在车载信息娱乐系统人机交互设计中，对设计流程、方法和原则进行深入的思考和实践，做到既保证驾驶的安全性，同时又能带来良好的用户体验，是车载领域交互设计的关键问题。

面对汽车各项新技术革新、用户需求增加、各类工况和情境所带来的更加庞大的信息体系下，车载信息娱乐系统已经发展成为一个复杂的多元化信息交互系统，而不局限于传统的娱乐舒适类功能范畴。驾驶者除了要完成与行车相关的主要任务外，还要执行大量和驾驶无关或不直接相关的次要任务，这些任务都将占用驾驶员有限的认知和执行资源，分散驾驶员的注意力，严重影响交通安全。

面对系统复杂程度的增加，设计人员需要权衡人车交互中安全和便捷的冲突，克服繁复的信号处理带来的复杂控制逻辑，问题的关键不是简单地减少复杂，而是通过精心的设计来管理复杂，为用户提供简单易用的产品。一些优秀的车载信息娱乐系统始终高度关注“人机交互”设计，通过卓越的设计，给用户带来流畅、自然的使用体验，典型的代表包括奥迪的MMI、奔驰的Command、宝马的iDrive。

车载人机交互设计流程

复杂系统的人机交互设计是由一系列基本开发活动所构成的完整过程。交互设计过程含有三个关键特征，分别是以用户为中心、稳定的可用性标准和迭代。这就需要遵照规范、完整的设计流程进行开发，从而保证整个过程的质量和效率。交互设计的基本过程及分解的工作内容如下：

（1）需求分析 对法规要求、用户需求以及任务进行分析；

（2）框架设计 从需求出发，采用总览的方式，完成整个设计的综合框架结构；

（3）交互设计 完成包含所有用例的交互流程设计，设计结果以线框图、多屏任务流程图等形式来表示；

（4）可视化设计 将以上所有设计文件转化为视觉输出，需要完成界面的高保真原型设计、动画效果设计、图形元素的切割整理及视觉规范的制定等。

本文将着重讨论需求分析、框架设计和交互设计阶段。

图1  布局示例

需求及任务分析

1．需求分析

用户建模是需求分析的第一步，是通过车的类型、车辆用途、车型市场定位以及目标用户群，建立最初的人物角色清单，并针对每个角色特征性的需要、兴趣、期望和行为进行详细的描述；然后再对清单进行整理、归类，简化和泛化，确定焦点人物角色，建立用户模型。

传统娱乐系统功能的交互设计仅仅局限在娱乐功能范畴，现阶段信息娱乐系统的交互设计融合了多个功能模块，涉及到与许多电子控制单元的通信及控制。除了来源于用户的需求外，还要考虑车辆本身的安全约束，比如法律规定、必要的报警提示。因此，需求分析的第二步是对来源车辆本身的交互需求确定。

为了更好地分析来源于“车”本身的交互需求，我们建立了一个对车辆信息交互部分进行需求识别的流程：从整车配置表及功能列表出发，梳理出哪些模块需要与系统进行交互，然后通过与各模块工程师的沟通，确定详细的输入/输出要求、通信方式、控制逻辑及功能规范，最终形成对应于各功能模块的“交互需求定义表”（表1是以空调系统为例填写的“交互需求定义表”）。

2．任务分析

任务分析是对目标系统包含的所有任务的分析，是记录人们如何完成任务的一种方式，即用户完成目标的步骤和过程。这个阶段是以全局的角度来查看用户的活动，探讨目标系统需求的结果。任务分析采用的工具最常见的是任务列表，另外有任务流程和任务场景等。

图2  蓝牙电话匹配功能的多屏任务流程

框架设计

在确定了系统的设计需求以后，不应该立即投入精细的交互过程的设计，而应该先站在一个高层次上关注用户界面和相关行为的整体结构，把重点放在包含产品全部行为的综合框架上，这一过程就是“框架设计”。在框架设计过程中，要完成以下内容的设计：

