车载HUD界面的信息架构与视觉设计

当前车载界面视觉信息分区

当前车载界面视觉信息分区 辅信敲 频的 錄是 鮮 的信練馳复躺信息 体系 扩展 的过程 ， 方醒受到 计 算机软硬 件和 互联 随术发 励推动 ， 另方 面也源 自 于 驾乘 者 的体验 与 需要 。 车 载信息交互界面大致 可 以划分为辅助 驾 驶 （ 功能型） 界面 、 娱乐 （ 体验型 ） 界面 、车 内 外信息交互 （ 功 能型和体验型 ） 界面 。辅 助驾 驶界 面 主要集 中在 仪 表区 域 和 HUD显示区 域， 这 也是驾 驶 中 视 线最容 易 到 达和 覆 盖的 区域 （ 驾驶者 处于正常 驾 驶位 置， 其眼 睛和 头部 在正 常活 动范围 内 时车 体 内 的 视 野范 围 ） ， 该区 域 的 界 面信息 在驾驶过程 中 发挥着极其重要 的作用 。

车 载娱 乐 界 面 目 前 是 中 控区 域 的 一 个 可触 液晶 屏幕 显示 区 域 ， 通常是到英寸的规格 ， 大多还结合物理键进行控制 。 现在，特斯拉 （Tesla） 的 量 产车 已将这一 区域变为英寸的触 摸屏 ， 以数字图形界面 完全 取代了物理按键 。2014 年3 月 ， 苹果 正式推 出了车载IOS系统Carplay ， 在驾 驶不受干扰 的 情 况 下 ， 配合 语音助手Siri 可 使用地图导航、 播 放音 乐 、 收 发信 息 、 拨打 电话等 功能 。 沃尔 沃 已率先搭载 该系 统，驾 驶者的 驾 乘体验将从此改变 。

车内外信息 交互界面存在 于仪表及 HUD区域和中 控 等各个显示区域界面的子层 级 中 ， 可根据用户的需要调出或 依据车辆的适时状态自动显 现 。

HUD界面所能承载的功能和信息

对 于HUD界面所 能 承载 的 功 能 和 信息 ， 本 文希望 能够在 技 术发展足 以 支 持 的 前提 下 ， 探讨 其将 要 发展的 趋 势和 承载 的 更多 更 丰 富 的 设计 内 容， 而 不仅 仅局 限于在 当 前 时间 节点 和 技术 普及层 面来 思考 ， 以 此抛砖引 玉 ， 为设计者提供有 价值的 参考 。

HUD界面设计 的 目 的 在于保 证驾 驶者 更高效 地获取 信息 ， 提高行 车安 全性， 通 过艺 术性与 科学 性的融合 让界 面视觉 效果 得 以提升并与 环 境信 息交互 ， 创造更好 的 驾 驶体验 。 HUD界面 更多 的是对仪表 区域和中 控 区域 信息 的 同步 和增强 ， 而不是 完全取 代 传统 的显 示 区域 。 它 能够有 更多 空 间 以直 观的 图 形图 像显示更 多 的行 车状 态和 环境信息 ， 通过 大数据 和 车联 网 它可 以成 为 将环 境感 知 、 规 划 决策 、 多 等级辅 助 驾 驶 等功 能融于一 体的 综合系 统信息界面 。

HUD界面 能 够 承 载 的 功 能 和 信 息 ， 将会 包含 两个部分的内容，如图1所示。

图1 HUD界面所能承载的功能和信息

• 反 映车辆 各系 统工作状况的 信息 ， 将车况 适时反馈给驾 驶者 。

1. 与 传统 指针式 仪表的信息 同 步， 这部分 是核心的 行车信息 。 内 容有 ： 汽车时速 、 发 动机转速 、 里程、小计里程 、 水温、 燃油 油量等 。

