快速上手！车载HMI设计要点

一、前言

近几年，依托5G和车联网的发展，智慧车舱的概念有越来越猛之趋势，汽车的中控开始普遍搭载触摸大屏，因为座舱是让用户形成第一印象的地方，是用户感知智能化最直接的媒介;也是最容易让车企发散思维，大胆创造的温床，是用户最能感受到品牌性格的地方。那么作为初入行的设计师，我们可以把车载类比成大Pad来设计吗？设计这两者之间有什么需要注意的点吗？本文让你快速上手车载设计。

首先，这里有几个常用词，先科普一下。

【词条内容：百度百科】

中控上安装有车机，车机里有车载app，车载app的好用易用就是HMI。

二、车载设计与移动端设计有什么差别呢？

1. 人—机—环境系统

（1）历史

做车载必然要说到人机工程学，1944年在剑桥大学建立了第一个研究人机交互问题的剑桥座舱（即著名的Cambridge Cockpit）以解决飞行员们执行飞行任务时出现的一些错误和失误，这也标志着现代人机工程的起源。

（2）人机界面信息交换过程

人机工程研究的内容可以简单理解为关注人-机-环境三方面互相作用产生的影响。所有车载设计，都要考虑到人-机-环境的因素，其核心是以人为本和人机工效。

（3）串联式人机系统

一般的汽车驾驶，就是串联式系统，人不踩刹车，汽车就不会停下来。如果驾驶员晕倒或者睡着了，车辆就失控，同样，汽车如果没油了，整个系统都得停止工作。

（4）并联式人机系统

并联式系统是人、机并接，两者可以互相替代，在自动化系统中，人-机之间多采取并联的形式。在并联式人-机系统中，人和机器可互相替代，一般由机器工作，必要时人可以接管。

自动驾驶就是并联式系统，比如在良好路况的条件下，自动巡航路线前进，人只需要在旁边监控。遇到突发状况或复杂状况，人随时可以接管操作。

现代人机系统中，驾驶人员是在复杂的驾驶环境中操作复杂的车控系统和车载设备，人在这种环境中，既要靠眼睛来观察环境，又要靠细致的注视来完成精确的控制动作，通过人机工程技术分析，就可知道人在操作时如何分配注意力、体力，同时了解仪表、屏幕以及外视景如何设计和合理分配才能获得最好的人机交互，既减驾驶员的驾驶负荷又避免出错，切实提高人机工效。

2. 安全驾驶第一

车载与平板本质的区别在于：完成任务的环境不一样，拿着Pad时，用户往往处于一个安全的环境，用户可以把设备靠近面部，全部注意力集中在平板的操作上。而车载是处于一个驾驶状态，要求驾驶员的注意力要在驾驶和路面上。

这对驾驶员的注意力分配有要求。提供越来越多的功能可能会分散驾驶员对安全驾驶车辆的注意力。而在驾驶行为中，95%的视觉注意力要在前方。保证安全驾驶。

移动端体验不好，易用性差，最多导致用户不再使用。但是如果车载app不好用，可能付出的就是生命的代价。

三个心理学的小知识：

（1）最强选择原理—大脑的信息处理

我们可以用计算机信息处理过程来类比人类的信息处理过，（感官）输入-（大脑）处理-（记忆）存储-（行动）输出。与机器不同，我们大脑收到的信息量极大，大脑感知会优先处理重要的信息。我们的感知会有两种工作方式，触发本能层的响应和根据长期记忆和学习形成的条件反射。

例如，当汽车驶向十字路口，驾驶员在接近十字路口时看到了红绿灯、经过的车辆和行人等，并可能听到车内音响的音乐和副驾的谈话。在这一大堆纷杂的信息中，只有一小部分数量的信息可以被感知到，（如黄灯闪烁了，有小孩突然窜出马路）触发本能的反应，会使驾驶员瞳孔放大，呼吸加速，心跳加速，出汗，肌肉紧张等。而在看到了黄灯闪烁时，驾驶员可以选择加速通过或者减速停下，这个决定必须迅速做出。驾驶员可以使用工作记忆，根据与路口的距离，车辆的速度，剩余时间，判断是该踩油门加速还是该踩刹车减速。

在这些过程中，大脑大量的注意力分配在处理驾驶操作上，音乐声和交谈内容都会因为不够重要，而被忽视。

（2）心理负荷

在驾驶过程中，驾驶员到底有多忙？他的任务有多复杂？是否还有能力做其他操作？能否应对突发事件？他在执行任务中的感觉如何？等等。我们的大脑中提供信息处理的CPU资源是有限的，超出了它的能力，就会出现超负荷。

（3）分神与疲劳

交通事故发生时，有很大一部分原因不是驾驶员技术有问题，而是他们在开车过程中注意力不集中。驾驶分神的原因可以从不同角度来分类：内因（思想分神）和外因（自身以外因素）；技术性的（操作某设备）和非技术性的（吃东西）；分神对驾驶影响受以下因素的影响，驾驶员年龄、疲劳程度、驾驶经验、个性，甚至与副驾有关。

