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Unity重新定义未来汽车人机界面的设计体验

更新时间:2021-07-09

  GGII:2019年中国LED户外照明行业调研,原型设计对于制定关键决策来说尤为重要,因为当决策者面对高度复杂的交互式系统设计时,他们必须在几分钟内就做出决定。如果在纸上、幻灯片演示、甚至是视频中,可能都不足以做出足以决策的设计呈现。但运行实时原型应用让交互式设计变得触手可及且真实可见,Unity是他们的首选决策呈现工具。

  设计汽车人机交互界面(Human Machine Interface, HMI),可以说是当前时代最“艰难”的设计挑战之一。这项工作不仅需要集成大量复杂的功能、多个部门在一起无缝协作,还需要发挥具有“未来思维”的想象力。在这样的高需求面前,一套灵活、高效且功能强大的工具必不可少。

  总部位于柏林的icon incar是一家专注于汽车用户界面与用户体验及智能网联生态系统设计的咨询公司,是各大汽车品牌全新HMI设计的助推者。从2011年开始,icon incar团队就开始利用Unity卓越的能力,不断助力知名汽车品牌打造出无与伦比的HMI产品体验。值得一提的是,Unity还帮助icon incar的设计团队不断突破设计和开发协同的瓶颈,从而持续应对未来汽车设计趋势的新挑战。

  相信很多人在了解icon incar这家公司之前,就曾看到过他们的设计作品。自2008年起,icon incar就一直是宝马集团的战略合作伙伴。多年来,在汽车行业,icon incar参与了超过100个汽车生产项目,并与宝马、奥迪、福特、斯柯达等众多知名汽车品牌合作,在如此众多的合作中,他们还涉及到了大量的概念车设计项目。

  在这些项目的设计过程中,Unity成为了icon incar不断将创新概念快速落地变为现实的一柄“利器”。例如,在Gumpert Aiways的设计项目中,icon incar使用了Unity实时3D技术来进行概念车的原型设计,新技术的投入让他们仅用了6个月就将设计理念变为可以上路测试的实体汽车。而拥有“史上最大中控屏幕”的拜腾汽车,同样在设计其车载HMI时利用Unity进行了包括摄像头传感器输入、手势输入在内的各种高度复杂交互功能的设计与验证。

  在未来汽车的HMI设计中,原型设计是至关重要的一环,它既是一个将人机交互设计概念具象化的工具,也是向协作者、决策者呈现和传递创意体验的高效途径。正如一张图包含的信息量可以胜过千言万语,一个HMI设计原型带来的生动展示和体验效果,远可以胜过一千次“纸上谈兵”的描述。毫不夸张地说,原型设计可以被视为汽车HMI设计师塑造未来概念HMI的一种“超能力”。

  不同的应用场景对于HMI原型保真度的需求也各有不同。通常,受众角色离实际设计过程越远,为其展示的HMI原型的视觉保真度和复杂性就应该越高。比如,当HMI设计师与开发人员、用户研究人员进行协作时,原型就重在精确、细致地描绘出HMI系统的功能和结构细节,美观性放在其次,这样有助于原型的功能快速迭代。而当需要向高层决策者或产品营销团队展示时,原型则更多需要围绕逼真的用户体验,体现交互功能的流畅性,并模拟出各种实际使用场景,这就需要更高的保真度和视觉效果。在这一过程中,Unity实时3D技术可以针对面向不同受众的演示需求,提供不同保真度的HMI原型,以满足整个协作流程中的多样化需求。

  icon incar设计的大多数概念车,在HMI部分都有很高的数据可视化要求,其用于展示的人机交互界面需要大量调用真实数据。因此,团队创建了一个名为网络资源库(Network Library)的独立程序,汇集了来自车辆不同传感器接触点的所有数据,包括来自USB串行端口、Arduino端口、OBD端口、CAN总线、LIN总线D技术可以毫无障碍地访问并读写这些数据,整合这些异构数据到其平台上,以实现实时的交互功能。通过这些接口,还可以修改车辆硬件设置,以测试运行可靠性等问题。

  由icon incar创建的网络资源库将车辆不同传感器接触点所收集的数据整合至Unity平台

  在整个流程中,icon incar设计团队使用了一组由CAN总线集成的硬件设备来模拟车载硬件,它们由路由器、互联模块以及 NUC 迷你电脑等设备组成,兼具强大的功能、小巧的外形和低功耗,并通过单独的 PC 进行控制。将它们与 Unity 配合应用,就可以进行原型设计并进行各种测试。

  由于厂商的概念车通常在后期才能准备就绪,因此用来进行系统整合的时间非常有限。利用这套装置,icon incar 设计团队可以在几个小时之内就整合就绪,确保概念车得以按时交付用于演示。在很多情况下,整套组件实际上是以车载的形式集成放置在概念车的后备箱中运行,但观看演示的观众却浑然不觉。这个完整的 HMI 原型提供给观众们的体验,与一套完全真实的交互系统毫无二致。

  icon incar 曾参与设计了奥迪 Q8 概念车,其中应用了一些信息和交互功能,打开车门既是激活仪表盘的触发信号,也是整个系统启动的触发信号。而这款包含数字仪表盘的 HMI 既可以显示信息,体验者也可以在驾驶模式使用它。

