車載HMI設(shè)計(jì)近年來(lái)成為一個(gè)熱門領(lǐng)域。許多朋友對(duì)HMI設(shè)計(jì)感興趣，卻苦于不知如何入手，不了解HMI設(shè)計(jì)的基本原則和規(guī)范。有人誤以為HMI設(shè)計(jì)僅是設(shè)計(jì)類似iPad的界面，認(rèn)為可以直接應(yīng)用移動(dòng)端或Web端的規(guī)范，這是不正確的。HMI設(shè)計(jì)擁有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)規(guī)范。本文旨在介紹HMI端的設(shè)計(jì)系統(tǒng)和原則。當(dāng)然，這些規(guī)范主要用于參考，特殊情況下可以適當(dāng)打破這些規(guī)則。
在當(dāng)前的駕駛環(huán)境中，自動(dòng)駕駛尚不能完全取代人工駕駛，駕駛者在行車過(guò)程中仍需保持對(duì)路況的高度注意，因此確保駕駛安全是設(shè)計(jì)的首要前提。本文將主要介紹視覺(jué)部分的設(shè)計(jì)考量，關(guān)于車載交互的詳細(xì)討論將在后續(xù)文章中更新。
在以駕駛安全為前提的設(shè)計(jì)中，需要確保內(nèi)容的易讀性，目標(biāo)的易用性，以及界面元素的一致性，從而滿足用戶在全場(chǎng)景下的體驗(yàn)需求。
一致性
：設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了一套統(tǒng)一的視覺(jué)和功能組件，確保不同的產(chǎn)品、頁(yè)面和功能在視覺(jué)表現(xiàn)和用戶體驗(yàn)上具有高度一致性。這不僅減少了用戶的學(xué)習(xí)成本，也加強(qiáng)了品牌的整體形象和專業(yè)性。
提高效率
：設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的可重用組件和明確的設(shè)計(jì)指南可以大大減少設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的工作量。設(shè)計(jì)師和開(kāi)發(fā)者可以快速采用預(yù)定義的元素來(lái)構(gòu)建新功能或改進(jìn)現(xiàn)有功能，無(wú)需從零開(kāi)始。這有助于縮短項(xiàng)目時(shí)間線，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速迭代。
易于維護(hù)
：當(dāng)所有設(shè)計(jì)元素和代碼都遵循一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)時(shí)，維護(hù)和更新變得更加簡(jiǎn)單和高效。例如，如果需要更新品牌顏色或修改按鈕樣式，只需在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行更改，相關(guān)變更即可自動(dòng)應(yīng)用到所有使用這些元素的地方。
提高跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作
：設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為一個(gè)共享的資源庫(kù)，可以幫助不同的團(tuán)隊(duì)成員（如設(shè)計(jì)師、開(kāi)發(fā)者、產(chǎn)品經(jīng)理等）更好地協(xié)同工作。一個(gè)擁有詳細(xì)文檔和標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)確保每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都能理解和正確使用組件，減少溝通成本和誤解。
適應(yīng)性和可擴(kuò)展性
：良好的設(shè)計(jì)系統(tǒng)具備高度的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，能夠隨著公司和產(chǎn)品的發(fā)展而成長(zhǎng)。隨著新需求的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以持續(xù)更新和擴(kuò)展，新的設(shè)計(jì)元素和組件可以被添加進(jìn)來(lái)，而不會(huì)破壞現(xiàn)有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
提升用戶體驗(yàn)