1．系统的输入、输出模块的物理特性、布局及功能定义

输入模块是指用户用于操控系统的模块，包括物理按键、物理旋钮、操纵杆、触摸板和语音输入等。其物理特性分为实体按键的操作类型、触摸手势是否支持多点控制及操纵杆支持哪些方向的操作等。对于物理特性不同的模块而言，操作方式及控制状态不同，也需要进一步的定义。例如对一个硬按键来说，其操作方式包含按键按下、松开和长按，每一种操作状态，都应该有对应的反馈及触发的结果定义。

输出模块是指系统向用户反馈操控结果、运行状态及进行提示报警的模块，一般包括显示屏、指示灯、仪表盘和扬声器等。不同类型的输出模块也具有不同的物理特性，例如显示屏的物理特性包括尺寸、分辨率和颜色深度等。

布局定义是指输入输出模块在整车内的布置位置和具体的数量，直接影响到整车的造型设计、人机工程及结构布置的可行性分析等工作，这一工作应当在整车开发周期的初期明确。图1可以清晰地说明一个车型信息娱乐系统主要输入输出模块的布局情况。

功能定义是指输入、输出模块所承担或执行的功能描述。

2．UI界面信息架构定义

信息架构代表的是内容的层次结构，要从总览的角度来看每个功能所涉及的界面目录及层级。这个环节的目的是梳理出整个UI界面的架构以及所涵盖的界面清单，从而掌控产品全貌，为下一步交互设计确定清晰的逻辑层级结构。一般来说，系统的菜单层级不应超过4级，超过4级以后，部分功能由于嵌套较深，可用性能会下降。

3．关键线路的低保真原型设计

所谓“关键线路的低保真原型设计”是以任务为中心，描述用户使用交互框架语言如何同产品进行交互的过程。这个过程是框架设计的关键环节，也是定调整个设计方向的环节。

低保真原型应当涵盖用户最频繁使用界面的主要路径，在细节上严谨地描述每个主要交互的精确行为，并允许用户通过原型进行交互体验，提供每个主要线路的走查。所采取的原型形式，也要能够方便设计者进行检查和评估，便于团队对关键线路进行反复的推敲和优化。

图3  组合仪表主要界面状态

4．系统交互的通用规则说明

这一部分是对框架设计前三个步骤的归纳和总结，也是框架设计最终交付输出的环节，为“交互设计”的规范性，后续设计的一致性做准备。所谓的系统交互的通用规则包括：

（1）界面的整体布局定义，如界面所包含的导航栏、状态栏和信息栏等不同视窗区域的布局信息；

（2）界面区域的信息内容，即不同视窗区域所包含的内容；

（3）主要交互方式及逻辑描述，即对关键线路交互过程的详细描述；

（4）界面的跳转和切换，包括由首页到某一应用模块，由某一应用模块到首页，以及一个应用到另一个应用等之间的转场效果定义；

（5）所使用的控件类型及可视化的状态，如文本输入框、选择框和进度条等所使用的控件类型描述以及视觉表现形式；

（6）通知、反馈及应用的通用规则，包含优先级的定义、通知反馈形式的定义等。

交互设计

这里的交互设计指的是基于需求任务分析和框架设计而进行的用户与系统如何交互的详细设计，是可视化设计的前提步骤。交互设计阶段要进行所有界面的操作路径和流程设计、交互行为描述以及设计细则定义。

通常以线框图为载体来进行任务流程图的设计。任务流程图的设计是在上一阶段基于目标实现的任务分析基础上，确定任务流的运动方向、路径，用来描述用户的交互行为，也就是详细的操作流程。线框图需要承载内容的立体框架，内容上包括布局、层次、结构、位置、顺序、部件及信息等。图2所示为蓝牙电话匹配功能的多屏任务流程。

