HMI是人机交互的一种显示形式，也是指人与车辆之间信息交互的专用术语。HMI设计旨在为人与车辆之间的交互提供良好的体验。什么是 HMI？HMI 设计师如何有效提升人与汽车之间的交互体验？本文作者将分析 HMI 的概念，总结车辆系统的特点，梳理车辆系统的发展历程，与大家分享 HMI 设计的相关知识 ~
首先，什么是汽车 HMI？
1. HMI的基本概念
许多希望从事HMI设计的学生都是UI和UX设计师。因此，为了对HMI有更全面的理解，本文将对HMI与UI和UX进行横向比较。
UI：表示用户界面。用户通过产品屏幕的指引与产品进行交互并完成操作。
UX：表示用户体验。指用户在使用产品过程中对整个产品交互的体验。
HMI：人机交互，即人与车辆之间的信息交互。它在车辆行驶过程中实现车辆与用户之间的信息交互。
人与车辆之间的交互信息可通过多种渠道传递，如大屏幕、开关、按钮、语音系统等。这些渠道帮助驾驶员完成驾驶任务，同时为驾驶员提供良好的使用体验。良好的用户体验维度也各不相同，如交互流畅、反馈及时、信息传输高效等。
2. HMI的应用场景与载体
在理解HMI概念后，HMI用户有哪些需求？HMI的使用场景有哪些？通过何种载体呈现？
HMI用户需求：汽车作为大型产品的特性决定了其低频使用属性。除了协助驾驶员完成驾驶任务外，汽车最重要的是保障安全与稳定，因此HMI也需要融入这些汽车的内在基因。
HMI使用场景：车载HMI是车内场景中人与车之间的交互。由于车辆的结构设计和驾驶员的行为需求，驾驶员通常使用右手进行交互操作。
HMI显示载体：中控大屏、开关、按钮、仪表盘、前排乘客显示屏、后排显示屏等。以下是一些常见的HMI载体
(1) 中控大屏：汽车的中控大屏可控制车辆部分设施并连接倒车影像等功能。驾驶娱乐与驾驶乐趣也与驾驶员的依赖关系日益紧密。未来，车载显示屏将与更多跨时代技术实现互联。
(2) 仪表盘：目前纯液晶仪表盘已取代传统仪表盘，成为主流趋势。传统仪表盘包括：纯机械式、灯光显示、段码显示等。
(3) 后排显示屏：后排显示屏具有强烈的娱乐属性，主要功能包括视频、音乐、游戏、天气预报等。可根据后排乘客的不同需求进行更换，是优化后排乘客乘坐体验的有效方式。
3. HMI市场与发展前景
从行业趋势、政策、消费者需求三个维度分析HMI市场及发展前景 ~
行业趋势：HMI的未来无需过多赘述。随着全球顶尖互联网企业纷纷进军汽车领域，HMI行业的未来已然明朗。从国际顶尖互联网企业谷歌的Android Auto、苹果的CarPlay，到国内顶尖企业华为的车载应用、百度的车生活和阿波罗、阿里的小鲨鱼、腾讯的车载AI，均已布局该领域；
政策： 政府高度重视汽车信息化和智能化发展，并重点支持这类高新技术产业的发展；
消费市场：消费者对汽车驾驶体验的关注度日益提升。HMI与车内配件的匹配度也成为重要参考条件，这些因素已然成为影响车辆销量的关键因素，因此用户体验也成为汽车设计工厂的重要参考依据。
经过上述介绍，相信大家对该行业的发展前景充满信心，未来将有更多设计师分享HMI发展的红利，并希望进一步了解HMI~
二、HMI设计理念
HMI的用户体验系统基于人与车之间的关系构建，自上而下由四个系统组成：安全、效率、舒适和体验。HMI设计可对这些系统产生积极影响。
1. HMI设计原则
HMI的设计原则是什么？它与UI/UX密切相关，但由于HMI的特殊属性和使用场景，其设计原则与其他设计领域有所不同。
(1) 轻操作：在人车交互的具体场景中，驾驶员通常用左手完成驾驶所需的基本操作，用右手进行HMI系统的交互操作并同时执行多项任务。在非静止状态下同时执行多任务会对车辆安全构成风险。
