基于車聯(lián)網(wǎng)的車載信息娛樂系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)研究

桂林電子科技大學(xué) 彭玉元 魯家亮

隨著車聯(lián)網(wǎng)概念的提出與發(fā)展，車載系統(tǒng)在汽車中所占比重增大，現(xiàn)階段部分車載系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)存在兩大問題：(一)盲目沿用觸屏手機(jī)思路，駕駛輔助技術(shù)與現(xiàn)實(shí)駕駛情況無法滿足全觸摸屏交互條件；(二)強(qiáng)調(diào)單體汽車人機(jī)交互體驗(yàn)，弱化群體信息的交互性。文章提出現(xiàn)階段不適合完全拋棄物理按鈕；車載系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)交互通道的互動(dòng)關(guān)系。用戶習(xí)慣、環(huán)境、技術(shù)等因素影響車載信息娛樂系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)的發(fā)展。

1 概述

隨著車聯(lián)網(wǎng)概念的提出與發(fā)展，新的交互技術(shù)、交互媒介和交互方式不斷涌現(xiàn)。以手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備技術(shù)日益發(fā)展，逐漸滲透汽車行業(yè)。與此同時(shí)車載信息娛樂系統(tǒng)作為高附加值電子產(chǎn)品在汽車中所占比重也日益增大，汽車制造業(yè)更加重視汽車的交互設(shè)計(jì)。

車載信息娛樂系統(tǒng)（In-Vehicle Infotainment，以下簡稱車載系統(tǒng)），是基于車身總線系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，形成的車載信息處理系統(tǒng)?？蓪?shí)現(xiàn)汽車信息、導(dǎo)航、娛樂等服務(wù)。車載系統(tǒng)總體分為前裝和后裝。除整車廠商，谷歌、百度等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也有相應(yīng)產(chǎn)品謀求占領(lǐng)交互入口。從特斯拉開始，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化顛覆了人們以往對(duì)汽車駕駛概念的理解，車載系統(tǒng)讓汽車成為了除了電腦PC端和手機(jī)移動(dòng)端外的第三大聯(lián)網(wǎng)終端。雖然也引發(fā)了新的交互與安全問題，但這一里程碑式變化也標(biāo)志著汽車將邁入車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

車載系統(tǒng)的交互目的：滿足用戶行車需求，提升駕駛體驗(yàn)；優(yōu)化群體信息交互通道，提升交通系統(tǒng)運(yùn)行效率?，F(xiàn)階段部分車載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在兩大問題：（1）盲目沿用觸屏手機(jī)思路，駕駛輔助技術(shù)與現(xiàn)實(shí)駕駛情況無法滿足全觸摸屏的交互條件，增加駕駛風(fēng)險(xiǎn)；（2）強(qiáng)調(diào)單體汽車人機(jī)交互體驗(yàn)，弱化群體信息的交互性。

文章將基于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互模型，從車內(nèi)人機(jī)交互、交通環(huán)境群集交互兩個(gè)層次分析前裝車載系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)。

圖1 交互式設(shè)計(jì)構(gòu)成要素關(guān)系

2 交互設(shè)計(jì)思維

設(shè)計(jì)涉及設(shè)計(jì)思維，在交互設(shè)計(jì)的概念被廣泛接受之前，設(shè)計(jì)更多強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)對(duì)象的自身屬性合理配置，是“物理邏輯”（鄭博偉,吳亞生.新能源汽車時(shí)代車載HMI交互界面發(fā)展方向的探索[J].設(shè)計(jì),2018(5)）；交互設(shè)計(jì)發(fā)展之后，設(shè)計(jì)目標(biāo)從單一的“可用性”層面上升到“可用性“與“用戶體驗(yàn)”兩個(gè)層面，在PACT-P（Benyon D.Designing interactive systems:a comprehensive guide to HCI,UX and interaction design[M].Pearson,2014）五要素分析出設(shè)計(jì)重心是“以人為本”用戶需求，用戶是交互的最終感知者，處于設(shè)計(jì)的重心，這是“行為邏輯”（COOPER A.About Face 4:交互設(shè)計(jì)精髓[M].北京:電子工業(yè)出版社,2015），如圖1所示。

汽車從交通工具發(fā)展成一個(gè)移動(dòng)信息收發(fā)臺(tái)，汽車行駛產(chǎn)生的交互有三方面：1）人-車的交互；2）車-車的交互；3）車-交通信息平臺(tái)交互。不僅是雙向的還是多渠道的，車載系統(tǒng)交互。不但是人與車的交互，還與整個(gè)龐大交通網(wǎng)絡(luò)中其他車輛、平臺(tái)設(shè)備等的多方互動(dòng)，交互行為逐漸發(fā)展成“群集交互”。車載系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)思維，在考慮本品牌車系用戶體驗(yàn)的同時(shí)，還要考慮整個(gè)群集中所有個(gè)體，包括無生命體人工智能，考慮每個(gè)環(huán)節(jié)的高效配合交通體系運(yùn)行（張茫茫.基于汽車的多主體多通道交互模型研究[J].包裝工程,2017(20)）。