：統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面組件不僅可以加速開(kāi)發(fā)流程，還可以直接提升最終用戶的體驗(yàn)。一致的界面和預(yù)測(cè)性的交互可以幫助用戶更快地適應(yīng)軟件，提高用戶滿意度。
談到設(shè)計(jì)系統(tǒng)，我們不得不提原子設(shè)計(jì)。原子設(shè)計(jì)是由Brad Frost于2013年提出的一種設(shè)計(jì)系統(tǒng)方法論，它將界面設(shè)計(jì)分解為更小的組件，目的是提高工作效率和保持設(shè)計(jì)一致性。原子設(shè)計(jì)包括五個(gè)層次：原子、分子、組織、模板和頁(yè)面。
原子
：設(shè)計(jì)中最小的可復(fù)用單元，包括顏色、字體、圖標(biāo)等基礎(chǔ)元素。
分子
：由原子組合形成的更復(fù)雜元素，例如按鈕、輸入框等具有特定功能的組件。
組織
：由分子和原子構(gòu)成的模塊，承載更復(fù)雜的功能和信息結(jié)構(gòu)。
模板
：將原子和分子組合成的布局框架，定義頁(yè)面結(jié)構(gòu)和內(nèi)容區(qū)域的排版。
頁(yè)面
：結(jié)合模板和具體內(nèi)容，形成最終的界面設(shè)計(jì)。
接下來(lái)步入正題，本文將詳細(xì)講述HMI的視覺(jué)樣式指南，內(nèi)容包括顏色、布局、排版和圖標(biāo)。
由于駕駛環(huán)境復(fù)雜多變，如地下車庫(kù)、隧道、陰雨天、陽(yáng)光刺眼的晴天、白天及夜晚，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮不同光照條件下的可讀性。文本與背景色的對(duì)比度應(yīng)滿足特定標(biāo)準(zhǔn)，建議對(duì)比度大于7:1，至少應(yīng)為4.5:1。這些數(shù)字區(qū)間的依據(jù)是什么呢？參考WCAG（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容無(wú)障礙指南），這些標(biāo)準(zhǔn)旨在為視障人士提供更好的體驗(yàn)，同時(shí)也便于普通人使用。汽車作為面向大眾的產(chǎn)品，應(yīng)考慮視障用戶的需求。在不佳的使用場(chǎng)景下（如強(qiáng)烈陽(yáng)光或昏暗環(huán)境中），我們也可能經(jīng)歷暫時(shí)性的視覺(jué)障礙，難以清晰感知內(nèi)容。
根據(jù)WCAG，對(duì)比度應(yīng)符合AA級(jí)與AAA級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。AA級(jí)要求小文本與背景的對(duì)比度至少為4.5:1，大文本與背景的對(duì)比度至少為3:1。AAA級(jí)則要求小文本與背景的對(duì)比度至少為7:1，大文本與背景的對(duì)比度至少為4.5:1。
根據(jù)WCAG，小文本指的是字號(hào)在19px以下的粗體文本，或者字號(hào)在24px以下的常規(guī)體文本。大文本則是指字號(hào)至少為19px且為粗體的文本，或者字號(hào)為24px以上的常規(guī)體文本。在HMI設(shè)計(jì)中，最小文本字號(hào)定為20px，字重為常規(guī)。因此，文本與背景的對(duì)比度不應(yīng)低于4.5:1。同時(shí)，對(duì)比度也不宜過(guò)高，因?yàn)檫^(guò)高的對(duì)比度可能導(dǎo)致閱讀疲勞，降低閱讀效率。在深色背景下，文本與圖形的對(duì)比度建議不要超過(guò)18:1。您可以通過(guò)以下鏈接訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)站，以計(jì)算文本與背景的對(duì)比度：https://www.siegemedia.com/contrast-ratio#%23272e3b-on-%231868de
HMI設(shè)計(jì)主流趨勢(shì)是采用深色背景，這在夜間或光線較暗的環(huán)境中可以減少屏幕亮度對(duì)視野的沖擊，并有效減少陽(yáng)光及其他光源的反射。在深色背景上，鮮艷的色彩（如紅色、藍(lán)色等）更加突出，便于駕駛員快速識(shí)別重要信息。在使用深色背景時(shí)，應(yīng)避免大面積使用純白色，以免過(guò)度吸引用戶注意力。
然而，隨著屏幕硬件技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的車機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始采用淺色背景。這樣做不僅能在保持高對(duì)比度的同時(shí)有效控制反射和眩光，還確保了淺色背景在各種光線條件下的良好可讀性。由于手機(jī)和平板設(shè)備普遍采用淺色背景，用戶已習(xí)慣此類界面，這一習(xí)慣也推動(dòng)了車機(jī)頁(yè)面設(shè)計(jì)向淺色背景的轉(zhuǎn)變。