因此，HMI设计应首先确保驾驶员安全，并进行信息交互设计，使驾驶员在驾驶过程中能够轻松完成HMI系统的操作。(2) 高效浏览：随着人们生活水平的不断提高，驾驶员对HMI的综合功能要求日益提升，对“大屏幕”HMI系统所需的功能和信息量也日益增加。
因此，在HMI设计中，提升驾驶员的信息浏览效率至关重要。需通过精简信息确保其易于理解、准确清晰，从而支持驾驶员高效浏览。
在设定信息层级时，驾驶员可更快速地捕捉到最关键的信息，这可通过比较设计技巧实现，从而确保驾驶员在驾驶车辆时也能实现高效浏览，并降低驾驶员的视觉捕捉成本。
(3) 即时反馈：在实际驾驶场景中，道路状况、路线、信号等因素极为复杂，驾驶员的注意力切换需要消耗较高精力。因此，HMI与驾驶员的信息交互需实现快速反馈，可通过视觉、触觉、语音等多种方式及时反馈，因此HMI设计时也需注重信息传递的效率。
2. HMI设计特征
刚才介绍了HMI的设计原则，那么基于上述三个设计原则，HMI设计有哪些设计特征？
(1) 使用场景：HMI的设计原则是基于HMI的特殊使用场景而产生的。HMI位于前驾驶舱的中间区域，主驾驶员座椅的右侧。眼睛与屏幕的距离为50-60厘米，因此驾驶员在驾驶任务中需要眯眼查看屏幕内容。此类场景需考虑HMI设计差异，如硬件屏幕尺寸、软件字体大小、图形、图标、颜色等。
(2) 品牌认知：随着汽车企业在汽车市场规模的不断扩大，领先汽车企业越来越重视品牌差异化设计，通过独特品牌为用户留下深刻印象。当今用户偏好时尚且富有质感的内饰，良好的HMI设计虽非购车核心因素，但已成为必要条件。随着同一车企推出更多车型，各车型用户画像逐渐细化，对HMI定制化需求日益增长，需从风格设计到品牌认知，精准定位目标用户群体并匹配相应设计。
(3) 用户体验：HMI交互行为相对固定，但交互模式多种多样，包括语音、触摸、按钮等。这些模式之间的交互属于高频操作。结合HMI的使用场景，HMI需具备较低的故障容忍率，同时需考虑实际操作中的热点区域问题。
3. HMI交互概念
接下来，将详细介绍HMI的交互概念，并从交互模式、交互方式、交互复制和交互反馈四个方面进行阐述。
1）交互模式
HMI的交互模式是通过各种感官通道提供的反馈信息实现的综合交互模式，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感官参与。这些感官的参与需通过相应的人体器官实现，如眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵和手等。HMI的设计也围绕这些感官展开，而在更多应用场景中，需要多种感官的协同合作，因此HMI也被称为多感官交互模式。
这种多感官共享的综合交互模式可以使车内交互行为更加轻松，增加交互兴趣，不再需要重复机械交互。
2）交互模式
常见的交互方法包括：硬件按键、软触控、语音、手势等，以下对四种常见交互方法进行详细介绍 ~
(1) 按钮交互：按钮的交互形式历史悠久，由硬件部件组成，通常包括按钮和按键。按钮通过简单图标表示，而按键则通过具有强指向性的操作方式表示。驾驶员长期以来已习惯此类交互方式。
(2) 触控交互：中央控制器的触控屏是触控交互最常见的组成部分。中央控制器的触控屏出现也为HMI交互带来了巨大变革。触摸交互包括：点击、双击、长按、滑动、单手拖放、双手拖放等，但除点击外，其他方式容易超过2秒的安全时间范围，此类操作在复杂驾驶过程中显得过于繁琐，影响驾驶安全。因此，在驾驶任务过程中，点击是驾驶员最常见且相对低成本的交互方式。
那么，不同场景应采用何种交互方式？接下来我们将带来干货满满的讲解，请准备好代码实践~