3 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互模型分析

在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互模型中的“交互”概念不再單獨(dú)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的維度討論“人-機(jī)”交互概念，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互關(guān)系可從兩個(gè)維度分析。

3.1 人機(jī)交互

用戶與本車硬件、軟件之間的人機(jī)交互，傳統(tǒng)的汽車操作界面貼近自然用戶界面，如旋鈕、按鈕等操作學(xué)的習(xí)成本相對(duì)低，操作有效率高；新型車載系統(tǒng)信息內(nèi)容不斷增加，固定的按鈕無法滿足駕駛需求。模塊功能布局、信息整合呈現(xiàn)以及交互反饋等成為車載系統(tǒng)人-機(jī)交互的關(guān)注點(diǎn)。

3.2 群體交互

汽車的社會(huì)屬性不是孤立的，城市交通系統(tǒng)由每個(gè)參與者組成，各方關(guān)系復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)，最終影響整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在智慧交通體系的語境下交互關(guān)系會(huì)從單一的“人—車”的交互關(guān)系轉(zhuǎn)向多主體多通道交互關(guān)系。要考慮人與汽車、汽車與汽車、汽車與城市交通、交通管理之間復(fù)雜互動(dòng)關(guān)系。

圖2 汽車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互模型

4 影響交互的因素

4.1 用戶習(xí)慣因素

用戶體驗(yàn)重視用戶的使用體驗(yàn)和使用習(xí)慣、偏好的分析和數(shù)據(jù)收集，但人機(jī)交互界面注重的是產(chǎn)品功能的選擇性、功能性的意義（張婷.人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)在產(chǎn)品可用性中的應(yīng)用研究[J].包裝工程,2014,35(20):63-66）。

（1）交互行為習(xí)慣

人機(jī)邏輯一致。首先車載信息娛樂系統(tǒng)需符合駕駛用戶的操作習(xí)慣，如功能區(qū)域的組合放置不僅要符合用人機(jī)工程學(xué)，還需要符合在行車情境下的操作習(xí)慣。其次常用功能需要快捷實(shí)現(xiàn)，不論是沿襲物理按鈕還是觸摸屏，都需要突出常用功能。

以2018款?yuàn)W迪A8L為例（圖3），新款A(yù)8舍棄了按鍵和多維旋鈕，采用兩塊全觸摸屏，觸摸屏幕時(shí)有“噠噠”的觸覺反饋。一方面，提高盲操精準(zhǔn)度，間接提高安全系數(shù)；另一方面，聲音、觸感的反饋方式符合交互習(xí)慣。

圖3 2018款?yuàn)W迪A8L觸摸屏

筆者認(rèn)為目前階段不適合完全拋棄物理按鈕使用觸控操作。按鈕調(diào)整方式可降低用戶學(xué)習(xí)成本，沿用原有用戶習(xí)慣。以路虎星脈Touch Pro Duo（圖4）。在全觸摸屏、多觸摸屏的趨勢(shì)下，仍保留了使用頻次較高的實(shí)體空調(diào)旋鈕。旋鈕設(shè)計(jì)疊加在屏幕上，中間鏤空顯示溫度。提升質(zhì)感的同時(shí)延續(xù)了原有交互習(xí)慣。雖然也存在指紋痕跡等問題，但是保留高操作實(shí)體按鈕并疊于屏幕的設(shè)計(jì)仍讓人眼前一新。

總而言之，解決分散駕駛注意問題前，全觸摸屏并不是當(dāng)下最好的車載交互設(shè)計(jì)方案。但在未來，隨著汽車不斷增加駕駛輔助、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，駕駛員從實(shí)際駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來，交互需求和交互行為均發(fā)生變化，屆時(shí)觸控操縱取代按鈕是大勢(shì)所趨。

圖4 2017款路虎星脈Touch Pro Duo

（2）交互界面習(xí)慣

界面是車機(jī)交互的主要媒介。復(fù)雜的行車環(huán)境下，車載系統(tǒng)在使用期間作為駕駛輔助要最大化滿足駕駛需求，保證駕駛安全。界面是人機(jī)交互的接口，一、交互界面的視覺語義識(shí)別應(yīng)有通識(shí)性；二、信息系統(tǒng)模塊化，整體風(fēng)格一致，主級(jí)、子級(jí)界面邏輯和呈現(xiàn)形式有連貫性。

圖5 用戶習(xí)慣與交互界面關(guān)系

4.2 環(huán)境因素

（1）單體汽車人機(jī)交互環(huán)境

車內(nèi)環(huán)境下，車載系統(tǒng)最需要保證駕駛者安全駕駛環(huán)境，其次才是滿足娛樂需求。目前，車載系統(tǒng)發(fā)展多屏互動(dòng)已是主流趨勢(shì)，與舊有的汽車駕駛布局有巨大變化，大部分人還需要時(shí)間適應(yīng)。不同的信息顯示在不同的顯示區(qū)域，對(duì)用戶安全性及舒適體驗(yàn)都是交互設(shè)計(jì)需要實(shí)驗(yàn)考慮的范圍（譚浩,許詩卉.基于車聯(lián)網(wǎng)的汽車導(dǎo)航多屏交互體驗(yàn)[J].包裝工程,2017(20):17-22）。駕駛員在使用系統(tǒng)設(shè)備時(shí)會(huì)多次關(guān)注觸控屏，如果由于車內(nèi)交互界面功能性弱、有效信息整合性差，影響用戶體驗(yàn)的同時(shí)增加危險(xiǎn)駕駛幾率。

