认识HMI设计：一个属于谁的时代即将到来？

这篇文章是HMI设计的总体介绍，结合了部分自己工作的经验与搜集的资料所写。希望对身处HMI设计行业或即将步入HMI设计行业的你有所帮助。也欢迎一起交流讨论更多HMI设计的有关内容。

一、 HMI基础概念：什么是HMI设计

HMI是human machine interface人机界面的简写。UI是user interface用户界面的缩写。这两个翻译的概念其实很像。interface是接口、界面的意思。

其实，开发的同学对于interface这个词可能更熟悉。因为在程序中经常需要调用其他程序的接口。

举个例子，怎么理解“接口”呢？像洗衣机的操作旋钮部分，就可以算是一种接口。它隐藏了内部的实现原理，把用户关心和能理解的东西展现出来。为什么翻译成接口呢？这是因为内部的实现可能很复杂，比如发动机可能有螺丝和电源线，但是这部分的操作是不开放给用户的，只是把特定的功能开发给你去控制发动机的开始和停止，这部分就可以称作是“接口”，也就是interface。

理解这个概念对设计来说其实是比较重要的。《about face 4》（交互设计精髓）一书中提出，设计应该呈现用户心智模型(用户能理解的模型，比如按下空调开关就能打开空调)，而不是呈现具体实现模型（具体是怎么实现的，比如内部的电路等等）。如果把洗衣机的电路图放出来，让用户去判断闭合哪个电路，这虽然也可以控制机器，但这显然是不合理、不符合设计原则的。

HMI其实是比较广义的词，很多时候指代人与机器之间的交互。但在汽车领域，当机器为车机的时候，主要是指人与车机的交互。除了HMI设计师，你会看到还有HMI工程师的职位，他们更多的是从技术的层面解决人与机器交互的问题。

其实到这里你可能就明白了。因为汽车内的控制远比洗衣机要复杂，这时，就需要设计师通过车载屏界面把用户能够理解的东西呈现出来，并保证交互的合理性。同时，因为驾驶舱场景特殊，不论是工程师还是设计师，安全性都是要极为重视的考虑因素。

下图我们可以看一下驾驶舱内部，它有哪些主要的硬件？能实现哪些重要的功能？可以留给用户的“接口”有哪些？

由于在驾驶座舱内要实现车辆控制、空调控制、音乐控制、座椅控制等跟硬件相关的交互功能，所以这些功能的“接口”都聚集在了这块小小的屏幕上。此外，还有完成诸如导航、视频、电话等等的功能。

二、 行业发展历程

1. 传统与规定

座舱发展成今天的样子，花了很多时间。但是在很早之前，就已基本确定了座舱内部的基本结构。甚至，早在1986年别克 Riviera 就搭载了触控屏幕，布局看起来与现在的汽车也很接近。

因此，对于HMI设计师来说，座舱内部的设计时，有些已经成为规定，例如国标GB 4094-2016规定了车图标的使用标准。这些是设计师需要了解，并且在设计时需要遵循的内容。有些可能并没有强制的规定，但是大家已经默认习惯于这样设计，除非有更好的解决方案，否则就不要轻易改动了。

2. 汽车与互联网的结合

那么我们今天在谈论车载屏的UIUX设计，谈论HMI设计，其实借用了大量的互联网中的设计理论和方法经验。那么，汽车与互联网，这两个原本互无关联的行业是怎么交织到一起的呢？明白这一点，可能更能理解如今的智能汽车的发展局势，以及互联网基因在其中的影响。

1）智能汽车行业窗口期的互联网大佬们

特斯拉是一个重要的因素。特斯拉用两倍于ipad的液晶显示屏，彻底取代了传统汽车中控台。特斯拉使用硅谷模式颠覆传统汽车产业，这是一个非常重要的信号，汽车要与互联网结合，让汽车产业发生质变，发生质变之后，这个产业有一个大的洗盘。

我们国家的互联网从业者很敏锐的观察到了这一点。2014年，特斯拉Model S正式进入中国，看着造型酷炫的特斯拉Model S，他们隐隐觉得，一个新的时代就要来了。第二年，乐视宣布其投资的创业公司法拉第未来（Faraday Future，即FF）将投资10亿美元在美建厂，投产电动汽车，挑战特斯拉。

