安強，王時英

基于無意識認知的車載電子儀表盤設(shè)計研究

安強，王時英

（太原理工大學(xué)，太原 030024）

汽車人機交互系統(tǒng)具有復(fù)雜、動態(tài)的特點，日益普及的車載電子信息系統(tǒng)人機交互界面存在實時信息密集、多維的現(xiàn)象。通過對人的無意識認知模式特征進行研究，并以此對汽車駕駛位車載電子儀表盤界面布局進行優(yōu)化設(shè)計，引導(dǎo)用戶在駕駛汽車過程中將認知資源集中于駕駛主任務(wù)。以人的無意識認知加工過程與用戶行為模式之間的聯(lián)系為基礎(chǔ)，總結(jié)車載電子儀表盤界面布局設(shè)計原則，提出核心視覺信息布局設(shè)計的優(yōu)化方案，并通過用戶調(diào)研數(shù)據(jù)及可靠性檢驗對設(shè)計方案可用性進行驗證?；跓o意識認知交互界面布局設(shè)計原則，設(shè)計出的車載電子儀表盤界面布局符合用戶的認知習(xí)慣，滿足用戶的使用需求。

車載電子儀表盤；人機交互；認知心理學(xué)；無意識認知

汽車駕駛者與行進間的汽車以及環(huán)境因素構(gòu)成了一個動態(tài)的人機交互系統(tǒng)。隨著電子信息技術(shù)在汽車中的應(yīng)用，車載電子信息系統(tǒng)逐漸普及，由此衍生出的車載電子信息系統(tǒng)軟件以及人機交互界面的設(shè)計優(yōu)化工作成為汽車人機交互設(shè)計中新的用戶需求和設(shè)計關(guān)注點。本文將結(jié)合無意識認知理論相關(guān)研究，以提升駕駛員駕駛體驗、提高駕駛員認知效率為目標，針對汽車駕駛位車載電子儀表盤界面信息的布局設(shè)計，提出符合駕駛員認知模式特點的設(shè)計方案并進行驗證。

1 汽車人機交互

汽車人機交互（Human Vehicle Interaction，HVI）通常是指駕駛員與汽車在駕駛情境下進行一系列信息交換和處理的交互作用過程，其交互方式既包括基于相關(guān)軟件交互界面的虛擬空間交互方式，也包括基于硬件交互界面的物理空間交互方式。由于在駕駛狀態(tài)下汽車用戶處于一個動態(tài)變化的情境之中，造就了汽車人機交互區(qū)別于其他人機交互的復(fù)雜性和特殊性[1]。

1.1 汽車人機交互設(shè)計復(fù)雜性問題

復(fù)雜性問題是現(xiàn)代設(shè)計領(lǐng)域所面臨的普遍性問題[2]。汽車內(nèi)部信息模型已經(jīng)發(fā)展為包含汽車信息、汽車間（Car to Car）信息、汽車與其他信息終端（Car to X）的交互信息在內(nèi)的多維度復(fù)雜信息系統(tǒng)（見圖1）。信息密集化和多屏化的汽車人機交互設(shè)計發(fā)展趨勢，增加了駕駛員駕駛?cè)蝿?wù)的復(fù)雜程度。駕駛員在駕駛過程中一方面需要完成控制汽車穩(wěn)定行駛、觀察道路交通實況等駕駛主任務(wù)（Primary Task），另一方面還需進行諸如車載多媒體模塊控制、實時通訊、駕駛輔助功能操控等與駕駛主任務(wù)相關(guān)性較小的駕駛次級任務(wù)（In—Vehicle Secondary Task）[3]。這些次級任務(wù)會消耗駕駛者的認知資源，影響駕駛主任務(wù)的穩(wěn)定進行。

圖1 汽車人機交互復(fù)雜性問題

1.2 汽車人機交互界面復(fù)雜性的影響

復(fù)雜的汽車人機交互系統(tǒng)會給駕駛員行車時的認知過程帶來額外的壓力，迫使駕駛員出現(xiàn)駕駛分心（Drive Distraction）狀況，在執(zhí)行駕駛主任務(wù)過程中承受較多認知負荷，進而對駕駛負荷（Drive Workload）產(chǎn)生消極影響，在這種狀態(tài)下的駕駛員對環(huán)境因素的感知能力會下降，即情境意識（Situation Awareness）能力下降，無法及時獲取車內(nèi)外信息，如果遇到突發(fā)狀況，可能會引發(fā)事故。目前，車載電子信息系統(tǒng)交互界面設(shè)計尚存在問題，主要表現(xiàn)在以下3個方面：