在界面設(shè)計(jì)中，中性色主要用于文字、背景、邊框和分割線，通過(guò)中性色的明度差異來(lái)營(yíng)造空間的縱深感。在視覺(jué)感知中，明度較高的顏色在Z軸上的位置看起來(lái)更高，這有助于區(qū)分不同層次。在深色背景下，應(yīng)通過(guò)調(diào)整白色的透明度而非使用灰色來(lái)進(jìn)行對(duì)比和層次區(qū)分。功能色代表特定的信息狀態(tài)，需符合用戶對(duì)色彩的基本認(rèn)知，例如：成功用綠色表示、失敗用紅色表示、提醒用黃色表示、鏈接用藍(lán)色表示。同時(shí)，還需要設(shè)定合理的對(duì)比度和飽和度，以確保在駕駛環(huán)境下能有效識(shí)別這些顏色。
車機(jī)配色應(yīng)避免大量使用鮮艷的色彩，以免過(guò)度吸引用戶的注意力。根據(jù)Munsell Color原理，顏色的飽和度和明度兩個(gè)數(shù)值越大，顏色越鮮艷。在車機(jī)配色中，我們需要遵循以下兩個(gè)規(guī)則：
1.越接近右上角的顏色越鮮艷，應(yīng)避免使用這類顏色；
2.選色時(shí)應(yīng)關(guān)注飽和度和明度，這兩個(gè)數(shù)值之和應(yīng)盡量小于180（S飽和度 + B明度 ≤ 180）。同時(shí)，品牌色的合理應(yīng)用能有效傳達(dá)品牌調(diào)性，但不建議大量使用紅色系作為品牌的功能色。
車機(jī)的屏幕尺寸與分辨率種類繁多，且車機(jī)涵蓋多種屏幕類型，如儀表屏、中控屏、副駕娛樂(lè)屏、后排娛樂(lè)屏等。接下來(lái)介紹幾款熱門車型的屏幕參數(shù)。
副駕娛樂(lè)屏：14.96英寸、2400x1200
副駕娛樂(lè)屏：15.7英寸、2880x1620
通過(guò)對(duì)主要汽車廠商車型的屏幕分辨率進(jìn)行收集與分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市面上主流的屏幕分辨率比例主要為16:9和8:3，這兩種比例合計(jì)覆蓋了72.39%的車型。因此，建議將這兩種比例作為屏幕適配的基準(zhǔn)。
布局區(qū)域大于或等于1600dp時(shí)，建議使用12柵格系統(tǒng)。布局區(qū)域在720dp到1600dp之間時(shí)，建議使用8柵格。而當(dāng)布局區(qū)域小于720dp時(shí)，則建議使用4柵格。
間距可以賦予頁(yè)面信息更有節(jié)奏的感覺(jué)，從而提升內(nèi)容的可讀性和閱讀效率。通過(guò)采用不同的間距，可以有效區(qū)分頁(yè)面的組織和內(nèi)容。
在設(shè)計(jì)師層面：制定間距規(guī)范可以有效減少?zèng)Q策和思考的時(shí)間，提高工作效率。
在開(kāi)發(fā)層面：開(kāi)發(fā)者不一定能夠準(zhǔn)確辨識(shí)1dp的差異，但能夠明顯區(qū)分出8dp的差距。基礎(chǔ)間距以8dp及其倍數(shù)為增量（例如8dp、16dp、24dp、32dp、48dp等），這樣開(kāi)發(fā)者無(wú)需每次都精確測(cè)量，同時(shí)也能減少誤差，提高設(shè)計(jì)稿的還原度。
在用戶層面：具有一致節(jié)奏和韻律的頁(yè)面更加美觀。依據(jù)親密性原則合理調(diào)整間距，可以使用戶更加輕松地感知和區(qū)分信息，從而提升用戶體驗(yàn)。
谷歌Android Auto的布局間距采用8dp作為主要增量，而一些較小的組件則采用4dp作為增量。間距規(guī)范共設(shè)定了九種數(shù)值，分別為P0至P8。
小tips：為了更好地對(duì)齊并留出足夠的間距，較小的組件可以使用4dp和12dp的間距，但需謹(jǐn)慎使用。對(duì)于信息較少的頁(yè)面（如缺省頁(yè)、登錄頁(yè)等），使用96dp的間距可能無(wú)法很好地滿足留白需求，此時(shí)可以考慮使用120dp、160dp或200dp等其他間距數(shù)值。細(xì)心的朋友可能會(huì)注意到，在以8dp為基準(zhǔn)單位定義間距時(shí)，40dp和56dp這兩個(gè)數(shù)值并未包括在內(nèi)，盡管它們都是8的倍數(shù)。例如，16dp是8dp的2倍，間距變化較為明顯。然而，將56dp與64dp進(jìn)行比較時(shí)，64dp僅比56dp大1.4倍，兩者間的差異相對(duì)較小。設(shè)計(jì)師在定義間距規(guī)范時(shí)需要遵循倍數(shù)規(guī)則，同時(shí)也應(yīng)考慮頁(yè)面的美觀和用戶體驗(yàn)，避免過(guò)于呆板地遵守規(guī)則。