2. 与 仪表 区 域数 字化显示 的信息 同 步 ， 这 部分主要是 行车 中 出 现的 提示 信息 。 常规显示 内 容有 ： 车外温 度、 瞬 时油 耗 、 自 动挡 档位、 转 向 指示 、 远 光灯 、前后雾灯等 。 还包括还包一 系列 警示 指 示信息： 安全带 、燃油 不足 、 发 动机状 态 、 车门状态 、 驻车 、 电瓶 、 刹 车 片 、机油 、 安全 气囊 、  风挡 清洗 液存量 、 EPR电 子油 门 等 。 此 外还有 不 同 车型 的增 强功能 信 息 ： 四 驱模式 、 雪地模式 、 天窗 及车 窗开启 状态 、 车 内 温区 的控制 、座椅、 底盘模式 等等 。

3. 反映行车环境 的 信息 ， 将行车 信息 适时反馈 给驾 驶者 。与 环境交互 的适 时车辆系 统工 作状 况信息大致 包括： 胎 压和 温度的 显示、 车体与道路之 间的 关 系 （ 平、坡度等） 、 辅助 停车或 自 动 泊车等 图像信息 。

   
   

• 基于车联网界面能 够获取和显示更多的外界信息 ， 如适时路况 导航 、 主动安全预警等， 未来HUD将会涉及 的车外信息交互 ， 大概包括五大模块功能和信息 ：

1. 出 行 ： 定位、 地图、 导航、 行人侦测 、 适 时反馈前方 道路与车辆信 息、 车道偏离 系 统、 智 能适 时路况 规划 等。

2. 安全 ： 车速 报警、 车距信息 反馈、 道路 交通 信号灯信息反馈 、 道路安 全预警 、 在 线车况检 测 反馈远程故 障诊断、 道路救援 等。生 活 ： 违章信息反馈 、 保 养提醒 、 加油 站位置和 排队时 间 信息 、 停车场 车位信息 、 代 驾 、 预定等。

3. 生 活 ： 违章信息反馈 、 保 养提醒 、 加油 站位置和 排队时 间 信息 、 停车场 车位信息 、 代 驾 、 预定等。

4. 智能办公： 语音或 视频会议 、 文档处理、 邮件等 。

5. 部分娱乐 功能 的移植 音乐 播放控 制 、 音量控 制影音媒体播放及控 制 、 其他移动 互联 网 功能

HUD界面的信息组织

面信息 组 织方式 是根据用 户 完成某个任务 或行为时 的 实 际 需求来 决定 的 。 如 游戏是 为 了 满 足用 户 的情感体验 ， 所 以就要釆取带有障 碍有难度 的架 构方式 ，使 游戏 具有 挑战 和 乐 趣。 车载HUD 应 该 采 用 哪种 信息架构 方式 ， 首先要分析驾 驶者 的行为 和 需求。

HUD界面 信 息 组织 的 任务 是通 过合 理 的 分类、布局 与层 次结 构 ， 为驾 驶者在复 杂的 驾 驶情景 和 大量的 信 息 中 ， 筛选 并 呈现所需要 的 有效信息 ， 并确 保 不干扰正 常 的驾 驶行 为 ， 使驾 驶者始终 专注于道路情 况 ，提髙行车安全 。

界面信息的组织模式 。

Edward Tufte提 出 了 界 面 中 信息 陈列 的 两种 模式 ： 同 一 空 间毗邻 陈 列 （ Adjacent inspace）将信息同 屏并列 地显示 出 来 ， 可 以 筛选重要 的 信息 呈现 ， 这样用 户 能 非常直接 地获取相 关信 息。 毗邻 陈列提供了更直观 的 信息和 更大 的信 息量 ， 减少 了 交互 操作 。 这种模 式在车 载 HUD上需要 区 别 界面 的使 用 情景 ， 在非行驶状态完全 可 以按照 这种模 式 呈现更多 的 信息 ，如娱 乐 和 互联 网 功能界面 的 全屏 显示 。 而行驶 状态 中大量信 息的 并列 必然 会干 扰驾 驶者 的 意识 焦 点 ， 增 加认知 负 担 ， 如图2中所幻 想的 未来 车 载 HUD界面 ，像 电脑屏幕 一 样的 满屏信 息显示 ， 完 全不符合复杂 驾驶情景的信息需求

