锐思华创自研模拟真实环境下AR HUD的成像测试系统，让HMI设计更直观高效

汽车人机交互界面在汽车诞生之时其实就已经存在，随着汽车的发展，从最初的单一输入输出到目前数字化、多模态的人机交互座舱演进。用户喜欢更酷、更时尚的设计风格，也确实会很在乎HMI设计是否匹配其车型。好的HMI设计不是绝对购买车辆的指标，但是绝对是必备指标。同时随着现在车企非常注重自己的品牌性格，每种车型在未投入市场前都已经有了较为清晰地用户画像，例如：风格定义，配合内饰，车型需要匹配用户群体定位，这也都为HMI的设计带来了很多前置的参考。

HMI是Human Machine Interface 的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。那HMI的整体开发流程又是怎样呢？

前期包含用户调研评估以及前期HMI概念和策略，之后进行HMI整体设计，整体设计主要包含以下细分模块：产品功能配置、市场竞品对标、人因分析、硬件约束、软件约束、功能需求定义、交互设计、视觉设计。此外工程实现阶段主要包含：零件demo样机台架、系统开发、硬件开发、软件开发、整车测试与评价、上市运营阶段。

从HMI设计方面来说，很多人会拿互联网那一套设计思路来进行HMI设计，这是完全不可取的行为，做出来的产品不仅没有汽车属性特征，还缺乏良好的用户体验，因此需要区别于互联网产品的设计，来适应车载的使用场景。同时在实际项目设计过程中，应从用户体验角度出发，重点关注体验、舒适、效率、安全等关键词。基于此HMI设计应遵守以下几种主要的交互设计原则，分别为：

从实现侧方面来说，汽车行业的变革已经来临，智能化汽车的到来，HMI设计需要从整个系统的硬件维度、软件维度、HMI设计维度、平台维度去综合考虑并设计出最优的整体方案，一个数字化产品方案如何把设计通过软件开发实现出来，达到预期效果，将人机交互设计方案与整车设计策略贯穿并最终服务于消费者，打造属于自己的服务生态，汽车HMI实现侧重要性不言而喻。

在这个数字化的智能时代，我们时刻都需要接收来自生活和工作的相关信息。HUD抬头显又叫平视显示系统。它的作用，就是把时速、导航等重要的行车信息投射到驾驶员正前方，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到各种想要获取的驾驶信息，让用户更安全的沉浸在驾驶场景。因驾驶场景多变，可想象与发挥的空间非常大。HUD发展历程主要分为三个阶段，已经经历了前面两个阶段L1/L2，随着光学、AR、图像识别等技术不断突破，逐步向第三个阶段发展——ARHUD。

随着智能驾驶的发展，在L1/L2阶段，HUD输出的信息更多在前挡风玻璃上进行展示，输出的信息内容比较少，主要是车速、限速、简单式的导航、车道偏离、后方来车、报警提示相关信息，界面风格设计更加偏向简洁明了，为了最大程度有利于信息传达，这个时候的HUD更多的则是C-HUD以及W-HUD。发展到L3阶段， HUD则向ARHUD方向迈进，ARHUD输出的信息不仅仅在前挡风玻璃上进行展示，更多则是要与车外环境进行合成，如：道路、前方行人、车辆、周围的建筑物等，进行路面信息的实时渲染，并投射贴合道路的信息的AR影像在挡风玻璃上，向驾驶员进行友好提醒，从而有效防止事故发生。目前随着光学、AR技术不断突破， ARHUD用户界面设计越来越被主机厂及消费者高度重视。

可视安全性

颜色：每个像素点的颜色传达都必须有严格的目的性和规范性，如绿色：安全的，正常状态、黄色或琥珀色：需要引起注意的，可能导致危险、红色：危险的，具有紧急性；

图标：与颜色规范性类似，需要使用通用标志；

文本：尽量简洁，易读，保证信息传达清晰（不清晰容易造成驾驶分心），避免在信息消化上花费太多时间造成危险，也会选择更容易阅读的字体；

数据：直观易懂，降低用户里程焦虑，可比较性，可以帮助用户在驾驶任务上进行全局考量，也可以驱使驾驶员逐渐纠正驾驶行为。

品牌感知

建立属于自己的品牌DNA，差异化设计，避免同质化。

信息场景化

为用户进行信息层级梳理，并在适当的场景下提供最佳层级关系。

及时性

警告和提示：在车辆监控和行车活动中有特殊情况或安全隐患时，及时告知驾驶员，如果警告和提示不够及时，会带来严重的安全事故

一致性

一致性能通过提高产出和减少错误，改善用户的学习成本和提高生产效率，界面流程一致，基本设计元素一致

交互自然化

如：手势操作必须理解人的自然运动规律，而不强迫驾驶员在局限的时间里适应和学习，通过人机工程学理论来设计操作，如：根据手肘运动的最佳轨迹设计弧形菜单（王者荣耀手游）

但需要注意的点是不要过量，驾驶员的注意力极为有限，每一次的提示都是一次打扰，注意频次；其次要考虑整体性，在多屏幕协作的状态下，注意连续性和无缝性，在一个系统上处理过的通知，最好不需要发送到另一个屏上，可以对信息进行补充；同时驾驶员的操作需要给予及时的反馈，让驾驶员及时得到命令确认，可以减少驾驶员分心

HUD字体和图标规范大多都是浅色以及高亮度的颜色为主。但是雪地模式下HUD屏幕显示就会有问题，所以雪地模式HUD屏幕显示的颜色规范需要重新设定。市面上大多数以蓝色为主，至于为什么是蓝色，红色表示警示、绿色和黄色跟白色的对比度并不高，解决不了雪天场景下的问题。

基于以上问题Raythink通过一系列的color test，设定各种真实路况测试场景，如：中午向光、中午背光、傍晚、夜间等，也包括静态测试和动态场景测试。

测试画面为0.5px—8px的线条经过HUD投射，驾驶员人眼看到的最小及最舒适的像素大小，为了保证测试的严谨性，又分了三种线条排序方式等测试方案。后续包括图标的大小及各种FOV和VID数据我们都有相应测试动作。

另外我们Raythink HMI团队基于光线追踪的实时渲染技术，还开发了一款能够模拟在真实环境下ARHUD的成像测试系统，能够让我们更加直观高效的进行HUD图像分析，无需借助真实汽车或台架去测试验证，直接使用一台计算机即可模拟AR HUD成像效果，也更加方便我们向相关领导及客户进行设计效果演示。

综上所述，车内多屏如仪表屏、中控屏、HUD界面等都显示很多信息，并且存在交集，HMI设计好看并不难，好用才难。

锐思华创技术有限公司成立于2019年，是智慧交通、辅助驾驶与 AR 显示的整体解决方案提供商，致力于打造以创新光源为导向，搭载AI视觉引擎的大视场小体积的ARHUD，核心技术包括了光学、PGU、AR Generator® SDK、算法和硬件等方面。

目前已成功开发产业内少有的大视场角AR HUD 产品，同时拥有丰富的产品线，可满足客户对AR HUD不同级别的产品需求。且具备车规级量产制造能力，目前已通过IATF16949认证，并取得多个定点合作项目。