1）實時信息多維復(fù)雜。車載電子信息系統(tǒng)在豐富功能數(shù)量的同時也為駕駛員增加了大量的實時交互信息，如道路環(huán)境信息、車輛狀態(tài)信息、多媒體信息、通訊信息等。因此，駕駛員面臨著信息維度復(fù)雜、信息數(shù)量激增等問題。

2）干擾駕駛員的注意力分配。根據(jù)中樞能量理論[4]，可以將人的注意力看作是執(zhí)行任務(wù)的能量或資源，用戶在認知過程中將有限的注意力資源分配于不同的對象。在駕駛主任務(wù)中，觀察道路交通狀況能幫助駕駛員及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的異常情況并作出應(yīng)對，當用戶處理車載電子信息系統(tǒng)帶來的多維復(fù)雜信息時，其注意力指向會受到干擾，駕駛員被迫將本應(yīng)分配于駕駛主任務(wù)的認知資源轉(zhuǎn)移到其他交互任務(wù)上，駕駛主任務(wù)的執(zhí)行將受到消極影響。

3）催生駕駛員消極情緒。在駕駛過程中，駕駛員的情緒穩(wěn)定程度會影響其駕駛績效。駕駛員的情緒受到多種因素影響，其中車載電子信息系統(tǒng)人機交互界面的優(yōu)劣會對駕駛員情緒的起伏造成直接影響。如導(dǎo)航系統(tǒng)“答非所問”、語音指令“充耳不聞”、界面布局“眼花繚亂”等問題會讓用戶變得不知所措并引發(fā)焦慮、憤怒的情緒。

2 無意識認知加工

2.1 無意識認知理論概述

根據(jù)認知心理學(xué)理論，人是一個復(fù)雜的信息加工系統(tǒng)，人的思維活動可以看作是一個信息加工的過程[5]。認知心理學(xué)中的控制性加工和自動加工理論表明，在認識主體對外界信息進行加工處理時，存在2種加工過程（見表1）。一種是控制性加工過程，是需要應(yīng)用主體注意的認知加工過程，是理性、語言化、可控的意識加工過程，其信息加工量有限，通過線性運作方式發(fā)揮作用，是一種經(jīng)過主體判斷并作出決策的過程，其加工過程和結(jié)果都可被意識到，也被稱為外顯認知或意識認知加工。另一種是自動加工過程，這一過程不受認識主體所控制，是直覺性、情感化、自動的無意識加工過程，信息處理容量不受限制，通過平行的方式發(fā)揮作用，加工速度顯著高于第一種加工過程，并且形成之后十分穩(wěn)定，通常不會發(fā)生改變，在一定程度上受個體情感和習(xí)慣的支配，也被稱為內(nèi)隱認知或無意識認知加工。

表1 意識認知加工與無意識認知加工對比

Tab.1 Comparison of conscious cognition and unconscious cognition

2.2 無意識認知與交互設(shè)計的聯(lián)系

可用性目標和用戶體驗是交互設(shè)計的2個基本目標?？捎眯裕║sability）也稱為使用性、易用性，指產(chǎn)品在特定使用場景下為特定用戶用于特定目標任務(wù)時所具有的有效性（Effectiveness）、效率（Effi-ciency）和用戶主觀滿意度（Satisfaction）[6]。以車載電子儀表盤為例，其可用性直接關(guān)系到用戶實時信息的獲取以及不同駕駛?cè)蝿?wù)的完成。

