第二节 内外饰人机交互设计
目前，内外饰功能不断丰富，人机交互方式层出不穷，面对多元且复杂的交互环境，良好的人机交互设计必然是未来的发展趋势。本节主要从设计原则与开发步骤、用户研究与任务分析、界面设计和设计评估等维度进行介绍。
一、设计原则与开发步骤
1.设计原则与目标
人机交互设计开发应始终遵循以用户为中心的设计原则，其目标是为了给用户提供一个可用性高、友好性强的交互设计，满足用车过程中的交互需求。了解用户及其用车过程中的需求，是人机界面设计的首要工作。在人机交互系统开发过程中，对用户的研究和理解应当被作为各种决策的依据。同时，产品在各个阶段的评估信息也应当来源于用户的反馈。因此用户是整个设计和评估的核心。
2.开发步骤与内容
人机交互的开发是由抽象到具体、由粗略到详细的长期开发过程。其开发步骤主要包括从调查研究、方案创意再到详细设计，最终到原型验证的完整过程，如图3-5所示。
图3-5 人机交互设计开发步骤
（1）调查研究阶段
调查研究阶段主要对用户用车过程中场景与功能的人机交互需求进行分析。从宽泛的角度来看，需求包括用户在不同场景下所需的功能。从具体的角度看，包括实现某场景下功能的人机交互需求。通过用户研究和场景任务分析，在概要设计中确定用户特征及所要实现的场景功能，分解功能中的交互信息，决定人机交互设计的方向和预期目标。
（2）方案创意阶段
根据用户特征和场景功能、交互信息以及人机交互设计的方向和预期目标，制定总体创意方案，在创意方案的设计中确定交互信息输入的具体形式和界面、信息反馈采用的具体形式和内容等。另外，在创意方案中应着重针对人机交互方案存在的效率低等问题，进行创意优化和问题解决。
（3）详细设计阶段
基于方案创意阶段输出的交互形式、界面和内容，进行详细设计，主要包括交互界面详细设计和场景测试。交互界面详细设计是将人机交互创意方案落实为概念开发过程的具体细节，包括物理界面的操作反馈形式、图形界面的软开关定义以及操作、语音交互中的关键词和对话形式、信号表的确定等。同时通过场景测试对调查研究阶段的设计目标进行评估，优化相关问题，逐步锁定详细的设计方案。
（4）原型验证阶段
原型验证阶段主要通过模型或样车对最终的设计进行实际场景体验与验证，并对测试评估后的问题进行最终优化。
二、用户研究与任务分析
用户研究与任务分析以用户为中心，从使用场景、环境理解开始，考虑人机交互相关用户特征，是人机交互设计的基础。项目前期通过调研收集用户信息和需求，并对其进行分析提炼，构建人物角色和分析用户需求，从而设计符合用户特征和需求的人机交互功能。
1.用户特征研究
人机交互系统的有效性和体验感与用户生理、心理、背景和使用环境等影响因素息息相关。
1）生理因素主要包括用户群体的年龄、性别、体能、生理障碍、左右手使用习惯等。这些生理因素相互关联，共同影响人机交互系统。例如，用户年龄的分布意味着用户界面风格的相应变化，以适应随着年龄的增大，人类视力、听力和记忆力减弱的规律。
2）心理因素主要包括用户执行交互任务的动机和态度。这对完成人机交互的质量和效率起着非常关键的作用。强烈的动机和积极主动的态度是完成任务的重要心理基础。交互过程的趣味性强，可以对用户起到激励作用；良好的外观与易于操作的界面设计可以增强用户的动机，提高完成任务的效率。在人机交互界面设计过程中，应当尽可能全面细致地考虑各个方面的用户体验，任何一个小的问题都可能对用户造成情绪上的影响，进而影响用户的综合满意程度。
