世界熱議:銳思華創(chuàng)自研模擬真實環(huán)境下AR HUD的成像測試系統(tǒng)

汽車人機交互界面在汽車誕生之時其實就已經(jīng)存在，隨著汽車的發(fā)展，從最初的單一輸入輸出到目前數(shù)字化、多模態(tài)的人機交互座艙演進。用戶喜歡更酷、更時尚的設計風格，也確實會很在乎HMI設計是否匹配其車型。好的HMI設計不是絕對購買車輛的指標，但是絕對是必備指標。同時隨著現(xiàn)在車企非常注重自己的品牌性格，每種車型在未投入市場前都已經(jīng)有了較為清晰地用戶畫像，例如：風格定義，配合內(nèi)飾，車型需要匹配用戶群體定位，這也都為HMI的設計帶來了很多前置的參考。

HMI是Human Machine Interface 的縮寫，“人機接口”，也叫人機界面。那HMI的整體開發(fā)流程又是怎樣呢？

前期包含用戶調(diào)研評估以及前期HMI概念和策略，之后進行HMI整體設計，整體設計主要包含以下細分模塊：產(chǎn)品功能配置、市場競品對標、人因分析、硬件約束、軟件約束、功能需求定義、交互設計、視覺設計。此外工程實現(xiàn)階段主要包含：零件demo樣機臺架、系統(tǒng)開發(fā)、硬件開發(fā)、軟件開發(fā)、整車測試與評價、上市運營階段。

(資料圖)

從HMI設計方面來說，很多人會拿互聯(lián)網(wǎng)那一套設計思路來進行HMI設計，這是完全不可取的行為，做出來的產(chǎn)品不僅沒有汽車屬性特征，還缺乏良好的用戶體驗，因此需要區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的設計，來適應車載的使用場景。同時在實際項目設計過程中，應從用戶體驗角度出發(fā)，重點關注體驗、舒適、效率、安全等關鍵詞。基于此HMI設計應遵守以下幾種主要的交互設計原則，分別為：

圖片來源：Raythink

從實現(xiàn)側方面來說，汽車行業(yè)的變革已經(jīng)來臨，智能化汽車的到來，HMI設計需要從整個系統(tǒng)的硬件維度、軟件維度、HMI設計維度、平臺維度去綜合考慮并設計出最優(yōu)的整體方案，一個數(shù)字化產(chǎn)品方案如何把設計通過軟件開發(fā)實現(xiàn)出來，達到預期效果，將人機交互設計方案與整車設計策略貫穿并最終服務于消費者，打造屬于自己的服務生態(tài)，汽車HMI實現(xiàn)側重要性不言而喻。

在這個數(shù)字化的智能時代，我們時刻都需要接收來自生活和工作的相關信息。HUD抬頭顯又叫平視顯示系統(tǒng)。它的作用，就是把時速、導航等重要的行車信息投射到駕駛員正前方，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到各種想要獲取的駕駛信息，讓用戶更安全的沉浸在駕駛場景。因駕駛場景多變，可想象與發(fā)揮的空間非常大。HUD發(fā)展歷程主要分為三個階段，已經(jīng)經(jīng)歷了前面兩個階段L1/L2，隨著光學、AR、圖像識別等技術不斷突破，逐步向第三個階段發(fā)展——ARHUD。

隨著智能駕駛的發(fā)展，在L1/L2階段，HUD輸出的信息更多在前擋風玻璃上進行展示，輸出的信息內(nèi)容比較少，主要是車速、限速、簡單式的導航、車道偏離、后方來車、報警提示相關信息，界面風格設計更加偏向簡潔明了，為了最大程度有利于信息傳達，這個時候的HUD更多的則是C-HUD以及W-HUD。發(fā)展到L3階段， HUD則向ARHUD方向邁進，ARHUD輸出的信息不僅僅在前擋風玻璃上進行展示，更多則是要與車外環(huán)境進行合成，如：道路、前方行人、車輛、周圍的建筑物等，進行路面信息的實時渲染，并投射貼合道路的信息的AR影像在擋風玻璃上，向駕駛員進行友好提醒，從而有效防止事故發(fā)生。目前隨著光學、AR技術不斷突破， ARHUD用戶界面設計越來越被主機廠及消費者高度重視。