用戶體驗（User Experience，UE）是用戶在使用產(chǎn)品過程中建立起的主觀心理感受。交互界面的關(guān)鍵功能之一就是引導(dǎo)用戶以積極的心理狀態(tài)參與到交互任務(wù)當中。對汽車用戶來說，車載電子儀表盤作為與駕駛員進行實時信息交換的重要交互界面，如果存在界面信息組織布局不合理的問題，將會對駕駛員的心理狀態(tài)產(chǎn)生消極影響。因此，可以通過交互界面的優(yōu)化設(shè)計來緩解駕駛員在駕駛過程中的消極情緒，進而提升駕駛績效。

由此可見，交互界面的可用性強調(diào)外顯的、客觀的評價標準，而用戶體驗側(cè)重于用戶主觀的心理感受。行為高效和情感化是人腦無意識加工的外在行為表現(xiàn)，因此，產(chǎn)品可用性目標和用戶體驗?zāi)繕丝梢栽谝龑?dǎo)用戶進行無意識認知加工的過程中一并達成。這正是交互設(shè)計的基本訴求。

3 無意識認知交互界面布局設(shè)計原則

根據(jù)人的無意識認知特點以及車載電子信息系統(tǒng)人機交互界面的視覺信息內(nèi)容，在界面設(shè)計中重點把握以下4點原則，可以有效引導(dǎo)用戶在交互過程中的無意識認知。

3.1 界面信息組織契合人的認知習(xí)慣

對于以車載電子儀表盤為代表的車載電子信息系統(tǒng)人機交互界面，其展示的文字、圖形、圖標等可視化元素的組織排布，應(yīng)契合人的認知模式與認知習(xí)慣[7]。

根據(jù)內(nèi)隱學(xué)習(xí)即無意識學(xué)習(xí)過程的研究表明，在學(xué)習(xí)材料形式特征保持不變的前提下，改變其表達規(guī)則會使測試參與者的內(nèi)隱學(xué)習(xí)成績降低[8]；在保持表達規(guī)則不變的前提下，改變學(xué)習(xí)材料的形式特征，被試人員內(nèi)隱學(xué)習(xí)成績無明顯波動。該結(jié)果表明，相似或相同的信息組織結(jié)構(gòu)可以保證其在不同載體形式中維持近似的信息傳遞水準，也就是其內(nèi)在一致性符合人腦無意識認知加工特性，可以保證認知效率處于平穩(wěn)狀態(tài)。因此，引導(dǎo)用戶將局部的知識經(jīng)驗或日常認知習(xí)慣（如人們在閱讀過程中視覺掃視軌跡通常為從左往右）延伸到其他作業(yè)場景中[9]，能夠有效減少用戶對交互系統(tǒng)界面的學(xué)習(xí)和記憶負擔，減少用戶在界面上的視覺停留，提高作業(yè)效率。

3.2 圖形化界面的使用

圖標、圖形包含形、意、色等多種認知刺激因素[10]，具有信息量大、抗干擾能力強、易于被接收等特點，便于人們能直觀、高效地與人機交互界面進行信息交換。根據(jù)有關(guān)內(nèi)隱學(xué)習(xí)的研究表明，相較于文字材料，圖形、圖標更有利于人們對無意識知識的獲得。因此在界面設(shè)計過程中，采用圖形、圖標作為信息傳達的載體有利于用戶無意識的思維發(fā)揮，從而減輕用戶的認知負荷。在界面設(shè)計中，優(yōu)先使用圖形作為信息傳遞的載體，可以確保信息高效、準確地傳達給用戶。

3.3 視覺顯示信息易識別

在車載電子信息系統(tǒng)交互界面中，不同功能模塊共同構(gòu)成了信息傳遞與命令執(zhí)行框架，汽車在行駛狀態(tài)下處于復(fù)雜的內(nèi)外動態(tài)環(huán)境中，通過優(yōu)化界面設(shè)計來提升信息識別度，能夠輔助用戶快速完成實時信息交換，以下為3個主要的優(yōu)化方向：

1）簡化視覺元素形態(tài)。人的視覺認知過程具有簡化性，當面對相對復(fù)雜的樣式形態(tài)時，人腦的認知加工過程會自動進行簡化處理，摒除次要的知覺細節(jié)，實現(xiàn)高效認知。因此，界面視覺信息元素的形態(tài)特征應(yīng)遵循簡潔的設(shè)計原則，從而減輕用戶的認知負擔、提高用戶的認知效率。