  此外,icon incar 还使用 Unity 制作原型设计工具用于早期展示,例如利用一组互联的显示器来模拟车内环境。以 Unity 作为框架程序,由连接显示器的各台 PC 机从中央服务器提取信息,打造这样的“模拟智能座舱”不但可以像制作 PPT 一样简单快捷,还可以连接多达 150 块不同尺寸的屏幕,来营造尽可能真实的驾乘体验。在这一过程中,由不同屏幕协同营造出的沉浸式 HMI 交互体验,就像管弦乐队一样珠联璧合、和谐有序。因此,团队将这一系统形象地称为“Kapellmeister”,在德语中是”管弦乐指挥“的意思。

  而且,借助这一方式还能够在线发布并同步演示内容。这就意味着,在疫情期间不方便全球出行的情况下,设计团队不需要到现场,也能通过位于全球任何地方的工作室进行原型演示,而所获得的体验和效果都是相同的。

  当前,团队还在尝试利用 Unity 构建基于Hololens眼镜等可穿戴设备的 AR 智能交互场景体验,这样的智能交互场景不仅仅位于汽车内部,更可以延伸到汽车外部。例如,当佩戴 Hololens 眼镜的用户靠近汽车时,系统会自动在汽车引擎盖上投射出本次计划出行的 AR 地图;无需接触汽车,就可以一览汽车各个部位的状态,例如轮胎状况、车上有无刮痕、检查后备箱物品等。未来,随着可集成的数据和服务来源不断增加,这一切势必发展成令人惊叹的全方位智能出行体验。

  以往,局限于性能上的要求,这类华丽的人机界面交互系统原型往往只能在用于模拟的 PC 环境下运行。如今,Unity 的跨平台兼容性能够支持在各类车载系统的“中高低端”的车机系统部署,做到“一次构建、多端部署”。因此这些高保真原型已经可以在无需专用图形芯片的真实车机系统上运行,非常接近于实际的生产样品。这使得设计人员能够在早期阶段创造出更加真实的设计,或者帮助开发人员优化用户体验,同时减少需要完成的解析工作量。

  事实上,Unity 为汽车 HMI 设计带来的革命,绝非仅仅在于实现更好的原型设计,更在于对整个设计观念和流程的革新。面向未来,汽车行业面临的一个日益清晰的重大挑战在于,如何向客户提供品牌和产品的整体体验。对于汽车厂商而言,要完成这一共同的目标需要众多部门人员的紧密协同,尽管不同的团队有各自的责任,但他们必须以更全局的视角和更紧密的方式进行协同。但是,传统的公司结构和协作工具往往难以为此提供支持。

  例如,对于一个汽车仪表台的设计,不同部门人员会有不同的关注点。内饰设计师、用户界面设计师、人机工程设计师、营销人员甚至高层决策者都会提出各自的要求。比如内饰设计团队希望仪表盘保持对称、旋钮放在中间,营销团队希望强调“跑车”的定义、想添加一个引擎启动按钮,人机工程团队有他们的洞察、为了让驾驶员手不离开方向盘而添加更复杂的方向盘功能等。以往,各个部门通常依靠创建各类规范来实现协同,但这些规范通常会留下巨大的“差距”,使得设计和开发无法保持良好的连续性,而且这种”规范“非常容易过时。

  采用 Unity 则有望帮助团队突破这一协作流程中的瓶颈,有效弥合设计与开发之间的鸿沟。icon incar 团队认为,Unity 使得设计人员可以将原型作为桥梁,先由创意技术专家负责完善原型,然后移交给开发人员逐步进行优化、迭代,以保障在整个跨部门的协作流程中,设计意图可以自始至终保持不变。

  由此,HMI 设计人员、原型制作人员和开发人员都使用相同的工具,从而拥有共同语言。Unity 可以帮助各部门统一的工作流程,持续提高效率,最终潜移默化地增强协作思维,改变行为方式。当人们意识到合作的价值,并将各自的创意在同一个平台上交融时,才能够真正打造出整体的最佳体验。

  “在汽车设计领域,原来传统的那套‘规范’流程已经没人再用了,现代化的 HMI 设计都采用移交原型的方式来统筹跨部门的协作,不但效率提高而且节省时间和成本。我们相信 Unity,相信原型制作,因为它能将人们团结在一起。” icon incar 联合创始人 Florian Gulden 表示。

  icon incar 将汽车用户体验的未来划分为五个阶段。当前大部分的设计和体验还停留于初始阶段,即系统还需要根据用户的指令进行设置和运行。在第二阶段,汽车逐渐增加了情景化体验,开始提供环境建议或者接收到了 BIM 信息,从而得以作出反应。在第三阶段,当基础框架搭建完成后,基于用户数据和行为加入个性化体验。在第四阶段,汽车将会主动“学习”用户的各方面偏好以及日常工作生活方式,以更好地与人交互。到达最后的理想阶段时,即随着人工智能等新技术的加速应用,汽车能够提前预知、预测用户行为,并提供相应的体验。

  相消费者对汽车人机交互界面的期待和认知还将会不断变化。与此同时,崭新的情景式个性化体验也将以全新的 HMI 设计为载体而不断涌现,并在用户需求变化的驱动下实现持续改善。

  icon incar 的联合创始人 Florian Gulden 预测,未来的车载 HMI 将告别固定的布局和按钮,而将会是能够动态调整的“流动式”的用户界面,根据用户所需,从一种状态转化成另一种状态,甚至提供预测性的体验。这也是目前 icon incar 为宝马设计的展示车体验。对此,设计团队也需要更加灵活的设计工具加以实现,而 Unity 必将在这些新方向的探索上提供绝佳的支撑。

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