HUD交互设计规范

文章来源公众号智能饭作者 Shawn Liu

做了HUD那么久，越来越感觉到，HUD是一个极其复杂的系统工程。是由产品设计、HMI设计、人因研究、光学设计、软件仿真、硬件控制以及整车数据等多个系统互相配合、融合而成，而且需要各模块/供应商一致合作，共同打造完美的视觉盛宴。

而这其中如果任何一个环节设计出现偏差或者不足，最终都会对HUD的体验产生很严重的影响，通过对市面上的量产车型体验下来，个人总结目前HUD上存在的一些主要问题有如下几类这些，有些在前期文章中有过解析，今天我们重点讲一下HMI软件设计部分。

HUD HMI设计

HMI设计是HUD中一个非常重要的工作，它是驾驶员和HUD中间的一个桥梁，HUD存在的一些设计问题，最终会通过HMI体现出来，同时，HMI自身设计的好坏也会影响到驾驶员的体验。下面大致聊一下我对HUD的HMI设计的理解。

HUD的HMI设计的目标是帮助驾驶员更好更安全的驾驶，因此我认为有三个原则一定要坚持：

清晰：所表达的元素一定是非常干净的，避免出现阴影、淡化、多元素叠加等设计。

直观：所表达的元素一定是通俗易懂，避免出现全新的符号、抽象的图标设计。

精简：所表达的元素一定是简单受控的，避免出现大面积的图形、动效等设计。

具体可以通过以下几个方面来体现：

1、结构布局

通常WHUD和AR HUD会有不同的布局设计，所起到的作用也是不一样的。WHUD尺寸通常比较小，下视角低，且需要更多的展示驾驶导航信息，因此，布局上通常是左中右的布局，目的是为了更充分的利用HUD的显示面积，同时也不会对驾驶员视线产生干扰；而AR HUD的FOV会比较大，同时下视角偏高，其核心是要做实景的融合，实现显示增强的效果，因此通常是上下的布局设计，上部分显示AR融合的内容，下部分及两边显示常规驾驶信息，两者差异如下所示：

2、字体/字号

HUD中的字体和字号设计往往是大家忽略的地方，其实不同的字体，字号的大小也会影响最终的显示效果。业内也有很多研究机构也在持续的研究不同的字号和字体对驾驶员的认知负荷产生的影响。同时在国家法规中也明确了HUD上字体设计的最低标准。

再比如：一些HUD在文字或者图标显示中可能会出现如下字体显示出现白点的现象：

而追究其主要的原因主要还是因为几点：1、HUD的角分辨率低，每个笔画占用的像素太少。2、不同的字体在微观上所占用的像素排列是不一样的。如下所示，放大后的白色字体并不是在每个像素上都是白色的，而一旦出现笔画交叉时，则就会出现显示白点，一般的解决办法就是几点：

a、提高HUD显示角分辨率，比如达到80甚至100以上。

b、HUD的字体设计中笔画宽度至少要3个像素以上。

c、通过不同字体、字号以及交叉侧视图验证实车效果。

3、颜色

HUD因其特殊的物理和成像位置，特别容易受到外部环境的影响，外部环境的光线强度、天气状况、道路环境，旁车颜色等因素都会直接影响到HUD的最终的视觉显示效果，所以AR- HUD界面设计更加偏向于强的对比。研究表明，蓝色、绿色和黄色的AR颜色相对稳健，而红色和棕色则不然。同时，基本在HUD中都有一个雪地模式，在该模式下，HUD的主颜色会变成橙色或者蓝色，目的是让车辆在雪地环境下，显示信息的对比度更高。

4、图标

图形信息是视觉交互界面中一个合理的表达方式，只有icon辨识度高了才能使驾驶者通过扫视过程中能够准确获取车辆信息，如果icon辨识度低，会造成严重的驾驶者的分心。

对于相同的信息，不同图标形状对驾驶者也有不同的认知差异，比如警示信息，经过研究发现，含有尖角轮廓的警示会更优于圆形的图标。

5、动画

在HUD交互中需要适当做一些引导性或者强调性的动画，比如自动驾驶变道引导、前方路口指引等、危险目标物标记等，但是动画设计不宜过长，否则会过度吸引驾驶员注意力，降低“及时反馈感”。同时对于信息的闪烁频率，法规上也要求了范围应该在60~120次/min。

6、信息

HUD上需要控制同一时间内显示信息的内容和数量，将重要的信息优先展示出来，比如与安全驾驶相关的信息，去掉无用的信息内容，尽量减少挡风玻璃上面的信息和数量，保证用户驾驶。

希克定律：随着需要决策的选项数量的增加，决策时间也会指数型增加，但是决策量增加到一定程度时，决策时间增加的速度会逐渐减慢。因此在设计 AR-HUD人机交互界面，请合理的安排界面信息的布局和页面当中元素的数量，别给驾驶者增加负担和决策时间，增加了就会可能导致提高危险驾驶系数。所以。

建议：AR-HUD呈现的设计元素数量最好维持1-3个之间，信息带来的聚焦时间小于2s

7、层级

HUD的层级设计分为两种：

一是平面信息显示时减少HUD的层级显示，HUD中要尽量降低信息显示的层级，以提高交互效率，降低决策时间，比如：显示信息尽量平铺显示、仪表和HUD中显示信息避免重复、尽量减少信息重叠覆盖等。

二是在3D显示中增加HUD的层级显示：目前的AR HUD还属于伪AR，无法实现真正意义上的实景融合，因此，为了欺骗眼睛，需要增加一些UI层级关系来突出3D效果。

8、娱乐显示

当前HUD还是以驾驶信息显示为主，但随着智能化水平发展，不同场景下的娱乐功能也愈发重要，特别是在驻车、停车以及高阶智驾场景。因此，在娱乐功能设计中，应该遵守平视设计原则，以及设计好安全场景限制和功能限制。

总的来说，虽然HUD上显示的内容比较简单，但是其交互设计工作要比中控屏或者仪表要更复杂，在研发过程中通常会出现这样一个现象，就是在办公室的电脑上看起来很绚丽，精美的设计稿，往往投到了HUD上就变了味道，这主要还是因为HUD的显示素质和周边环境和电脑显示器还是千差万别的，因此在开发过程中需要伴随着大量的实车验证工作。只有这样，才能打造出体验更好的HUD产品。

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