2）視覺信息圖底關(guān)系明確。人在視覺認知加工過程中會自發(fā)地將認知對象拆分為圖與底的結(jié)構(gòu)形式，在認知過程中呈現(xiàn)一定的方向性，指向當前認知對象的局部并使其成為視覺中心（即圖與底中的圖），視覺中心將占用更多的認知資源。一般來說，被封閉的視覺元素集合傾向于被看成圖，而封閉該集合的元素傾向于被看成底；實心、實體和凸起、高亮結(jié)構(gòu)傾向于被看成圖[11]。在車載電子信息系統(tǒng)交互界面視覺信息設(shè)計中，應(yīng)該引導(dǎo)用戶適時建立視覺中心，弱化周圍因素的干擾，突出重點信息。

3）合理規(guī)劃視覺元素色彩。色彩比形態(tài)具有更強的情感表達能力，人對色彩的感知通常是一種自發(fā)的、無意識的認知加工過程。在界面視覺信息設(shè)計中，高純度的色彩配以清晰的邊界能夠提升界面信息的可讀性和辨識度；在界面中宜采用與用戶心理感受相匹配的顏色，如紅色代表警戒，綠色表示完成或可執(zhí)行；單一界面內(nèi)的顏色數(shù)量應(yīng)控制在7個左右[12]，以節(jié)約用戶的認知資源。

3.4 及時有效的反饋

及時有效的反饋原則要求系統(tǒng)界面對用戶的操作都有所回應(yīng)，并在輸出顯示上提供及時的反饋信息?；跓o意識認知系統(tǒng)的分類學(xué)習(xí)過程，使用能夠提供及時完整的反饋信息的系統(tǒng)，其測試的分類成績相比于使用只能提供部分信息甚至沒有反饋信息的系統(tǒng)的作業(yè)績效有明顯提升[13]。一般來說，提供及時、完整、顯著的反饋信息能讓用戶準確獲得操作的結(jié)果信息，以此自動建立起操作行為與系統(tǒng)相關(guān)指標變化之間的因果關(guān)系，用戶能夠通過無意識認知過程完成與系統(tǒng)的交互任務(wù)。

4 設(shè)計方案與評估

為證明上文所得無意識認知交互界面布局設(shè)計原則在設(shè)計實踐應(yīng)用中的合理性，本文依據(jù)軟件交互界面開發(fā)流程，模擬完成了關(guān)于車載電子儀表盤（In-Vehicle Electronic Instrument Cluster）的界面布局設(shè)計方案。運用焦點訪談以及對偶數(shù)據(jù)比較法對設(shè)計方案進行對比驗證，通過數(shù)據(jù)處理可知，依照上文原則設(shè)計出的界面布局方案最符合被訪用戶的認知特性。

4.1 根據(jù)交互情境確定用戶需求

傳統(tǒng)機械式車載儀表盤界面信息內(nèi)容相對固定，其位置位于駕駛座前方、方向盤后，通常包含車速里程表、轉(zhuǎn)速表、燃油表、水溫表等儀表以及其他指示燈和警報燈等。相比之下，電子儀表盤（非觸屏）能夠打破機械式儀表盤的信息呈現(xiàn)空間限制，且可以靈活地根據(jù)駕駛情境的不同呈現(xiàn)與之相契合的信息內(nèi)容。鑒于電子儀表盤信息內(nèi)容與實際交互情境具有強關(guān)聯(lián)性，在用戶需求確定階段，對儀表盤信息顯示需求進行問卷調(diào)研。為保證問卷數(shù)據(jù)的有效性，在問卷中設(shè)置自查問題。

共收回問卷53份，其中有效問卷48份。被試人群年齡分布范圍為22～47歲，平均年齡為31.6歲，標準差為6.3歲。被試人群駕齡分布范圍為1～20年，平均駕齡為7.2年，標準差為5.1年。被試車主中90%以上有使用車載電子信息系統(tǒng)的經(jīng)驗。根據(jù)問卷結(jié)果對車內(nèi)信息系統(tǒng)信息進行分類，見圖2。