此外，易车的李斌也早就说出“自己真正感兴趣的事其实是造车”，并凭借在科技圈和投资圈的积累获得了刘强东、马化腾、雷军、张磊、李想等人的投资。也是在2014年，何小鹏选择卖掉了自己创建的UC浏览器，不是为了享受财富带来的自由与快乐，而是创立了小鹏汽车，面对巨大的机遇与不确定性。汽车之家李想也在2015年选择成立“车和家”，并在2020年改名，成为如今的理想汽车。

当然，传统车厂也早早开始布局新能源汽车，比亚迪在2008年就推出了第一款插混车型F3DM，但当时的新能源产业链处于发展初期，所以并未引起强烈的反响。但从2013年的比亚迪秦等王朝系列车型开始发力，到2022年，比亚迪已成为销量榜首，也成为特斯拉在中国本土面临的最强劲竞争对手之一。

2）互联网入局汽车还在继续

互联网企业加入智能网联汽车的步伐还在继续，但有些企业选择了不同的方式。互联网企业由于不具备汽车生产资质，会与车厂共同组建新的汽车公司。比如百度与吉利与2021年共同创建了集度汽车，兼具百度强大的互联网基因与吉利造车生产的经验。而华为则宣称“华为不造车，只聚焦最难的平台基础要素开发，帮助车企造好车”，并与赛里斯打造AIOT问界汽车。由于华为拥有鸿蒙车机OS车载系统，搭配华为座舱app生态，已成为众多车企的零部件供应商、互联网服务商。

互联网与汽车结合的故事还在延续，雷军把最后一次创业给了小米汽车，成为未来新能源汽车行业的不确定因素，2023年，新能源汽车的战场硝烟弥漫， 这段故事，还在继续谱写中。据统计，截至2017年11月，中国造车新势力公司已经超过60家，2018年便已经达到了近100家。资本和新势力车企互相借力，激发出无数个热血的故事。中国新能源汽车的新势力发展就这样拉开了序幕，中过新能源汽车的市场格局也开始逐渐形成。

3）趋势使然

应该说，汽车与互联网、人工智能的结合不是某一款车或某一个品牌完成的，更像是一种趋势，像是在汽车发展过程中各车企积极探索自然而然得到的结果。

如今的科技还在向前发展，AIGC最近火热，自动驾驶也在如火如荼的探索中。未来，可能什么科技对出行体验有利，什么科技可以提升出行的安全性、便捷性，什么科技可能就会跟汽车结合在一起。

事情证明也确实如此，前一段时间，百度文心一言接入了哪吒汽车等新能源汽车，这也证明了汽车对于前沿科技的渴望。5G，AIGC，自动驾驶、大数据、云计算……这些科技的发展，可能有朝一日又会爆发出新的技术热点，能够与汽车结合，HMI设计师今天的工作内容也会随之变化。但归根结底，设计师帮助完成更好的出行是不会变的。

我认为，AI很难以做出重要的决策，AI也难以进行重要的价值观判断，AI对于情感的理解也比较有限。这些是需要人类赋予的。我相信，假如AI未来变得非常强大，这部分区域，一定是作为设计师要介入的区域。设计师不仅是设计人与机器之间的“接口”，也是设计人与科技之间的“接口”，所以，HMI设计师保持对人的敏锐嗅觉，对科技的敏锐嗅觉，都是非常重要的。

3. 产业变革对HMI设计影响分析

从以上的汽车行业的变迁可以看出来，设计师需要对于行业的发展保持关注。毕竟，设计不同于艺术创造，不同于音乐、画画、写作等艺术的形式，设计尽管需要感性的参与，但毕竟不是纯粹的情感表达，设计需要理性的分析。

UIUX设计是伴随着第三次工业革命而逐渐产生的岗位，因此产业的变迁对于设计师的工作影响很大，设计师保持行业发展的关注是理所应当的。从国内UIUX设计的发展也可以看出这点。

2009年1月,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放第三代移动通信（3G）牌照,中国正式进入3G时代，在此后的十几年间，移动互联网快速发展，也给移动端UIUX设计带来了行业的黄金发展时期。

1）关注行业浪潮

HMI设计所在的汽车行业毫无疑问也是在这样的行业发展浪潮下步入如今的快速发展时期的。2018年12月25日，工业和信息化部印发《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，提出：

由此可见，HMI设计师既需要低头完成设计的执行工作，比如你可能需要做具体某一个页面，设计具体某一个功能模块的交互等等。同时，HMI设计师也需要抬头关注行业的最新发展，关注如火如荼的战场，关注产业的未来航向。今年，中国工业设计之父当选感动中国2022年度人物，此外，中共中央国务院发文提出：发挥工业设计对质量提升的牵引作用，推动工业品质量迈向中高端。