图2《连线》杂志中未来HUD界面

另 一 种 方 式 是 沿 时 间 线 陈 列 （Stacked in time）， 这 种方 法把功 能 、 信息 分割进不 同深 度 的层级关 系 里 ， 能在 不 同层 级强化 主要信息 。 沿时 间 线陈列 信息组 织方式大致 又可 以 分为 四 种类型 ： 浅 而 广 、浅 而 窄 、 深 而 广 、 深 而窄 。 泷层 次 的结 构类型 ， 可 以通 过少量 的 交互操 作较直接地获取 到 信息 ， 如某 一 区域 界面 中 信息 模 块的 切 换。 在车载HUD 界面 中 ， 深层 次 的结 构类型 ， 适 合于 无需手动操 作 ， 可 以进行精确 语音控 制 ， 或 根据 行车 中 的 适时状 态和情景 自 动显现的 信息 。 当前 ， HUD界面信息主要还是 窄而深的 组织结 构 ， 这样可 以 用 较深 的 层次减 少界面 总 体的 显 示数量 ， 强调主体信息 ， 如图3宝马汽车界面。

图3 宝马汽车HUD界面

HUD界面信息的分类和布局

驾 驶汽车是一 项复杂 的任务 ， 需要 同 步处理行 车相 关 的 大量信 息 ， 并包含计划 、 策略和 操 纵三个水 平的任务层级和 一 千多 个独立任务 ， HUD区 域的 辅助驾驶 界面设计 显得尤为 重要 。 驾 驶者更希望 的 是信息 直不用 过 多地 去思考 ， 交互更 简洁顺 畅 ， 在驾 车 的 大多数 时候信息 自 主地呈现 ， 而不需要过多地操作 。

从前面 描述 的 界 面所 承载 的功 能和 信息 ，其 辅助驾 驶的 界面信 息可 以按 重要程 度将其分 为 三种显示方 式 的类型 ：

• 核心 和 重要功 能 区域 ： 持续显示 ， 或 随 行车状况 的 变化 自 动 同步激活显示 。

•  次要辅 助功能 区域 ： 层级交替共享显示 。

• 随机区 域 ： 基于车联网 和大数据的适 时增强 现实 的信息 ， 根据适时 的道路和 车辆 的 反馈信息进行显示 。

HUD界面辅助驾 驶信息 在屏幕上 （ 前风挡 ） 布局时可以 按照 这三种 类别进行 区 域 的 分割 ， 它们相互间 在整个界 面 中 是同 一 空 间 毗邻陈 列 模 式。 在 核 心 和 重要 功 能 区域 ， 可 以 采用 毗邻和 时间 线两 种模式分别 设计结 构 ， 由 驾 驶者选择在什 么样 的状况下使用 什么 样的显示模 式 。 如图4可 以按 两种 结构 模式分为完整 并列显示 和简洁重点 显示两种 。 而 在次要辅 助功能 区 域 ，则 应采 用 沿时 间线 陈列 模式中浅而广的 信息结构。