定義間距沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，主要取決于最小單位，如4dp、5dp、6dp、8dp等，具體選擇哪個(gè)取決于產(chǎn)品的定位和內(nèi)容的形式。重要的是，所有間距需要基于最小單位并以倍數(shù)的形式規(guī)律排列，以保證元素間有良好的節(jié)奏感。
文字是界面設(shè)計(jì)中非常重要的信息元素，其字體選擇、字階、字重、顏色及行高都是影響視覺(jué)可讀性和閱讀效率的關(guān)鍵因素。對(duì)于字體的選擇，建議在中文排版中使用思源黑體，而英文則使用Roboto。在中英文混排的情況下，應(yīng)統(tǒng)一使用系統(tǒng)中文字體；在純英文排版時(shí)，則統(tǒng)一使用系統(tǒng)的英文專用字體。
字階在界面設(shè)計(jì)中用于區(qū)分內(nèi)容的主次關(guān)系，合理的字階應(yīng)用決定了內(nèi)容的節(jié)奏和秩序。為了構(gòu)建穩(wěn)定且具有良好可讀性的字階設(shè)計(jì)，根據(jù)IDX & 同濟(jì)（2020）百度Apollo中控視覺(jué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、谷歌Android Auto和華為車機(jī)UI設(shè)計(jì)規(guī)范的研究成果，我們可以發(fā)現(xiàn)字號(hào)通常以4的倍數(shù)遞增，且最小字號(hào)不應(yīng)小于20（標(biāo)簽類輔助文案應(yīng)謹(jǐn)慎使用），正文字號(hào)最小為24。文本的主副層級(jí)應(yīng)通過(guò)4至8的字號(hào)差距來(lái)區(qū)分。對(duì)于需要用戶閱讀和處理的重要信息，每個(gè)段落的文字?jǐn)?shù)量不應(yīng)超過(guò)20字，以確保用戶可以在2秒內(nèi)閱讀完畢（700字/1分鐘)
對(duì)于需要用戶關(guān)注的文本信息，可以通過(guò)調(diào)整字重來(lái)突出內(nèi)容。建議使用Regular或Medium字重，這樣的字重使文本看起來(lái)更清晰和舒適。相比之下，更粗的字體不易辨認(rèn)，可能會(huì)影響閱讀速度，導(dǎo)致駕駛員分心，同時(shí)也可能引起視覺(jué)疲勞。
行高是指上邊框、下邊框加上字號(hào)高度的總和，可以想象成一個(gè)包裹在字體外面的透明盒子。行高主要針對(duì)多行文本；對(duì)于單行文本，使用默認(rèn)的Auto行高即可。在設(shè)計(jì)頁(yè)面時(shí)，由于文字會(huì)有不同的字號(hào)構(gòu)成，便于閱讀的考慮通常會(huì)設(shè)定適當(dāng)?shù)男懈?。不同的行高?duì)文字的易讀性影響較大。
文本的行高一般設(shè)置為字號(hào)的120%-150%，然而由于字階規(guī)范中包含多個(gè)字號(hào)，不易確定具體每個(gè)字號(hào)應(yīng)使用120%還是150%的行高。行高的具體比例與字號(hào)密切相關(guān)：字號(hào)越小，建議的行高比例越大；反之，字號(hào)越大，折行的概率通常越小。
根據(jù)Ant Design的經(jīng)驗(yàn)，行高可以設(shè)置為字號(hào)加8。雖然這種動(dòng)態(tài)變化的字號(hào)與固定加8的方法看起來(lái)可能顯得死板，實(shí)際上它非常有效。例如，20px的字號(hào)加8等于28px行高，這是字號(hào)的1.4倍；56px字號(hào)加8則為64px行高，約是字號(hào)的1.14倍，符合‘字號(hào)越小，行高越大’的原則。這樣的規(guī)范使得設(shè)計(jì)師和開(kāi)發(fā)者可以更方便地調(diào)整行高。
為保證普通文本在黑白背景下的清晰可讀，根據(jù)WCAG的AA級(jí)與AAA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，文本與背景的對(duì)比度應(yīng)設(shè)定在4.5:1至7:1之間。
在深色背景上，建議通過(guò)調(diào)整純白色文本的透明度來(lái)創(chuàng)建一致且強(qiáng)烈的視覺(jué)層次結(jié)構(gòu)，而不是使用純灰色。根據(jù)IDX & 同濟(jì) (2020) 百度Apollo中控視覺(jué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、谷歌Android Auto和華為車機(jī)UI設(shè)計(jì)規(guī)范，建議設(shè)置一級(jí)文本的透明度為100%-90%，二級(jí)文本的透明度為70%-60%，三級(jí)文本的透明度為40%-30%。