这些信号也许表明，在中国式现代化的道路上，工业设计在未来会发挥越来越多的力量。尽管HMI设计不同于工业设计，但HMI设计与工业设计同样要利用设计的方式解决实际问题，同样在打造一款产品中发挥重要作用，因此我相信未来的HMI设计师在智能网联汽车行业快速发展的快车道中会展现独特的魅力。

三、 车机系统

让我们再把目光专注在汽车的智能座舱内。自动驾驶、人工智能，新的科技正在把智能驾驶座舱从现在带向未来。而众多企业也在描绘出未来的智能驾驶座舱的样子。在智能驾驶座舱交互设计方面，各个企业都在搭建自己的体系，迎来了百花齐放的局面。不过，这些系统的类型也不太一样。

1. 车机系统类型

1）车机映射

比如苹果的carplay和百度的carlife以及华为的Hicar，他们主要是针对传统汽车，在这些传统汽车中，他们有着笨拙的车机操控方式，甚至覆盖不了导航、音乐等常用的功能，既然手机端的智能化已经如此成熟，因此CarPlay和Carlife便可以承担起将手机的智能化映射到车机上的功能。

2）rom型操作系统

既然现有的安卓系统已经发展成熟，而且汽车搭载的车机芯片也足够运行安卓系统，那么就干脆将安卓搬到车机上，这时候，只需要对系统的中的应用进行修改，让系统的应用能更好的为汽车服务，同时也可以根据需要优化界面，就如同我们常用的手机操作系统如MIUI等。比如比亚迪的Dilink，蔚来的NIO、小鹏的Xmart OS、吉利的GKUI等。

3）基础型操作系统

上面说了车厂会在的rom型操作系统会在安卓的基础上对应用进行修改，形成新的车机系统。不过，能够提供车机系统支持的并不仅仅只有安卓。除了安卓，还有Linux、黑莓QNX等。但QNX并非开源，Linux的生态相对安卓较差，所以目前车厂选择在安卓的基础上进行开发更多一些。

4）深度定制车载系统

如果对与系统有更深层次的要求，那么在安卓、Linux等系统的基础上进行定制化开发，比如根据自己的需要修改系统内核、运行环境、应用程序框架等等。这跟rom型操作系统不一样的是会更改操作系统的核心部分，以此来研发出适配企业发展、方便用户使用的车机系统。因此，由于很多车机是在安卓系统的基础上定制化开发的。比如：

①华为的harmonyOS

它其实是将移动端的设计延伸到了车机当中，打造了一个使用场景丰富的万物互联生态，因此，harmonyOS也打造了属于自己的设计体系。https://developer.harmonyos.com/cn/docs/design/des-guides/design-philosophy-0000001108049898

②小度车载os

小度车载 OS，就是智能车联开放平台（Apollo的）外在形式。囊括了几百家生态合作伙伴，支持上千个车载小程序，智能语音助手连接万物。集度汽车智能化的灵魂则很大程度源于百度的Apollo自动驾驶开放平台。同时，百度也给出了智能车联设计规范。https://chelianwang.baidu.com/homepage/openPlateform/design.html

③斑马智行 AliOs

AliOS由之前推出的阿里云OS改造而来。https://miniapp.alios.cn/index#/document

2. 平台化

1）关注Material Design

通过上面可以看出来，安卓系统在车机系统中非常常见，而安卓系统已经具备了成熟的设计系统material design，因此HMI设计师常常会参考谷歌的material design设计系统。车企或互联网企业也在探索属于自己的设计体系。这对于HMI设计来说值得关注。

虽然车机在智能驾驶座舱中并不是全部，但确实在当下是驾驶座舱智能化重要的一部分，HMI设计师的工作中，也有很大的工作内容占比是围绕车机系统进行的。就如同在移动端设计时，设计师要关注material design、IOS HIG，以及ant design、arco design一样，HMI设计师对于车机系统、车机设计系统也要保持关注。

2）什么是平台化设计

也因为如此，HMI设计与过去的C端设计、B端设计有一个十分不同的特点，在车企中，HMI设计要做的是平台化设计，HMI设计师应该对平台化设计这个词并不陌生，这里说的“平台”，就是智能驾驶座舱平台，而“平台化”，就是要跟平台内的设计规范一致、相符。