图4模拟HUD界面的布局

在 时 间 线 模 式 的 层 级结 构 设计中 ， 要按照 重 要性将不 同 的 功能信息 分 割进 不 同 深度 的 层 级关 系里 ， 次要信息放置在较深 的层级 ，这样能 够强化 主要 信息 并减 轻认知 负荷 ， 但 总 体上 应 该控制 并 降低 信息 层 级的 深 度 。 某 些局 部 的界 面 空间 可 以 根 据用 户 的 使 用 频率 和 关 注 度 ， 自 定义 设 置相 关 信息 的 显示 内 容 与方 式 。 比如 有 人关注 瞬 时油 耗 ， 有 人 更 关注 续 航里 程。 数据 是 以 图 形 化 方 式显 示还是 以 数字 字符显 示 ， 不 同 的 用户 也有其各 自 的 偏 好 。 在 最终 显示的 主 界面 中 ， 要对显 示 的 信 息总 量进行控制 ， 毗 邻 陈 列 的 界 面信息 除 了 以 类 型分 组也 要 通过 视觉设计对不 同 的 信 息进行强调 和削 弱 。 在 同 一 层 级 中 区 分 主 次，般通 过 色彩 、 亮 度 、 距离 视 觉焦点位置来实现 。

此 外 ， 大 部分生 活 、 办 公 、娱乐 功 能 的 信 息不 属于 辅 助 驾 驶界 面 的 显 示 内 容 ， 将强制 在 限定的极 低车 速或 者驻 车 状态才 被允许 在HUD 界 面 上 显 示 ， 而 此 时它 们 可 以 占 据 核 心 功 能 显示 的 区域 。 这类界 面可 以采 用 移动互联网终端信息扁平 化的 模式来构建 ， 以确 保其操作的 便捷 ， 但相对辅助 驾驶类界 面 ， 它能够容纳更广和 更深的信息层级。

HUD界面的视觉设计

如 前 面所 设想 ， 车 联 网 和 新的显示 技术会大大增 加HUD 界面的信息量 ， 一 方面使得驾 驶者 能根据需要 来获取相应状态的数据和 行车信息 以提高行车安全 ， 另 一 方面大量信息涌人驾 驶空 间也必然加 重驾 驶者的 认知 负荷 ， 干扰注意力 ，带来安全风 险 。 由 于面 向 的是复杂的 人机交互情境 ， 所 以应该主要承载 与 驾 驶过程密切相关 的信息 ， 需要信息直观、 精确 、 层次清 晰 ， 以辅助驾 驶 、 确 保行驶安全和减 轻驾驶 负 担为 目 标 。HUD 界面 视觉设计需要关 注 以下几个方面：

1.界面视觉信息内容的数量控制

界 面 的 视觉设 计 ， 要 围 绕 降 低 认知 负 荷 增强 驾 驶安全 来 展开 。 通常 行驶过程 中 驾 驶 者大约70%的 注意力 会保持 在关 注车 辆操控、 道路 信息 和 应对突发 事件 因 此对于 同 一 时 间 界面 中 显示 的 信息 数量上必须进行有效 的 控制 ， 在信 息显示 维度上 也要尽量 简化 ， 去掉冗余 的 信息和描述性的信息 ， 强调 主体信息 。

2.视觉信息的秩序感 、 层次感

在信息组织 和 布局 完 成 后 ， 对 于界面 视觉信息 之间 的细 节 关 系 上 ， 需要通 过视觉设计 来 塑造 秩序感 和层 次感 。 视 觉元素 的恰 当 组织所营 造 的秩 序感 ， 能 够简 化信息 并使驾 驶 者迅速找 到 信息所在 位置 。 首 先 ，需 要强调 界面 中 的 视觉元素 的 一 致性 ， 要 控制 色 彩数量 ， 过多的色彩会使 界面陷 入混乱 ， 少量的色彩则可以 强调 主要信息 。 此外 ， 可 以利用格式塔中的空间 的接 近性 、 形态 的相 似性 等方式来 营造并列 视觉元 素 的秩 序感。 层 次 感 ， 能够 明 确 每一 个 界面 区 域信息的主次 关 系 ， 进行 视觉 引 导 可 以通过 尺寸 大 小、 色 彩 、亮 度的变化 、 空间透视 ， 以 及位置 、 方 向 上 的组 织 自然地表现视觉 元素之间的关系 ， 塑 造不同界面 元素 的视觉重量 ， 来构 建清 晰的 视觉层 次 。