3）用户背景包括用户使用产品所需各方面的知识和经验。以车载系统的设计为例，用户背景一般包括教育背景、读写能力、操作系统的熟练程度、是否有使用与产品功能和实现方式类似系统的经验等。这些知识和经验都直接或间接与用户使用系统的情况相联系，因此产品设计过程中要充分考虑这些因素。
4）用户使用产品的物理环境和社会环境也对使用效率有明显影响，主要包括光线、噪声、操作空间的大小和布置、参与操作的其他用户的背景与习惯、人为环境造成的动力和压力等。例如，在噪声较强的环境下，用户界面就不能依赖以声音的方式输出信息。因此，设计人员应当仔细、全面地了解和预测用户在使用待设计产品时遇到的各种环境因素。
2.交互任务分析
人机交互贯穿了用户在用车过程中各种场景下要执行的任务，而对交互任务进行详细分析才能选择最有效的用户界面及操作过程，帮助用户高效地完成任务。
交互任务分析包括人机交互过程中操作用户、任务动机、起止时间、任务步骤、任务结果以及下一个任务等，如图3-6所示。
图3-6 交互任务分析
交互任务分析还需要研究交互方式和用户思维模式的符合性以及使用的合理性或局限性。如果某种局限性严重影响产品的可用性，就应当突破这种单一交互技术的局限。
三、物理用户界面设计
物理用户界面操纵反馈感相对较强，易于直接操作，适用于需要快速操控、高频使用的交互需求，如远近光调节与转向灯操控，如图3-7所示。
1.布置设计
物理界面的布置应靠近用户，可视或可触，同时应尽量减少布局密度以减少误触。以门窗和外后视镜操控为例，相应开关布置在对应侧门饰板上，符合就近原则，便于理解和操作，如图3-8所示。
图3-7 位置灯日行灯操控界面
图3-8 门窗和外后视镜操控界面
此外，新增关联功能操控应该与传统功能的操控布置在同一物理界面上。以刮水器清洗功能操控为例，应该与刮水器开启及档位控制的组合开关拨杆布置在一起，方便用户寻找对应控制界面，减少分心，如图3-9所示。
图3-9 刮水器清洗开关布置
2.操作设计
物理界面的外形设计应便于识别界面的操控功能，并将复杂的操控开关简化。以座椅位置操控为例，如图3-10所示，座椅开关1与2的形状和布置与座垫及靠背位置关系相同，开关前后、上下、旋转的操作功能也与座垫或靠背的调节方向一致；开关3的旋转操作也和腰托顶出运动对应。该设计方案更易于用户理解，也简化了物理界面。
对于有盲操作需求的物理界面，应该使界面易于触及，且不易误触其他界面。以转向灯和远近光操控为例，在驾驶过程中需要进行盲操作，如图3-11所示，较长的组合开关拨杆相对容易定位，且周围无其他按键干扰造成误触，同时四个切换方向也利于盲操作，1、2上下拨动可以实现转向切换，3、4前后拨动可以实现远近光切换。
图3-10 座椅位置操控界面
图3-11 转向灯和远近光灯操控界面
物理界面设计还需考虑操作反馈、背光指示和防滑要求，以便用户操作。对于无行程反馈的触控按键，必要时需要设计振动反馈。
四、图形用户界面设计
图形用户界面设计包括交互框架设计、视觉框架设计和视觉详细设计，主要以视图的形式输出。交互框架设计是指从顶层定义框架布局、交互过程、结构关系，通过抽象视图来表现。视觉框架设计是对最高层次视觉体验特征、视觉语言风格的定义。视觉详细设计是基于视觉框架的设计，定义详细的视觉元素、组件属性，如形状、大小、位置、纹理、颜色、版式、动效等，是交互设计的可视化结果，即最终的具体视图。
视图设计主要包括抽象视图设计、关联设计和具体视图设计。视图主要表达人与系统交互的过程中某一时刻系统的状态，以及用户在这一时刻可能改变系统状态的方法。视图从概念上分为抽象视图和具体视图，这两种视图也代表着视图设计开发的两个重要阶段。在抽象视图完成后，还要进行视图之间的关联性设计，才会进入具体视图的开发阶段。