通過焦點小組訪談來進一步描繪用戶在日常用車情境中對車載電子儀表盤顯示信息類型的需求情況。

圖2 車載電子信息系統(tǒng)信息分類

本次焦點小組訪談共邀請10名參與者，年齡分布范圍為23～55歲，平均駕齡為7.1年，每周至少駕駛3天，其中2人日常駕駛的汽車配備有車載電子儀表盤。受訪者均對配置有車載電子信息系統(tǒng)的汽車有興趣。訪談中將各種汽車信息內(nèi)容（汽車時速、合計里程數(shù)、單次行程里程數(shù)、轉(zhuǎn)向指示、實時油耗、剩余油量、導(dǎo)航地圖、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、遠近燈光、車內(nèi)溫度、多媒體模塊、電話消息、蓄電池電壓、胎壓監(jiān)測、全景影像、倒車檢測、前方車距、故障警告、車門關(guān)閉情況、車距檢測）提供給受訪者，讓受訪者選擇自己認為有必要置于車載電子儀表盤中的信息功能。同時，讓受訪者口頭描述日常駕駛場景以及選項外的信息需求。根據(jù)訪談結(jié)果，對選擇人數(shù)超過半數(shù)的選項進行匯總，繪制用戶需求場景圖（見圖3）和用戶需求分析圖（見圖4）。

經(jīng)過小組訪談后，增加空調(diào)、輔助駕駛（定速巡航，低速跟車行駛）、日程安排、道路交通提示信息、天氣情況、車輛自檢信息功能。

4.2 車載電子儀表盤界面原型設(shè)計

依據(jù)調(diào)研階段獲得的用戶駕駛情境描述，針對汽車常規(guī)駕駛模式，對車載電子儀表盤視覺信息元素和信息模塊布局進行優(yōu)化設(shè)計。

首先，對有駕駛經(jīng)驗的用戶來說，通過儀表盤獲取實時信息是駕駛基本技能，無需消耗額外的學(xué)習(xí)成本，可以將這一過程視為駕駛者的習(xí)慣行為，有助于引導(dǎo)無意識認知加工過程，用戶在使用過程中可以對信息內(nèi)容及時作出反應(yīng)。

圖3 用戶場景流程圖

圖4 用戶需求分析

常規(guī)駕駛模式是汽車日常行駛狀態(tài)下的主要模式（見圖5），此時儀表盤界面中信息內(nèi)容以車輛實時狀態(tài)信息為主，依據(jù)人從左向右的閱讀掃視習(xí)慣，虛擬時速表將置于儀表盤左側(cè)顯著位置；儀表盤頂部和底部顯示車輛常規(guī)狀態(tài)信息和部分環(huán)境信息，包括時間、天氣、溫度、轉(zhuǎn)向指示、冷卻液溫度、車輛合計行駛里程和單次行駛里程、油箱剩余油量（油耗數(shù)值）；儀表盤視覺中心位置為導(dǎo)航指引模塊，在日常駕駛狀態(tài)下，導(dǎo)航信息是駕駛者完成駕駛主任務(wù)的核心需求信息，利用綠色高亮的方式指明推薦路線，符合用戶心理模型中的“可執(zhí)行”“可操作”這一概念模式，用戶可以迅速理解并跟隨指引。同時，導(dǎo)航地圖采用三維透視形式，將圖形化三維虛擬場景與現(xiàn)實世界相契合，符合人的認知習(xí)慣，實現(xiàn)與用戶心理原型的自然匹配，屬于典型的無意識認知過程，用戶無需再主動執(zhí)行將二維平面圖轉(zhuǎn)化為三維立體圖的認知過程。界面右側(cè)為限制功能的媒體信息模塊，用戶可以通過設(shè)置在多功能方向盤上的物理按鍵完成相關(guān)功能的激活或切換。

圖5 常規(guī)模式線框圖

4.3 原型方案評估

在基于無意識認知交互界面布局設(shè)計原則完成原型方案設(shè)計后，對原型方案中功能信息布局位置是否滿足用戶認知習(xí)慣進行評估實驗。

將常規(guī)駕駛模式下的儀表盤界面功能模塊布局分為視覺中心位置、儀表盤界面左側(cè)位置、儀表盤右側(cè)位置3個部分，信息類型為導(dǎo)航路線信息、互聯(lián)多媒體信息、車輛時速3種，由此可得出6種排列方式，為了帶給用戶直觀的布局形式，將原型圖中的文字描述抽象為圖標形式，但不進行視覺效果處理，如圖6所示為待評估的原型方案，標號依次為1、2、3、4、5、6。