3. 屏幕各异

（1）尺寸不一

车载屏幕不像手机屏和pad屏，尺寸大小受限与人类的手掌和手臂力量。车载屏幕的大小与形状，往往与车辆的定位、价格挂钩。所以同一个厂商，他在不同的价格定位车型中，会使用不同尺寸的屏幕。更有甚者，为了凸显高级会使用不规则形状的屏幕。在移动端的屏幕适配难题，在车载端会被10倍的放大。我们在设计的时候，会需要考虑页面在小屏幕，超大屏，超长屏，竖屏，双屏、三屏、T型一体屏等产品形态。

（2）主副驾不一

其次，由于前排是有主副驾的，这就会有主副驾共用屏幕和分屏操作的区别。而在工具属性强的系统架构设计中，有厂家把导航任务放在最重要的级别中，那就可能会有用分屏来并列导航任务和其他任务。

所以很多界面需要考虑到弹性适配。

（3）色彩不一

再次，同一辆车的受众会有不同的用户画像，针对不同的用户和环境，车载界面往往会有白天模式和夜晚模式。

而黑夜白天模式，不仅仅是用白底换黑底那么简单的，而是在不同亮度的环境下，使用的视觉感光细胞种类和数量都不一样。

在光线充足的情况下，我们更多的用到锥状细胞，它是明视觉器官，主要负责光亮条件下人的视觉活动，既可辨别光的强弱，又可辨别彩色，具有较高的视觉敏感性，能辨别细节。所以设计白天模式时，我们可以使用丰富的色彩。

在黑暗中，瞳孔放大，我们更多的用到视杆细胞，它是感受弱光刺激的细胞，对光线的强弱反应非常敏感，所以明度变化是重点。由于视杆细胞集中分布在视觉凹中心，所以设计的主要内容集中在靠近屏幕左上方，而屏幕右下方的设计，会由于细胞分布少而看不见。

4. 车厂主张决定框架

任何应用的设计都依赖系统架构方案，尤其在车载设计中，很少采用完全沉浸的应用设计。总体来看，目前车载的架构有以下几种：

（1）导航为主

常见的有特斯拉、蔚来汽车等，他们以地图为底，首⻚显示地图及当前定位信息：

（2）正-主-负屏

三屏结构，左右横滑浏览全部入口：

（3）菜单界面

菜单界面有多种样式，主要常驻的有系统栏、状态栏、控制bar、内容区等。

系统栏 系统栏主要包含系统功能与快捷启动功能。根据客户对产品架构的理解和设计理念不同，略有差异。系统栏作为系统级功能承载着系统核心交互的方式。

三、那么我们可以从哪些地方快速上手呢？

1. 做减法

（1）解放视觉注意力

对于驾驶员来说，视觉是他获取车内车外信息最重要的器官，目前80%的与驾驶相关的信息都是通过视觉获得的。在不抢夺驾驶员视觉注意力的情况下，设计页面要做大做强 —— 信息尺寸要大、重要的信息要强。确保驾驶员在行驶中可以快速处理。

触及控件设计的合理尺寸为至少12mm。

在人机工效学的研究中，认为用食指操作，触击范围在7mm左右比较合适，加上车辆行驶过程中，车辆抖动和驾驶员注意力分散，建议车载的热区最小为12mm。

增大热区，在交互元素周围添加 padding 来创建舒适的命中区域。

（2）减少噪音

在认知心理学里有一个词叫“噪音”，所有干扰注意力的因素都叫“噪音”。

在移动端我们常常看到的噪音有，跳动的gif动画，或者混乱的元素排布。这些干扰用户注意力，影响大脑做出反应的因素都要被弱化。

在车载上，若是有输入框，需要输入文字，往往就会每次只显示一个输入的输入框，其他上下表单都不能出现干扰用户。

（3）减少层级

车载的层级不能太深，最多只有三级，并且往往会用home键一键回到首页，和快速唤起页面。这就需要我们合理布局产品的架构。

2. 做加法

在大部分视觉注意力需要被前方车路情况占据的时候，还要进行复杂的车机操作，需要大量的视觉资源的参与，人的其他感官会更多的参与交互。在尽可能少的占用心理资源的情况下，我们要给交互方法做加法。

（1）语音交互

大部分的智慧车载都有语音交互功能。从听歌，到发起导航，更有甚者订外卖订酒店都可以一句话搞定。语音的界面可以减少执行次要任务对驾车和找路等任务的分心程度。另外，对中老年人而言，他们的学习能力和视力下降，语音系统在这个用户群体中更有优势。

语音交互也有界面设计，这个界面就不是视觉的界面。但是牵扯到在车机屏上，会有一些显示。语音交流时，常会显示以下几个状态：

要注意的是，基于语音的交互系统面临的挑战主要在于语音本身的保持时间很短，对人的工作记忆要求很高，并且需要使用者能够使用明确的命令，所以，可以采用问答的形式来达到减轻使用者记忆负担的目的。常见的就会时常提示有哪些命令，来训练驾驶员使用符合规范的命令，如滚动出现提示语“你可以问我，今天的天气怎么样”。让使用者潜移默化的学习语言的使用方法。