（1）抽象视图设计
抽象视图是指在人机交互界面设计最终完成之前的不同设计阶段所产生的不同抽象程度的视图。抽象视图更利于逻辑分析，其目的是为了确定各个图形用户界面的具体内容和布局。抽象视图是通过交互功能模块的总结和划分，并在视图上进行对应布局得到的。
在抽象视图设计中需要考虑：
1）功能模块的完整性。
2）界面的整体性及和谐性。
3）应当尽量减少用户不必要的眼球移动，设计易于浏览的格式和布局。
4）注意提供便于用户理解的上下文信息等，有效地避免感知的重要信息过早消失或被误解。
如图3-12所示，氛围灯设置页面的抽象视图设计草图体现了氛围灯所有可供用户调节的功能，包括开关、颜色及亮度调节、面发光效果选择和模式调节等。此外，还体现了此抽象视图的外部接口信息，如上级目录等。
图3-12 氛围灯设置抽象视图
（2）关联性设计
抽象视图都是相对独立的视图，相互之间没有逻辑关系。关联性设计就是构建这些抽象视图之间的逻辑关系，以实现完整的用户功能。任何人机系统图形用户界面都包含若干视图状态，用户根据不同任务目标，切换到相应视图下进行操作。因此，根据用户的操作需求，对视图进行合理的关联设计是必要的。以氛围灯视图关联性设计为例，氛围灯属于整车附件设置版块，需将氛围灯抽象视图与整车附件设置抽象视图关联，并在此视图上设计氛围灯开关按钮，通过点击进入氛围灯设置视图，如图3-13所示。
图3-13 氛围灯关联性设计
在这一阶段，需要充分考虑用户所有可能的操作需求，进而明确各抽象视图之间的关联关系，以避免部分功能的缺失。
（3）具体视图
在完成各个视图的关联性设计后，就可以进入视图的全面设计阶段。具体视图可以理解为图形界面的最终设计。用户能看到任何一个图形用户界面的状态就是一个具体视图。这种视图体现图形用户界面设计的所有细节，主要包括：
1）软开关的形状、大小、位置、颜色等。
2）文字的大小、字体、格式等。
3）背景的底色、明暗、纹理等。
4）图像的大小、分辨率等。
5）视图的排版。
6）操作的动态反馈效果。
以氛围灯设置具体视图为例，如图3-14所示，除了要确定各个软开关形状、布置、所有字体格式，还应考虑氛围调节的具体色系与灯光颜色的一致性、动态效果图颜色及律动模式与软开关中颜色及模式的一致性。这些都是具体视图中的细节，属于视觉详细设计。
五、语音用户界面设计
在内外饰相关零件功能实现中，涉及语音用户界面的设计主要包括语音控制输入和语音提示输出。语音用户界面设计的关键在于对话模式的确定。
图3-14 氛围灯操作界面具体视图（见彩插）
1.单轮或连续对话
在日常生活中，人们的对话沟通按对话的回合数可以分为单轮对话和连续对话。语音交互也可以分为这两种模式，根据要传达的信息内容和情景选择合适的对话模式。
（1）单轮对话
单轮对话是指对话内容不包含情景，没有关联上下文内容。这种对话模式导致语音交互更偏向于简短的操作任务，过于复杂的操作任务则需要分解成简短的口令。
例如，“打开座椅加热”这句话大多数语音系统是可以识别的，并且根据声音定向回复“主/副驾座椅加热已打开，马上就会暖暖的”。以上只要单论对话即可完成相应功能。然而如果说“将座椅加热到我喜欢的温度”，此类描述需要上下文关联，通过单论对话是无法完成的。
（2）连续对话
连续对话通常是指由人和机器进行至少一轮以上的问答。例如，搭载自然语言处理系统的聊天机器人，可以打破单轮对话的限制，与人进行连续对话。在汽车语音人机交互上使用的连续对话，通常为单论对话和引导式对话的组合模式。
2.引导式对话