3.视觉信息的清晰和识别性

信息 的识 别速度 和 准 确度排序依 次 是图 形 、 数字 、字母 、 文字 ， 因 此 ， 图 形 是首选 的 界面视 觉元素 。 信息 的 识 别 还与 信 息 自 身 尺寸 色 彩 有 关： 尺寸 越 大 其视角 越大 越 易 辨识 ， 但 却 占 用 空间 较 多 ； 色 彩 越鲜 明 与背景 对 比 越强 烈 越易 辨识 。 车 载 励视 觉设編应对复杂 的 交互情境 。 首先 不 同 于 其他移动 互联网 终端 的 单 一 界面 ， 车 载 HUD将是 由 多 个显 示 区 域组 合呈 现的 综 合界 面 ； 其 次 ， 车辆行驶 过程 中 内 外环境 都充满 了复杂 的变化 ， 如光线 、 天气 、 路况 、 环境 的变 化 ，这 些都会 对界面 信 息 的识 别 造成 影 响 ， 因 此 ， 要 针 对不 同 的 区 域和 不 同 使用 环 境的 信 息进行设计 ， 使界面能够根据这样的变化进行色彩、亮度等显示方式的调节或自适应。

4.文字及图形信息的直观准确呈现

由 于 信息认知情 景 、 注意 力 、 信息量 的 变 化和 复杂性，HUD 界面上 的信息容 易产 生歧义和 概念混淆 。因 此 ， 界面视觉 信息 首先是要 容易 理 解和 认知 。 文字信息 应该 采 用 识 别 性高的 字体 以简 练的 文字 来呈现核心信 息 ， 降低 信息 的 维度 。 在 进行 界 面 图 形设计 时 ，图 标尽 量沿用 汽车行 业和 交通 指 示 系 统 的 标准 图 标 和视觉 风格 。 对 于新 的 功 能 信息 的 图 形设 计 ， 要符 合驾驶者 的 心 理认 知 模型 ， 合理使用 隐 喻 ， 将 功能信 息的语义准确地 无歧 义地表达 出 来 。

5.界面图形允许用户自定义

界面需要 迎合不 同 用 户 的 思维逻 辑和 认 知方 式因 此 ， 界 面应该可 以允 许用 户 进 行 图 形显示偏 好 的设置 。 比如 燃油 油 量 的 显示 ， 图 形显示 更为直观 ， 但 数字 显示精确 度 更高 。 HUD界面核心功 能 中 转速 也可以用 精确 的 数字 和 线条 来表示 ， 但有研 究表明传 统 圆 形刻 度 盘 更容易 感 知 显 示数据和 整体 之 间 的 关系 ， 驾 驶者视觉 注意力 更容易 被 圆形放 射状 图 形吸 引 在 一 个较集 中 的 视野 中 ， 高效 率地获 取信 息 ， 减少 分心 。 因 此可 以设计 多种种显示方式 ， 让用户自己选择 ， 如图 。

6.提示 、 警示信息的视觉设计

通常这样 的信息在界面中 处于低亮度的 显示状态 ，甚 至不予 显示 以 降 低视 觉干扰 。 在需要 时进行 强调 ，或 用 视觉 引 导让驾 驶者 去注意 所 出 现 的 重要 信息。 可以使 用 的 方法有改变颜 色 、 提高亮度 、 闪烁或动 画等 ，更可 以配合音效来增强注 意力 的 吸引 。 在 色彩 上按照信息类型 和等级来进行颜 色 的 设计 ， 如转 向 一 般是 闪烁的 绿色箭头 ， 刹车 系统警示则 是红色 。