在C端与B端设计中则较少有这个概念。当然，HMI设计也不全然是平台化的，可能针对某一款车型要做特别的定制，这时候可能就会脱离平台化设计。正是因为“平台化”的特点，HMI设计与传统的C端设计会有很大不同。设计师需要考虑清楚，怎么尽量满足平台化？怎么搭建设计系统实现平台化？若平台越来越庞大，怎么提升设计效率？这些具体的内容，都是作为HMI设计师要重点考虑的一部分。

3. 从手机之争看智能汽车

智能驾驶座舱平台各自闪耀，传统座舱与智能座舱激烈角逐，这非常像智能手机即将普及的时代。

当时，诺基亚、三星、摩托罗拉三个巨头盘踞手机行业，在国内手机市场占据极高的市场份额。在那个时代的中国，这三家企业似乎就是难以击倒的巨擘， 如日中天。

但是，随着3G时代的到来，随着安卓系统的出现，一切都变了，由于安卓系统开源，而安卓系统要比诺基亚在面对安卓研发出的塞班、lumia等系统好用太多，因此，国内的手机厂商抓住机遇，迎风而起，在新技术划开的裂缝中极力创造生存空间，在3G刚刚兴起时，与目前国内新能源汽车市场中非常像，都有不可一世的国外巨头，在手机行业中是诺基亚、三星、摩托罗拉，在汽车行业是特斯拉。都有迎风而起的国内迎风者，在手机行业是小米、vivo、oppo、等众品牌，在汽车行业是蔚小理等造车新势力，都有智能系统的绽放与互相比拼，在手机时代是IOS、安卓、windows phone，在汽车行业是apollo，鸿蒙等等。

在手机时代，国内厂商抓住了机遇，在技术的裂缝中钻出，成长为了参天大树，在汽车时代，国产厂商能否能再次抓住技术的裂缝，再次成长为参天大树呢？

这个故事还在谱写，这将由新能源汽车工作者们和市场的选择决定，当然，这其中也有HMI设计师的一块重要空地，之所以说是空地，是因为乾坤未定，悬剑未决，这其中有HMI设计师施展的空间。

4. 技术改变产品、改变设计

技术的裂缝其实还在不断裂开，如果当时在研究的是诺基亚的UI，陈旧的技术，是不行的。这也提示我们设计师要关注技术的变革。毕竟是在应用技术、给技术做设计。

最近，生成式AI广受关注，ChatGPT这类文本生成模型让人们看到AI带来的巨大创新与变革。同样的，新的技术也给HMI带来了新的可能性，2023年，百度文心一言问世，并在问世前就并宣布接入吉利汽车、哪吒汽车等众多新老车企。有了文心一言的加持，会给智能驾驶座舱带来哪些变革，这个就需要我们去见证了。

技术还在马不停蹄的向前发展，站在历史的此刻，不妨畅想一下，随着自动驾驶逐渐走向成熟，随着生成式AI的加入，随着5G技术的加入，未来的智能驾驶座舱会是什么样子的？未来的HMI设计将是什么样子的？也许就像3G刚刚出现时，当时的手机用户还很难预想到未来移动支付、直播电商、短视频等新兴的食物的兴起，将大大改变自己的生活方式。那么今天，我们也许也很难想象未来新的智慧座舱将如何影响我们未来的出行方式。

接下来，我们就具体讲讲HMI设计时要注意的要点和原则。首先，我们先分析一下智能驾驶内，有哪些交互区域。

四、数字化驾驶座舱

由下图可以看出，通过屏幕进行车机交互的，主要有仪表盘、中控屏、副驾屏、后排屏。这部分的内容是HMI设计师工作的重点。也是互联网跟汽车的结合之处最明显的地方。

HUD也是不可忽视的地方。HUD起源于航空领域, 1988年通用汽车首次将 HUD 应用在汽车领域。现在已越来越更加常见。而且，HUD不同于车载屏幕，能够尽可能少的占用驾驶员的注意力，未来这项技术也会更加普及。除此之外，就是车上的物理按键、手势识别传感器、以及录像设备等。