引导式对话是指引导用户正确使用简短语音的对话。目的是在单轮对话或有限的连续对话中，提高语音交互的效率和准确性。引导式对话通常分为以下几种模式。
（1）确认模式
语音交互的确认模式可以分为显性确认与隐性确认两种类型。
显性确认。显性确认是一种强制用户确认的方式，主要用于涉及支付或者会给任务结果带来影响的操作行为中。例如，车辆导航时，用户通过语音搜索目的地，系统列出与之匹配的地点，并通过语音反馈，确认最终导航目的地，避免出现导航错误。
隐性确认。隐性确认是指根据识别的可信度进行弱确认的方式，系统对语音内容进行打分评级。
1）当可信度等级为高时，确认是可信的命令，直接执行对应的操作。例如，对车载系统说“播放音乐”，系统会直接进入播放页面，提示“音乐播放中”。这个过程不需要用户再去确认，因为这是一个可信的操作。
2）当可信度等级为中等时，系统执行对应的操作后，还需要对操作进行隐性确认，让用户知道为什么会执行当前的操作。例如，在下雨天对车载系统说“打开天窗”时，车载系统会拒绝打开天窗，并告知“现在下雨哦，不建议打开天窗”。
3）当可信度等级为低时，系统会明确向用户表达无法识别有效的语音内容。例如，“您说的我有点不懂哦，请换个说法”。
总体来说，显性确认是需要用户明确确认的过程，而隐性确认是让用户知道汽车即将运行的功能，完成对用户的语音提示。
（2）错误引导
现阶段语音系统无法避免错误识别或无法识别的情况。当系统无法识别或识别的内容属于低可信度时，系统需要引导用户去用正确的语句结构来对话，不能盲目地尝试回答，盲目的回答很容易给用户带来负面感受。例如，与车载系统对话时，如果超时没有检测到语音，则可以通过界面进行文字反馈“你可以让我播放音乐、导航……”的引导页。
六、设计评估
1.评估方法
人机交互设计的评估方法主要包括用户测试法与专家评审法。
1）用户测试法是指将交互系统展现在目标用户面前，通过让用户模拟使用或讨论等方法获得用户反馈的数据。用户测试法可以有效反映用户的需求。
2）专家评审法是指组织专家团队来评估人机交互系统的可用性。专家评审法又可以分为启发评估法与设计准则评估法。
①启发评估法是指让评审专家根据一些通用的可用性原则和自己的经验来发现系统内潜在的可用性问题，进行可用性评估。
②设计准则评估法是指根据事先拟定好的人机交互设计准则进行对照打分。
不同的准则按照重要性不同可以分配不同的权重，最终进行加权。
用户测试法能够直接发现用户使用的问题，但是往往成本相对较高，周期较长。专家评估法容易管理，用时较短。但是，由于专家的背景从根本上不同于用户，所以研究结果可能与用户的直接反馈意见有不同程度的偏差。
2.评估准则
从重要程度由高到低来排序，人机交互评估准则依次包含如下几个方面：
1）防止用户驾驶过程中分心：平衡驾驶安全与交互需求是首要原则。
2）交互界面直观简洁：用户可快速获取信息，减少认知复杂度。
3）限制给精神、身体、视觉带来负荷：人机交互界面反馈给人的信息或所需的输入不应该是难以理解的或者是持续的高信息量负荷。
4）用户主导并有实时反馈：能够由用户主导交互过程，并且系统应能通过文字和非文字的形式快速反馈，让用户知道正在发生什么。
5）交互界面保持可视性和操作的可及性：图形及物理用户界面在可视范围内，并在驾乘人员的操作范围内。
7）交互界面反馈的信息及其优先级应保持合理性：交互界面根据反馈信息的重要性和优先级采取不同等级的反馈形式与响应时间。
8）连贯性与一致性：人机交互的内容、形式、风格应具有连贯性和一致性。
9）低密度：图形用户界面、物理用户界面的软硬开关保持一定密度，以保持简洁和防止按错。
10）容错：系统设计对于错误的操控应有一定容错能力。