（2）群集交互環(huán)境

由于駕車行駛過程中的特殊性質(zhì)，行車時(shí)大量信息呈現(xiàn)給駕駛員，本車也有信息傳輸出去。車輛駕駛區(qū)域已經(jīng)由簡單的車輛行車信息顯示器變成集車輛信息、道路信息和車輛與其他信息群體交互的局域環(huán)境，每輛汽車是群集交互大環(huán)境的一部分。駕駛員駕車時(shí)收發(fā)路況、車輛等信息。交管部門、其他行駛車輛的信息也需要通過車載系統(tǒng)有效交互。

4.3 技術(shù)因素

技術(shù)也是影響車載系統(tǒng)交互的因素。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步與突破，技術(shù)成為推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要推手。車距判斷、事故求助、車輛位置獲取和車輛防盜等功能的研發(fā)都離不開技術(shù)發(fā)展（連靜,宗云鵬,李琳輝.基于開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)的汽車安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2017(1):50-55）。

（1）自動(dòng)駕駛

從科技巨頭到汽車制造商，越來越多的人將無人駕駛汽車看作汽車行業(yè)的未來，并積極投入金錢和精力進(jìn)行相關(guān)研究（楊帆.無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J].上海汽車,2014(3):35-40）。駕駛輔助技術(shù)的發(fā)展，影響著駕駛行為習(xí)慣和整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，同時(shí)側(cè)面影響單體汽車的人機(jī)交互趨勢(shì)。

無人駕駛產(chǎn)業(yè)化舉步艱難，科學(xué)技術(shù)與投入市場存在現(xiàn)實(shí)差距、成本、駕駛習(xí)慣以及法律法規(guī)等問題。但是，無人駕駛?cè)允俏磥砥嚢l(fā)展方向。

（2）語音交互與手勢(shì)控制

在人機(jī)交互部分，車載語音交互和手勢(shì)控制是近年發(fā)展的趨勢(shì)。語音交互對(duì)于駕駛場景的價(jià)值遠(yuǎn)大于手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備。語音交互使駕駛員行車時(shí)的視覺關(guān)注放在道路行車上。手勢(shì)控制通過攝像技術(shù)捕捉手部動(dòng)作，再將虛擬手形對(duì)應(yīng)于中控面板。用戶無需接觸儀表盤，移動(dòng)手或轉(zhuǎn)動(dòng)手指就可操作特定控制裝置。例如，一只手做出旋轉(zhuǎn)動(dòng)作就可調(diào)節(jié)音量大小。

（3）車間通信連接

車間通信連接（V2V）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輛與車輛的交互，V2X技術(shù)使車輛能夠與智能交通信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)信息交通。在幫助車輛避碰、緩解交通擁擠、改善交通環(huán)境等方面具有巨大的潛力。

（4）交通大數(shù)據(jù)

交通大數(shù)據(jù)并不是全新的概念，它是交通信息化和城市交通管理發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物（何承,朱揚(yáng)勇.城市交通大數(shù)據(jù)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版,2015）。大數(shù)據(jù)與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，平臺(tái)依托大數(shù)據(jù)處理技術(shù),通過道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)公司提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類整理，形成宏觀、中觀、微觀一體化的交通體系。

5 總結(jié)

由于交互行為習(xí)慣、行車環(huán)境等因素，駕駛者在行車時(shí)仍需要將大量精力放在駕駛、前方路段上（陳志剛,魯曉波.大數(shù)據(jù)背景下信息與交互設(shè)計(jì)的變革和發(fā)展[J].包裝工程,2015(8):6-9）。全面觸摸屏的使用仍然不及部分物理按鈕能保證駕駛完全，因此現(xiàn)階段還不適合完全拋棄物理按鈕。未來車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下自動(dòng)駕駛、智能語音、手勢(shì)控制等駕駛輔助技術(shù)更為成熟時(shí)，車載系統(tǒng)全面觸摸屏是大勢(shì)所趨。

車載系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)的概念不僅研究人與汽車的交互，還要置于整個(gè)交通系統(tǒng)，研究與其他車輛、平臺(tái)的信息交互互動(dòng)關(guān)系。用戶習(xí)慣因素、環(huán)境因素、技術(shù)因素不僅影響著單體汽車人機(jī)交互層，還影響著交通環(huán)境群體交互層。從用戶習(xí)慣和用戶行為來分析研究人、產(chǎn)品和環(huán)境三者之間的交互關(guān)系。車載系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)的目的是促使技術(shù)的發(fā)展，滿足用戶行車需求，提升駕駛體驗(yàn)；優(yōu)化群集信息交互通道，更高效配合整個(gè)交通體系運(yùn)行，提升交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。