从上面的布局中，我们应该能发现几个特点：

1）多模态交互

与手机不一样，由于人与汽车的交互可以通过视觉、触觉、肢体动作、甚至嗅觉等多种方式交互，因此智能驾驶座舱内的交互并不是单一的。

因此我们可以发现，手机的交互更聚焦于屏幕，所以交互空间更加扁平一些，而汽车的驾驶空间立体，因此交互的空间更加立体一些。手机的交互方式更加单一一些，而汽车的交互方式更加多元一些。不过，手机的使用场景更加丰富一些，受时间、空间的限制小，而汽车的使用场景更加单一，主要是在驾驶场景中，安全是首要考虑因素。

需要注意的是，不同的感官处理信息的效率是不一样的。视觉处理信息的效率最高，但是视觉占对于安全驾驶的注意力使用也是最高的，因此如何讨论不同信息利用不同感官进行交互，这样的讨论，也会是一个很大的篇幅。这背后对应的是用户的注意力管理如何设计。这部分的话题，我想会在之后单独写一篇文章讨论这方面的内容。

2）视觉在上，操作在下

驾驶员在驾驶汽车过程中，需要专心于驾驶情况，因此跟视觉相关的内容都会往上聚集，包括HUD也是这样，而跟操作相关的都会往下聚集，这么做我认为更加符合两个因素。

一是由于驾驶员专心于驾驶，因此，驾驶员的注意力是有限的，所以上层的视觉部分应该尽量保留凸显重要的信息。另一方面，由于人体机构的特性，操作在下更加符合人的操作习惯，同时在操作过程中也不会对上面视觉部分产生太大影响，因此我认为视觉在上，操作在下是合理的。

但同时也要清楚，在横向上，视觉和交互操纵的区域重点也不一样。这也是由于驾驶员的机体特点和空间关系导致的。

3）不能抢占驾驶员注意力

驾驶员的注意力是有限的，应该更大程度的保持在对道路的观察和对安全驾驶上。

因此，常见的HMI设计原则有“3s原则”和“浅层级原则”。

3s原则描述的是交互操作从找到功能入口到得到信息反馈结果所限制的时间。这个时间对于驾驶员来说的确是非常重要的，在车速为80km/h时，每秒会行进20多米，3秒即60多米，在这60多米的行驶如果没有让驾驶员及时把注意力转回驾驶中，而是停留在屏幕界面上的话，会带来安全驾驶带来极大的安全隐患。

浅层级原则是在这个原则上的延展。如果一个功能要跳转很多次才能实现触发-反馈的流程，那么必然难以满足上面提到的3s原则，因此，浅层级的交互原则是自然的。

五、 HMI设计对设计师提出了要求

1. 对应该关注的事情保持关注

其实我觉得这并不是一句废话。很多设计师在工作时忙于盯住眼前的工作任务，虽然手下的工作很重要，但是从上面的文章也可以看出来，行业最新政策、新技术的发展、车厂的最新设计动向等等，这些都是作为设计师不可忽视的，这个行业还很新，随时可能某个企业就轰然倒下（比如2022年自游家汽车的还没上市就宣布结束），也有可能某天一个技术就带来了完全不一样的变革。比如最近的ChatGPT让很多人开始惊叹。

2. 把握可迁移技能与不可迁移技能，硬技能与软技能

可迁移技能就是原来在C端设计用到的技能，放在HMI设计中仍然能使用的技能。这种能力考验的是设计师的基本功，比如设计方法论、设计心理学、配色、布局等， 这部分的内容，即使作为从C端转到HMI的设计师，仍然要学习，仍然要加强。不可迁移技能则跟领域内的知识相关。

硬技能更偏向于解决某个具体问题，比如figma的软件使用技巧。软技能，更容易被设计师忽视，但是也更重要。对于HMI设计师来说，如何与开发团队团队、同事领导高效沟通？如何规划好项目流程？如何与同事配合做好某一项任务？当接到多个任务时如何管理和分配自己的时间？

不要小看软技能，不管设计师未来是专注于设计领域，还是晋升管理层，这些可能是决定职业生涯发展方向和高度的重要影响因素。对于软技能的提升，既要补充理论知识，也要多观察，多练习。

六、 能力提升和学习资源

这是一个快速变化的行业，保持学习非常重要。以下介绍一些学习的方法和学习的资源供大家参考。

1. 输入式学习

1）书籍

由于HMI设计发展的时间不久，所以并没有很多参阅的书籍，这里主要还是以传统的设计书籍为主，这部分书籍也属于可迁移技能的范畴。 《交互设计精髓》 《以人为本的汽车交互设计》 《设计心理学》。

2）自媒体平台

国内主要有站酷网、@Eric祝 。

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