点击：按钮、图标、标签切换、复选框、控件等；
双击：放大图片、导航地图；
长按：选择并编辑；
滑动：主页功能卡、负屏、列表、空调风向、温度、进度条（音量、亮度、视频、音乐、广播等）；
单手拖动：选择并编辑以更改位置；
双手拖放：缩放、导航地图。
(3) 语音交互：语音交互可有效降低用户成本，在驾驶操作中，可通过最小化操作努力完成任务指令。
(4) 手势交互：车载手势交互是指通过手势的转换与组合控制车辆的系统，使车主能更快实现给定指令，如切换在线电台、切换歌曲、浏览页面、音量调节、接听及挂断电话等。部分手势交互源自触控交互，部分则基于人类操作习惯。
在车载系统中，手势交互的优势在于可通过“不那么精准”的操作实现。在驾驶过程中，人机交互（HMI）的设计原则是让驾驶员注意力集中于不可预测的道路状况，减少对指令操作的关注。而质量往往是多种因素的综合体现，手势交互的缺点在于此类交互方式相对稀缺，因此需要驾驶员对相关操作有更深刻的记忆。对于不熟悉操作的驾驶员而言，即使在驾驶过程中进行手势交互，也容易导致注意力过多集中于交互本身。
3）信息交换
(1) 内容表明：在驾驶过程中，驾驶员应将大部分精力集中在驾驶车辆上，用于HMI操作的时间和精力比例非常低。因此，HMI需要具备快速信息传输的功能。为了实现快速信息传输，我们可以从以下方面入手：
HMI布局设计，通过将重要信息放置在驾驶员最易观察的区域；
HMI的信息层次显示，这属于基础层次。通过强化重要信息层次、弱化次要信息层次，可实现快速传输效果。
确保HMI信息完整性，在有限界面中呈现更完善的信息，减少用户操作引起的无谓思考，避免不必要的页面跳转，使用户能在1-2秒内掌握所需信息。
HMI信息的一致性，在重要信息布局上实现系统一致性，培养用户的惯性思维，使重复操作更自然熟练。
(2) 操作热点：HMI设计需充分考虑驾驶员的使用感受（涉及大量人体工程学知识）。驾驶过程中，驾驶员身体受一定约束，因此手指触摸屏幕的距离越远，所需注意力越高。同时需考虑驾驶员的视线范围。
因此，高频操作区域和关键信息区域应尽可能放置在操作热点区域，并尽可能缩短操作区域与驾驶员之间的距离。同时，呈现的信息内容应更加清晰。否则，其他信息可放置在屏幕右侧。
(3) 互动文案：HMI互动文案必须简洁明了，确保驾驶员能在最短时间内以最小的努力完成操作，避免模糊不清，并理解互动带来的反馈~
清晰含义：
互动文案的含义必须清晰明确，拒绝模糊表述。
例如：当用户上传个人头像时，若上传失败。
苦栗：个人头像上传失败
甜栗：上传个人头像失败，图片分辨率过低
甜栗不仅反馈用户操作结果，还告知用户结果不满意的原因，让用户进一步了解如何操作以获得正面反馈 ~
层次清晰：
这是最基本的对比概念，可强化主文案、弱化次要文案，帮助用户区分信息重要性，在最短时间内获取核心内容，无需重复说明 ~
文案简化：
当用户使用应用并看到反馈弹窗时，他们是否只会关注更大更粗的文字，而忽略下方的辅助文字？是否想快速点击“确定”按钮？
用户就像“挑剔的孩子”，因此在设计文档中，我们应精炼文案，尽可能降低用户的阅读成本，毕竟有相当比例的用户不想阅读任何文字~直接告知用户获取信息所需的必要内容，去除具有指导意义的陈述，聚焦重点，只需告诉用户当前所在位置及下一步操作。
文案一致性：
交互文案的一致性需得到保障。在准备类似文案时，需明确词汇属性及词组排列顺序。
缩短路径：
若确实需要长文档，需为用户提供缩短路径的途径，使其能阅读信息后说：“这就是我需要做的全部内容。”
苦楝： “我知道”，“确定”
甜楝： “去”，‘现在去’，“去设置”