（2）手势交互

非触摸手势交互/3D手势：

也叫非触摸手势交互/3D手势，常见的是驾驶者对车内摄像头，做出挥手，比心，点赞，OK等手势，与车机进行互动和完成任务。

交互手势：

也叫全触摸式交互/触屏手势交互，使用的是电阻屏幕，而且驾驶位与屏幕间特殊的物理距离和视觉角度，系统的

交互手势会有一定的局限性；

触屏手势交互普遍有以下几种：

点击：触发对象的默认操作，激活一个控件或者选择一个对象

长按：触发对象的默认操作

单指拖动：让一个元素从一边移动到另一边，或者在屏幕内拖动元素。

单指轻扫：快速滚动或平移，查看更多内容

单指双击：视频播放时，触发暂停或播放

双指操作：在地图等页面扩大或缩小地图

（3）实体交互方式

旋钮与物理按钮，常见的有拨杆，旋钮、实体按钮，触控板。

这些按钮在熟记位置之后可以帮助驾驶员在不使用视觉的情况下，或者不方便用手点屏幕的时候，进行一定程度的盲操，比较安全。其常有的操控功能有，唤醒屏幕，调节空调，调节音量，上一个，下一个，确定操作，返回主页，等等。

当然，实体控件也是在屏幕失效的时候还能操控车辆，是最后的保障。

（4）主动交互

作为AI功能集大成的智能驾舱，不再是等待用户去发起任务，而是会根据人-场-境的不同，主动发起交互。这个时候，就更需要设计师从用户体验的角度出发，从用户需要什么的角度去思考。

比如，人脸探测到在特定的场景，用户可能伤心难过时，会主动做出安慰的方案，根据各家厂商的不同方案，会有智能语音助手的安慰，虚拟拥抱，播放音乐等。

在探测到疲劳、犯困等状况时，会提醒要不要开窗透气，或者去下一个休息站休息一下。

在临到节假日纪念日时，会提示或者祝福节日快乐，甚者给出节日的庆祝方案，比如去看电影等。

若在固定时间有固定的操作习惯，那么下次再到这个触发时机，可以主动询问是否要做某任务，比如开车听书。

3. 视觉在上，操作在下

在驾驶过程中，用户95%的精力在于聚焦驾驶上行为上，用户只能抽取仅5%左右的精力与时间来操控车载。为避免用户操作动作干扰用户的注意力，因此信息布局必须以最好的方式呈现。

（1）车载人机交互主要分为：车机信息输出和用户交互输入

由于驾驶舱的特殊性，车机的热区可以分为视觉热区和操作热区。操作者距离屏幕有一定距离，并且需要使用大臂带动手腕，完成操作交互。所以对车载界面的操作区域的位置、大小、距离有一定的要求。为避免遮挡造成对驾驶的干扰，所以建议信息展示和操作有所侧重，保证单手操作/实体按键/快捷操作（方向盘按键）。并只要点击到卡片某个区域（操作热区是整个大卡片）就能进入并操作该功能，有效保证驾驶安全。

（2）视觉热区——内容在上

由于驾驶员视点与车载台之间的横向距离，与正前方操控位置的直接距离，以及行车时瞳孔至车载台中心距离等物理条件限制，建议输入类信息展示集中在偏左偏上的位置。

（3）操作热区——操作在下

行车时由于斜视操作，图标大小至少为正常直视操作的4倍（2×2），操作时手臂伸展较为舒适的角度。正常行车时，离驾驶位置最远的视线距离约为65~82cm，操作距离约为50~65cm（屏幕与肩部之间距离）正常人的手臂长度为身高的2/5到3/7, 大部分在60cm-72cm左右。操作功能区在右边时，对于身材较小的人来说操作不便。侧边物理按钮，屏幕深度等原因造成一些视觉盲点，位于这个部位的操作必须是最常用且不会变化的。

（4）避开方向盘

但是有一点需要注意，但是又因车而异的是，要注意方向盘对大屏的信息和接触的遮挡，应该尽量避免把操作控件和重要信息放置在那里。

四、总结

一直以来，汽车设计都是科技与艺术最前沿的展示与结合，也是制造业和工业最精湛技术的展现。但在信息革命的浪潮中，人工智能、大数据、和HMI的运用显得既谨慎又超前。虽然智慧屏幕在车机上刚刚开始起步，但是凭借它的高科技，在未来具有巨大的生命力，这是一个长期的课题，在传统的用户体验的可用性、易用性上，还对其安全下限有极高的要求。

HMI设计师入门需要具备相应的人体工学、工程心理学、认知心理学、人工智能、前端等知识，来设计合理的界面信息功能。同时这也是一个多部门合作的结晶，为了让用户专注于驾驶任务，避免视觉/手动操控对车载屏幕的过多操作，我们更要充分利用人工智能，为其设计合理的人机交互场景。

在通往HMI设计师专家的路上，我们需要了解得还很多。

本文作者 @怡伶设计宝藏 。

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