圖6 待評估原型方案

邀請需求確定階段小組焦點訪談中的10名被試人員（編號為a～j）參加評估過程。

1）首先讓被試人員結(jié)合自身駕駛經(jīng)驗利用李克特7分量化表（7-Point Likert Scale）對6個待評估原型方案進行主觀滿意度打分，滿意度分為非常不滿意、不滿意、比較不滿意、一般、比較滿意、滿意、非常滿意7個級別，對應(yīng)1～7分，最后通過匯總被試人員的打分數(shù)據(jù)得出其對不同方案的滿意程度。

2）以界面中元素布局位置為變量，采用對偶數(shù)據(jù)比較法[14]選出被試者接受程度最高的方案。在心理物理學(xué)研究中，對偶比較法是用于制作順序量表（Ordinal Scale）的主要方法之一。在實驗中向被試人員隨機展示6個原型設(shè)計方案中的2個，讓被試者進行對比擇優(yōu)，選出2個方案中更滿意的一個，為了減少誤差，測試中會將同時出現(xiàn)的2個方案交換左右順序進行兩次對比，當被試人員在面對內(nèi)容相同但順序不同的選擇時，只有作出相同的選擇才會計為有效結(jié)果。每位被試人員共進行30次對比選擇，最后統(tǒng)計每個原型方案的被選中次數(shù)，并作為滿意度對比的依據(jù)。

根據(jù)上述測試結(jié)果，統(tǒng)計每位測試人員對每個方案的滿意度分數(shù)和選擇次數(shù)并取平均數(shù)，見圖7—8。

圖7 方案評分統(tǒng)計圖

圖8 方案對比被選次數(shù)統(tǒng)計圖

為確保每位被試人員對每個方案的滿意程度存在顯著差異，將原型方案作為自變量，將方案分數(shù)作為因變量，首先對打分結(jié)果進行單因素方差分析[15]（該實驗中方案類型為單一變量），得出=9.900，顯著性=0.000，小于顯著性水平=0.05，由此可知實驗主效應(yīng)顯著，即被試人員對不同原型方案的主觀滿意度打分具有顯著差異，見表2。

表2 分數(shù)單因素方差表

針對比較數(shù)據(jù)部分，首先利用Z分數(shù)轉(zhuǎn)化對數(shù)據(jù)進行處理：

從上述統(tǒng)計分析結(jié)果可以得出，在評估測試中被試人員的滿意度打分和對比選擇均具有顯著差異，方案得分從高到低排序依次為：4、5、1、3、6、2。對比選擇次數(shù)結(jié)果從高到低排序依次為：4、5、1、3、6、2。由此可見，2個部分的評估測試結(jié)果一致，因此4、5、1、3、6、2為最終結(jié)果。

將被測方案按照界面視覺中心區(qū)域元素類型劃分為3類，第1類：將導(dǎo)航地圖和道路交通狀況指示信息模塊置于中心區(qū)域，方案對應(yīng)4與1。第2類：將車輛時速表置于中心區(qū)域，對應(yīng)方案5與3。第3類：將多媒體信息模塊置于中心區(qū)域，對應(yīng)方案6與2。通過分析可得出以下結(jié)論：

1）第1類界面原型方案在評估中的滿意度評價最高，用戶基本認同應(yīng)該將導(dǎo)航地圖和道路交通狀況指示信息模塊置于儀表盤視覺中心區(qū)域，體現(xiàn)了用戶在常規(guī)駕駛狀態(tài)下對該類信息的需求程度最高，符合該駕駛情境下用戶的心理預(yù)期模型，道路狀況與導(dǎo)航信息是主駕駛?cè)蝿?wù)，用戶需要將主要認知資源投入該類信息中。同理，結(jié)果顯示第3類界面原型方案在滿意度排名中為倒數(shù)2位，可見多媒體信息在駕駛狀態(tài)下最不適合置于儀表盤視覺中心位置。