在交互层面，能清晰知晓用户操作并降低用户操作成本。
4）交互反馈
人机界面中的交互反馈通常以三种形式表现：视觉、触觉和声音。反馈信息应直接、清晰地告知驾驶员其最想了解的内容。
(1) 视觉反馈：以倒车图像为例。当车辆处于倒车操作时，中央控制的大屏幕会自动为驾驶员规划倒车路线。若即将发生碰撞，将显示红色警告信息。
(2) 触觉反馈：触觉反馈与硬件按钮操作反馈不同，其操作明确，但存在一定的安全隐患，因此，振动反馈和动态反馈成为基于操作者的明确反馈机制，适用于需要移动场景的场合。HMI受使用场景限制，应用范围不广，因此应从视觉和触觉层面进行设计。
(3) 语音反馈：如前所述，语音交互功能在车辆系统中至关重要。通过语音对话方式反馈用户操作，用户可低成本获取反馈渠道，借助智能对话机制全面描述问题。 beard 还专门撰写了一篇文章与大家分享 HMI 语音交互相关内容。
四、HMI 的落地应用
在了解了HMI的基本概念、设计与交互后，您一定好奇HMI是如何实现的。在整个项目链中，HMI位于何处？让我为您揭晓！
1）车辆开发流程
在为您介绍HMI的开发流程前，我将简要介绍车辆的开发流程，以便我们明确HMI在车辆开发流程中的具体环节。
整个过程可分为五个环节：
(1) 产品战略：通过市场调研和用户需求分析，汽车制造商找出市场中的空白领域，制定相应的市场战略，并确定整个产品的战略目标。
(2) 概念设计：概念设计分为两个阶段。在初步市场调研和用户需求分析后，将数据汇总并转化为产品设计目标，以获得初步概念；经过产品功能设计与开发团队的充分沟通，正式确认项目目标，随后可开展后续具体设计流程。
(3) 设计与开发：对产品设计进行精炼与优化，其中HMI设计是重要组成部分。
(4) 工程车辆：包括系统及零部件的进一步优化，以及样车生产。
(5) 生产与制造：确认样车后，确定批量试生产，进行生产试运行，经综合验证后，车辆可启动批量生产 ~
2）HMI开发流程
HMI开发只是整体开发视角中的一小部分，但随着制造商越来越重视用户体验，HMI设计师未来将参与更多环节。HMI设计师还细分为多个岗位：用户研究、交互设计、视觉设计、动态设计、声音设计、3D设计等。设计师还需与市场、规划、技术、品牌等部门的同事进行协作。
那么，HMI的具体开发流程是怎样的？
(1) 需求评审：通过市场调研和用户调研探索具体需求，需求可分为三类：企业战略、市场、技术发展。汇总需求后，进行需求分析，评估高价值需求，如：应用场景、具体功能、用户需求、核心内容等。
需求评审的核心三个要素：价值、功能和落地。
价值：需求启动的起点是什么？它能带来什么价值？量化价值；
功能性：产品需要支持哪些功能才能实现价值？例如：美观、易用、创新、高科技、高质量等；
落地：分析每个功能点的落地方式及落地成本。
总之，需求评审是大型项目的基石，为项目进行全面细致的规划，确保项目顺利完成。
(2) 创意设计：设计阶段分为早期和后期两个阶段。在早期设计阶段，需充分了解产品设计需求，结合市场调研和用户需求内容，将核心需求提炼为设计目标。在早期设计阶段，输出设计方案前需与产品对接，开发学生，直至建立正式项目目标。后期进入设计阶段，开始设计具体流程及其他细节。
(3) 落地评估：设计阶段完成后，需进入验证程序，通过台架模拟测试，或提供特定评估车辆及训练车辆，并进行进一步分析与质量保证路试，以开展体验验证。完成验证程序后，进入传统系统开发环节，包括硬件开发、软件开发及车辆测试 ~
(4) 开发与测试：完成前一阶段程序后，设计最终阶段为跟进开发与验证环节。确认样车后，确定批量生产与试生产。经综合验证后，车辆可投入批量生产。