可視安全性

顏色：每個像素點的顏色傳達都必須有嚴格的目的性和規(guī)范性，如綠色：安全的，正常狀態(tài)、黃色或琥珀色：需要引起注意的，可能導致危險、紅色：危險的，具有緊急性；

圖標：與顏色規(guī)范性類似，需要使用通用標志；

文本：盡量簡潔，易讀，保證信息傳達清晰（不清晰容易造成駕駛分心），避免在信息消化上花費太多時間造成危險，也會選擇更容易閱讀的字體；

數(shù)據(jù)：直觀易懂，降低用戶里程焦慮，可比較性，可以幫助用戶在駕駛任務上進行全局考量，也可以驅(qū)使駕駛員逐漸糾正駕駛行為。

品牌感知

建立屬于自己的品牌DNA，差異化設計，避免同質(zhì)化。

信息場景化

為用戶進行信息層級梳理，并在適當?shù)膱鼍跋绿峁┳罴褜蛹夑P系。

及時性

警告和提示：在車輛監(jiān)控和行車活動中有特殊情況或安全隱患時，及時告知駕駛員，如果警告和提示不夠及時，會帶來嚴重的安全事故

一致性

一致性能通過提高產(chǎn)出和減少錯誤，改善用戶的學習成本和提高生產(chǎn)效率，界面流程一致，基本設計元素一致

交互自然化

如：手勢操作必須理解人的自然運動規(guī)律，而不強迫駕駛員在局限的時間里適應和學習，通過人機工程學理論來設計操作，如：根據(jù)手肘運動的最佳軌跡設計弧形菜單（王者榮耀手游）

但需要注意的點是不要過量，駕駛員的注意力極為有限，每一次的提示都是一次打擾，注意頻次；其次要考慮整體性，在多屏幕協(xié)作的狀態(tài)下，注意連續(xù)性和無縫性，在一個系統(tǒng)上處理過的通知，最好不需要發(fā)送到另一個屏上，可以對信息進行補充；同時駕駛員的操作需要給予及時的反饋，讓駕駛員及時得到命令確認，可以減少駕駛員分心

HUD字體和圖標規(guī)范大多都是淺色以及高亮度的顏色為主。但是雪地模式下HUD屏幕顯示就會有問題，所以雪地模式HUD屏幕顯示的顏色規(guī)范需要重新設定。市面上大多數(shù)以藍色為主，至于為什么是藍色，紅色表示警示、綠色和黃色跟白色的對比度并不高，解決不了雪天場景下的問題。

基于以上問題Raythink通過一系列的color test，設定各種真實路況測試場景，如：中午向光、中午背光、傍晚、夜間等，也包括靜態(tài)測試和動態(tài)場景測試。

測試畫面為0.5px—8px的線條經(jīng)過HUD投射，駕駛員人眼看到的最小及最舒適的像素大小，為了保證測試的嚴謹性，又分了三種線條排序方式等測試方案。后續(xù)包括圖標的大小及各種FOV和VID數(shù)據(jù)我們都有相應測試動作。

另外我們Raythink HMI團隊基于光線追蹤的實時渲染技術，還開發(fā)了一款能夠模擬在真實環(huán)境下ARHUD的成像測試系統(tǒng)，能夠讓我們更加直觀高效的進行HUD圖像分析，無需借助真實汽車或臺架去測試驗證，直接使用一臺計算機即可模擬AR HUD成像效果，也更加方便我們向相關領導及客戶進行設計效果演示。

綜上所述，車內(nèi)多屏如儀表屏、中控屏、HUD界面等都顯示很多信息，并且存在交集，HMI設計好看并不難，好用才難。

關鍵詞： 銳思華創(chuàng)自研模擬真實環(huán)境下AR HUD的成像測試系統(tǒng)