2）第1類原型方案和第3類原型方案中的車輛時速表模塊位于儀表盤兩側(cè)位置，具體來看，4較1更令用戶滿意，6較2更令用戶滿意，由此可以看出，車輛時速信息模塊置于儀表盤界面左側(cè)為更優(yōu)方案，符合大多數(shù)人在閱讀過程中習(xí)慣從左到右掃視的無意識習(xí)慣模式，即用戶希望在左側(cè)的掃視起始處看到更重要的信息，因此，應(yīng)將車輛時速信息模塊置于界面左側(cè)。

3）在第1類和第2類原型方案中，多媒體信息模塊置于儀表盤界面兩側(cè)位置，其中4較1更令用戶滿意，5較3更令用戶滿意，由此可見，多媒體信息對駕駛狀態(tài)下的用戶來說重要程度較低，用戶不希望將過多認知資源投入該類信息中，因此應(yīng)當將其置于界面右側(cè)。

4）在第2類和第3類原型方案中，導(dǎo)航地圖和道路交通狀況指示信息模塊置于儀表盤界面兩側(cè)，其中5較3更令用戶滿意，6較2更令用戶滿意，前者符合以上得出的多媒體信息應(yīng)置于界面右側(cè)的結(jié)論，后者符合應(yīng)將車輛時速信息模塊置于界面左側(cè)的結(jié)論。

綜上，設(shè)計原型方案符合用戶對儀表盤信息界面的布局心理認知模式，能夠給用戶帶來較好的體驗，驗證了設(shè)計方案的可用性，見圖9。

圖9 常規(guī)駕駛模式效果圖

Fig.9 The user interface of normal mode instrument cluster

5 結(jié)語

車載電子信息系統(tǒng)的出現(xiàn)增加了車內(nèi)信息的數(shù)量和維度，提升了駕駛?cè)蝿?wù)的復(fù)雜程度。根據(jù)認知心理學(xué)相關(guān)理論，人在單位時間內(nèi)的認知能力是有限的，超出一定范圍就會使人的信息加工能力降低，這就可能對駕乘人員形成安全隱患，因此有必要對車載電子信息系統(tǒng)汽車人機交互界面進行優(yōu)化設(shè)計，減輕駕駛員的認知負荷，保障行車安全。認知心理學(xué)是人機交互界面設(shè)計的重要理論指導(dǎo)，無意識認知是人的認知模式中的重要組成部分，其高效、可靠、幾乎不占用主體認知資源的特點適于應(yīng)用到人機交互界面設(shè)計當中，能夠提升界面可用性和用戶體驗。

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The Study of User Interface of In-Vehicle Electronic Instrument Cluster Design Based on Unconscious Cognition

AN Qiang, WANG Shi-ying

(Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)

Automotive human-computer interaction system is complex and dynamic. With the increasing popularity of the in-vehicle electronic information system, massive intensive multi-dimension real-time information has been implanted in the system. To ensure the driver focus the unconscious cognition on the primary driving task in the complex and dynamic interaction system, human unconscious cognition can be used to guide the design of in-vehicle information system user interface and optimize the interface layout of the vehicle electronic instrument panel in the car driving seat. The design guidelines are based on the combination of human unconscious cognition and behavior pattern. The design guidelines summarize the principles of interface layout design of vehicle electronic instrument cluster, put forward the optimization scheme of core visual information layout design, and verify the usability of the design scheme through user survey data and reliability test.By following the guidelines of user’s unconscious cognition pattern, we can improve the design of in-vehicle electronic cluster which conforms to the user’s unconscious cognition and needs.

in-vehicle electronic instrument cluster; human-machine interaction; cognitive psychology; unconscious cognition

TB472

A

1001-3563(2022)16-0137-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.16.015

2022–03–26

安強（1992—），男，碩士生，主攻產(chǎn)品造型及人機交互設(shè)計。

王時英（1964—），男，教授，主要研究方向為齒輪精密超精密加工及功率超聲加工、工業(yè)設(shè)計工程。

責(zé)任編輯：馬夢遙