汽车信息娱乐系统：从用户界面迈向用户体验
发布于2023-12-21
好的用户界面 (UI) 设计可以简化用户与系统的交互方式。例如，按钮能不能在按下后直观地显示出新信息或者激活相应的功能，就是UI设计师必须要确保的事情之一。但是，在诸如汽车应用这种极其强调安全性的环境中，UI设计面临着另一层复杂性，因为过于精美的UI会分散驾驶员对路况的注意力，而哪怕只是一瞬间的走神，就足以降低车辆的整体安全性。
因此，当今的汽车UI，正在向汽车用户体验 (UX) 的方向演变。汽车UX和UI的不同点在于，它定义的是汽车如何与驾驶员互动，而不是驾驶员如何操作汽车。UI通常的做法，是在屏幕上显示信息并列出可用功能，而UX则是通过视觉、听觉或触觉等方式，主动地向驾驶员传达信息。
集成良好的汽车UX技术栈在告知驾驶员重要信息的同时，几乎不会分散驾驶员的注意力。然而，要集成新的UX技术，如平视显示器 (HUD)、免提音频和手势控制，就必须采用新的汽车架构和更高性能的嵌入式处理器，这就会改变汽车系统工程师的设计方法。
HUD帮助驾驶员时刻关注路况
HUD不仅是近年来信息娱乐技术领域的一大重要创新，还是自数字驾驶舱兴起以来汽车技术领域的重要进步。
HUD利用光线将信息投射到汽车前挡风玻璃上，让它们直接显示在驾驶员的视野中（图1）。先进的HUD集成了视频源，可通过投射的光线显示动画，例如显示方向指示器，或在超过限速时发出闪烁信号——所有这些都无需驾驶员低头查看仪表盘上的任何仪表。
图1：HUD可将信息投射到汽车前挡风玻璃上，从而改善驾驶体验和安全性
这种“智能”仪表基于汽车级嵌入式处理器和数字微镜器件 (DMD)—由投射图像用的微小镜面组成的光模块。在HUD部署中，来自主机处理器的输入视频通过LVDS接口传输到DMD。DMD会调整LED的时序和幅度，以产生在HUD上显示全彩内容所需的色彩和亮度。
由先进的数字光投影电路驱动的HUD可在未来的汽车安全中发挥关键作用，例如在高级辅助驾驶系统 (ADAS) 中，可向驾驶员提供重要数据，而无需将视线从路面上移开。除了车辆生成的数据外，HUD还能利用显示范围中的额外空间，提示潜在的道路危险、交通标志等。
音频功能增强，实现免提控制
随着HUD的普及，它与其他车载子系统的集成将越来越紧密。不过，目前最常见的HUD集成是与智能手机的集成，而智能手机并不是汽车的原生设备。
HUD与智能手机的整合提供了一种身临其境的多感官方式来实现导航、播放音乐、拨打和接听电话、收发短信，以及当今大多数车主都会使用的其他非驾驶功能。驾驶员可以发出语音指令，系统会通过视觉或音频方式进行确认，从而帮助驾驶员保持注意力，不受周围环境的影响。
这是真正的免提控制，是简化UX和提高车辆安全性的强大技术应用；驾驶员通过语音控制信息娱乐系统，就不需要让手离开方向盘。
高效免提系统的一个重要方面是易用性，对于导航、通话、音乐和温度控制等非驾驶关键应用来说，音频是一个更为直观的界面。但实际情况并非总是如此：最初安装在汽车上的免提系统具有复杂的菜单，难以浏览，尤其是在搜索不常用的功能时。这些老式系统面临的另一个挑战，是如何处理一台车由多人驾驶的情况，因而别人使用过车辆后，主驾驶员再想连接自己的手机时，就可能遇到麻烦（图2）。
图2：早期通过蓝牙与智能手机连接的免提车载音响系统往往难以配置
许多汽车技术都与免提音频技术有着相同的起源，最初都是售后加装的技术，随着用户需求超过汽车开发生命周期，逐渐发展成为一种附加的信息娱乐功能。从用户角度来看，这往往导致信息娱乐相关平台的菜单、系统和选项五花八门。从架构的角度来看，这就意味着在不同的信息娱乐系统中存在来自多个供应商的多种设计。
如今，人们开始将不同供应商的平台功能整合到一个平台上。除了减少空间、功耗、成本和设计复杂性外，尽可能减少每个后续系统所需的不同音频和视觉界面，还能减少应用程序，降低驾驶员和乘客的UX复杂度。
触手可及的信息娱乐
有意思的是，最终彻底改变当今车辆免提操作方式的，是触摸控制技术。触摸控制从人体工程学角度扩展了传统控制台上按钮、滑块和菜单的操作范围，增加了车载显示屏的尺寸和功能。但这已经是上一代的技术了。
当今汽车的触摸界面引入了驾驶员触觉反馈—基于触摸的指令响应，例如按钮振动，让用户感觉到指令已被接受。通过触觉还能传达安全警报，例如在汽车开始偏离道路时摇动方向盘。
下一代汽车内置了手势控制功能，将从触摸控制转向非触摸控制。驾驶员不用再低头看屏幕来识别按钮和其他控制装置，而是可以通过非接触式手势来操作一系列信息娱乐、导航和其他车辆功能，无需将注意力从路面上转移开。
UX对安全和设计的影响
有效的UX能让驾驶员将注意力集中在道路上，从而提高便利性和安全性。它可以实现比仪表盘和按钮更复杂的交互，当驾驶员可以直接在HUD上听到和看到警报，而无需在仪表盘上寻找闪烁的灯光时，其反应速度会更快。
通向未来的道路将由信息铺就
展望未来，当车辆系统和传感器产生更多信息时，利用人工智能改进信息娱乐平台的机会将更大。利用人工智能分析信息娱乐数据，将有望预测用户习惯，而不仅仅是支持用户可以自定义的多种“驾驶员配置文件”。在这一点上，借助功能强大的多核信息娱乐ECU，UI就能真正成为UX，让车辆预测驾驶员的习惯。
如今，对于先进信息娱乐系统的部署，还是必须饱以谨慎的态度，尤其是在与驾驶员互动方面。过多的信息很容易掩盖真正重要和有价值的信息，比如驾驶员就不需要汽车不断提醒胎压正常。掌握好语境是一件很重要的事情，只有在有用或相关时才应显示信息。
有了正确的使能技术，精心设计的UX将在人们对汽车的感受中发挥至关重要的作用。直观的UX能创造出一种动态体验，帮助驾驶员与汽车建立积极的情感联系。有了正确的技术和组件，再加上易用性，汽车UX将成为未来几十年新车购买者的关键考虑因素之一。
作者简介
Brandon是一位有超过十年经验的深度技术记者、讲述者和技术作家，从软件初创公司到半导体巨头都是他曾经报道过的对象。他关注的领域包括嵌入式处理器、硬件、软件和工具，因为它们都与电子系统集成、物联网/工业4.0部署和边缘人工智能等用例有关。他还是一名出色的播客、视频博主、活动主持人和会议发言人，并曾在多家电子工程贸易出版物中担任主编和技术编辑。Brandon在不出席B2B技术受众的大型活动时，会通过电视指导菲尼克斯地区的体育特许经营公司。