符合駕駛安全性是最重要的考慮因素之一。那么怎么樣才算符合駕駛安全性呢？首先，車控相關的硬件、軟件控制單元以及通信網絡要保證安全性。其次，HMI 在交互設計也要符合安全性，確保駕駛員行車過程中操作，不會影響駕駛。所以HMI 在設計相關車控軟開關時，建議考慮幾點。

（1）操作便利，最好能夠讓駕駛員操作上一步達，最多兩步達。

（2）針對某些駕駛輔助類車控軟開關，可設計學習機制。只有駕駛員學習了功能的用法才可以打開此類功能，如記憶泊車等。

（3）將使用此功能的前置條件放置在軟開關旁，方便駕駛員查看。

（4）為了防止誤觸而導致危險發(fā)生，針對某車車控類開關設置二次確認彈窗。

3.3 用戶體驗

進行HMI 交互設計時，如果能滿足用戶在情感上的共鳴，將能更大程度地吸引用戶，提高用戶體驗。因此開發(fā)一款滿足用戶感性需求，能夠提供高質量、人性化用戶體驗的中控界面，將成為品牌汽車增強市場競爭能力的一個新的機會點[6]。

滿足用戶情感上的共鳴有很多種方式，如貼心提醒功能（大燈未關提醒、小燈未關提醒和功能開啟效果提醒等）。HMI 交互設計時，也可以在功能旁邊加一些備注說明、二次確認彈窗等，提前告知用戶開啟功能時將會有什么樣的效果，讓用戶感覺更貼心。

此外，還可以結合部分車控功能來設計一些用戶場景，比如小憩模式。用戶打開小憩模式時，可以開一點點窗，結合溫度情況打開空調冷風或暖風，設置不同的風量或者溫度等，以提高用戶體驗。

對車輛狀態(tài)進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常時給予用戶提醒，也是一種提高用戶體驗的方式。如蓄電池虧電提醒，在車輛長時間未上高壓時，提醒用戶當前車輛未上高壓，導致蓄電池電量過低等；如360°異常提醒、攝像頭故障提醒等，讓用戶在使用功能前提前發(fā)現(xiàn)故障，從而感受到安全與信賴。

4 車控軟按鍵HMI 交互設計方案

結合以上考量因素以及目前市面上的車型HMI 布局情況，如比亞迪、蔚來、理想和小鵬等，給出以下車控軟按鍵HMI 交互設計方案的建議。

4.1 桌面HMI 交互設計方案

對要集成在中控屏上的軟開關進行整理和數(shù)據分析，把用戶操作頻率高的軟開關布置在桌面（圖1）。

（1）建議把大燈開關、大燈高度開關放置在底部DOCK 欄，點擊彈窗顯示大燈設置項：關閉、自動、位置燈和近光燈設置項以及大燈高度設置項（0 ～ 3 擋）。

（2）空調溫度調節(jié)、前除霜、內外循環(huán)和空調應用入口放在DOCK 欄，讓用戶可以快速調節(jié)空調和進入空調界面。

（3）把車輛設置開關放置在DOCK 欄位置，讓用戶可以快速進入車輛設置里，設置相關的車控功能。

（4）設計“編輯”功能，讓用戶可以對DOCK 欄功能進行編排，讓用戶可以根據自己的習慣設置。

4.2 控制中心HMI 交互設計方案

（1）增加負一屏或者以其他方式在左面增加控制中心快捷入口，控制中心內放置常用的車控功能，比如駕駛模式設置、能量回收設置、電子駐車設置、電子穩(wěn)定系統(tǒng)設置、駐車開關、座椅調節(jié)和座椅加熱設置等。

（2）結合大數(shù)據分析，把常用的開關放在靠近駕駛員的位置。

（3）設計“編輯”功能，讓用戶可以對控制中心功能進行編排，讓用戶可以根據自己的習慣設置（圖2）。

4.3 車輛設置HMI 交互設計方案

建議為涉及車控的開關單獨設計一個車輛設置應用。在車輛設置應用里，把開關分類放在不同的tab 下，讓用戶可以快速定位到對應的軟開關設置。同時，在車輛設置里增加一類“常用”，把用戶操作頻率較高的功能放在常用的類別里，實現(xiàn)快速定位。常用類別里的功能，也需要結合用戶數(shù)據，按照操作頻率高低排布（圖3）。

5 結束語

極簡智能座艙已經成為各大車企發(fā)展的主要趨勢。取消物理按鍵雖然是極簡化的一種方式，但是不能生搬硬套地把物理按鍵的交互直接扔到中控屏里，圖標、字體、顏色、布局和系統(tǒng)絲滑程度等直接影響著用戶體驗。HMI 交互設計時，不僅要考慮基本的考量因素，更注重結合用戶體驗、用戶數(shù)據分析進行設計，不斷地打磨設計，才能真正地化繁為簡，提升用戶體驗。

【參考文獻】

[1] 鄧勝利. 基于用戶體驗的交互式信息服務[M]. 武漢： 武漢大學出版社，2008.

[2] 蘇功晏. 內容與形式相統(tǒng)一的智能交互空間[D]. 上海： 上海交通大學，2007.

[3] 比爾· 莫格里奇. 改變過去影響未來的交互設計法則[M]. 北京： 中信出版社，2011.

[4] 王鐳， 龐有俊， 王亞芳. 智能座艙HMI 人機交互界面體驗及未來趨勢淺析[J]. 時代汽車，2021（03）：15-17+20.

[5] 鄧朝暉.UI 界面控件設計細節(jié)研究[J]. 電腦編程技巧與維護，2020（02）：138-139+147.

[6] 邊明遠， 李克強. 以智能網聯(lián)汽車為載體的汽車強國戰(zhàn)略頂層設計[J].中國工程科學，2018，20（01）：52-58.

作者簡介：

張行秀，本科，研究方向為車機APP 開發(fā)、HMI 設計等。

陶文柯， 本科， 助理工程師， 研究方向為車機 APP 開發(fā)、HMI 設計等。

韋娟，本科，工程師，研究方向為車機 APP 開發(fā)、HMI 設計等。