7.视觉设计的风格

总 的 来说 ， HUD界 面大 部分 视 觉设计 ， 都 适采用扁 平化、 理性的设计风格 。

扁 平化强调信 息为 主体 的 设计理念 ， 放弃任何附加 效 果 ， 突 出 重要 的信 息 ， 简化 交互 的 流程。 去掉 了冗余的 色彩 、 体积 、 质感 的元素 ， 使主体信息更为突 出 。界面视觉 的扁 平 化不是为 了创 造视觉 刺 激， 而 是解决干扰 ， 内 容 优于 形 式 ， 仅留 下用 户 当 前最 关注 的信息 ，注重通过对齐来 呈现简 洁、 易 读 的 内 容 ， 把精 力 集 中到最核心 内容上。 同 时也能够降低视觉疲劳。

需 要说 明 的 是 ， 扁 平 化和理性化 并非忽视视觉美， 界面 的使 用 者是 人 ， 人使用 界面 的 行为必将和人的 心理状态相联系 ， 富 有 美感 的 、 能 激发人们 正面情绪的 界面视觉设计使人放松 ， 能 更有效地交互。 比如 ，从界面设计的 细节上讲 ， 显示速度 的 刻 度盘的 造型、颜色 、 空间 环境， 指针 的 颜色 、 形状都 是设计 中 需要关 注的 问题 ， 提高认知 效率的 同时降低色 彩的 刺激性、疲劳感 ， 通过渐变、 发光 、 色彩的 设计营造出 高 科技感 ，能带给驾 驶者更好的 视觉体验。

此 外， 一 部分视 觉设计可 以 使用 拟 物 化的 界 面元素 来表 现 ， 如爬 坡导致 车身 倾斜后界面上 自 动调 出 车体与道 路之 间 相对 关系 的显示 界面 ， 这 部分设计 一 般用 直观形象 的 客观视 角 ， 将车 体的 虚拟 形 态置于 界面之 中 ， 驾 驶者 更能 了 解车与 环境的 全局 信息 。 这样的设计更 为直 观形象 ， 能 提升用 户 的 交互体验。 倒车影像 和 泊 车 辅助界面 需要考 虑界面 图 形、 字符与 实景 的关 系 。 娱 乐 界面和车 联 网服务 类的 界 面是全车信息量最大 的 交互界面 ， 除 了语音控制 外， 一 般只 能在驻车状态进 行交互。 这部分 的 内 容与 移动互联 网 终端 的界面设计 有大量 的 交集 ， 完 全可 以借鉴移动互联 网 的 终端界 面来进行设 计 ， 但要 在此基础上 关 注和研究车 的情境特征 ， 并与主界面和车 内 风格保持 一 致 。

8.关注用户的体验

界面视觉 体验是 关注 驾 乘者的 情感需求 ， 界面 的科技感、 易用 性 、 高效率的交互能够增强用户 的安全感 ，这是车 载信息交互界面首先要 达到 的 。 基于人性化 的界面设计能够是用 户 感到 人文 关怀和提升产 品 的 品质感。 界面的形象和 风格塑造 ， 能表达 产品 的 品牌理念和提高 品 牌 的识 别度 、 认同感 。 此外 不 同的 车型需要不 同 的 界面设计 以适合 不同 的 目 标用 户 ， 除了研究车也要 研究 不 同 群体的 驾 驶者的 特点 ， 使他 们 可 以扩展定制专属 的 界面 。

结语

移动互联网与汽车的深度融合正推动着车载数字界面设计翻开新 的 一 页 。 国产汽车从对进口车的高度仿造到现在自主设计制 造 ， 逐步树立起独立 的 品牌与形象。 在新一 轮的汽车数字化的变 革 中 ， 无论是硬件还是数 字化系 统及其界面的设计 ， 都 更需 要更多 地投入研究和实践 ， 以面 对未来的国际化的竞争。 对于未来车联网语境下的车载交互系统 ， 用户需要更多的选择和更好的体验， 其交互界面的载体和界面的设计需求 、 设计内容 、 设计方式等诸多方面都迎来了新的变化 ，也意味着交互界面设计师在这场新的变革中面临着更多的机遇与挑 战 ， 去探索让驾驶体验与数字生活完美融合的安全方法 。

 

特殊说明： 本文来源于张剑-四川美术学院讲师