如上所述，车载环境的人机交互设计，面临的挑战是如何让使用者尽快的熟悉车内各个操纵件的使用方法，清晰地辨识不同严重度的提醒信息，掌控行车时可能出现的各种情况，在确保安全的前提下进行期望的操作，避免不必要驾驶分心。而引起驾驶员注意力分散的源可以分为可避免的和不可避免的两类，因此需要根据信息的重要度有层次有时序地与用户进行交互，避免次要信息分散驾驶者有限的注意力。

此外，还要合理调度必然事件和突发事件的时序，通过一定的策略提高用户的安全感，降低用户随意操作导致的潜在风险，减少用户的等待时间，这些是车载领域交互设计需要关注的要点。

1．优先级定义

在交互设计开始，就需要对车载信息娱乐系统所包含的信息和任务（包含系统本身功能及与其他部件通信的信息）进行优先级的分类。

首先，满足法规的要求。

其次，将车辆所涉及的信息和任务定义成3个重要度级别的信息（见表2）。

再次，考虑异常或突发事件的发生对正常使用过程造成的影响，即中断事件的处理，如行驶过程中的安全带未系提醒、燃油量低报警等。由于中断的发生在实际工况下是无法避免的，因此系统应当设计成带有记忆功能、可以用一种快速的方法记住当前的状态，使得中断发生以后，能够迅速地返回用户之前的工作状态；包括在失电的情况下，系统要被设计成很容易恢复到中断发生前的精确位置和状态。

通过对任务的优先级定义和对中断事件的逻辑处理分析，从而对整个任务流程进行迁移建模，形成了交互状态。图3是一款组合仪表显示屏主要界面的状态图，图中应用了基于优先级定义的中断处理逻辑，例如当有报警的事件发生时，界面将主动跳转至报警信息界面；而当警报显示过程结束，则返回所记忆的跳转前界面。

2．响应时间问题

（1）“掩盖”系统的响应时间

随着产品功能丰富程度的提高，带来的必然问题是系统运行负荷的增加和响应时间的增长，产生的结果是用户的等待时间变长。纵然通过提高产品的硬件特性可以解决这类问题，但硬件的优化又会给项目的成本和周期带来影响。因此，可以在交互设计中考虑采用更好的策略来“掩盖”系统的响应时间，让用户不至于等得不耐烦。

（a）提供一个合理的开机时序解决开机等待问题；

（b）以合适的反馈让用户了解操作进行的进度和状态；

（c）向用户逐渐呈现处理的结果。

该策略一般被用在浏览显示的使用情境下。如大图片的显示、导航地图的显示，当数据没有完全加载完成时，可以先展现一个比较模糊的且只有一个大致轮廓的图像，然后再逐渐刷新，将真实的信息显示完整。例如，我们在浏览地图界面时，所看到的地图信息是分层加载的结果。

（2）加快系统的响应时间

在当前的多线程化，多任务系统及多核多芯片系统中，程序后台可以执行额外的工作，而不影响用户当前的任务。因而，还可以思考如何让系统做一些前瞻性的工作来加快系统的响应时间。

结论

车载信息娱乐系统的“人机交互”是一个复杂的过程，有别于其他产品，使用者需要通过有限感官和动作资源来进行多维度的交互。本文通过对实际参与项目的经验总结，阐述实践过程中切实有效的设计流程、思路、设计原则和工具方法。

随着科技的不断演进，自然交互、增强现实等新型交互方式已经渐渐融入车内；而汽车本身技术的蓬勃发展，也给人车交互的安全性带来新的挑战。然而，正如“特斯勒的复杂守恒定律”描述的，系统复杂性的总量是一个恒量“当你使人的互动行为更简单，那么隐藏在幕后的复杂性就增加了”。这是一个平衡关系，当一个系统使用户用起来更容易，意味着设计难度增加了。汽车人机交互领域的研究方兴未艾，对于设计师和工程师而言，提供简单、放心且友好的交互体验过程，让汽车成为人们日常生活中值得信赖的伙伴，是一个值得持续思考和研究的课题。