摘要：目的以汽車智能座艙唱歌娛樂系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合多模態(tài)交互設(shè)計(jì)方法，提供一個(gè)以用戶體驗(yàn)為中心的設(shè)計(jì)框架，以實(shí)現(xiàn)在汽車智能座艙中進(jìn)行唱歌娛樂時(shí)的安全、高效和舒適的人機(jī)交互設(shè)計(jì)。方法本研究基于用戶的汽車出行生活調(diào)研，結(jié)合情境感知技術(shù)，提出了基于多模態(tài)交互的車載信息娛樂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型。結(jié)果多模態(tài)交互方式的融合使得人車交互更加自然和輕松，并賦予智能座艙乘客情感化的使用場景。研究結(jié)果表明，多模態(tài)交互設(shè)計(jì)對于提升用戶體驗(yàn)、輔助駕駛、增加競爭力以及智能座艙產(chǎn)品平臺的開放性和可擴(kuò)展性具有重要意義。結(jié)論歡唱娛樂功能已經(jīng)成為智能座艙產(chǎn)品中不可或缺的一部分，對智能座艙產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能座艙多模態(tài)交互歡唱娛樂情感化體驗(yàn)界面設(shè)計(jì)

中圖分類號：U463.6

ResearchonIntelligentCockpitSingingSystemBasedonMultimodalInteraction

LIHaipengZHAOFang

KedeCollegeofCapitalNormalUniversity，Beijing，102602China

Abstract：Objective：Takingthecarintelligentcockpitsingingandentertainmentsystemastheresearchobject，combinedwithmultimodalinteractiondesignmethods，auserexperiencecentereddesignframeworkisprovidedtoachievesafe，efficient，andcomfortablehuman-machineinteractiondesignduringsingingandentertainmentinthecarintelligentcockpit.Methods：Basedonuserresearchoncartravellifestylesandleveragingcontext-awarenesstechnology，adesignmodelforthemulti-modalinteraction-basedin-carinformationandentertainmentsystemisproposed.Results：Theintegrationofmulti-modalinteractionmethodsenhancesthenaturalandeffortlessinteractionbetweenusersandthevehicle，whilecreatingemotionallyengagingscenariosforintelligentcockpitpassengers.Theresearchfindingsdemonstratethesignificanceofmulti-modalinteractiondesigninimprovinguserexperience，assistingdriving，enhancingcompetitiveness，andenablingopen-endednessandscalabilityofintelligentcockpitproductplatforms.Conclusions：Thesingingandentertainmenthasbecomeanessentialcomponentofintelligentcockpitproducts，highlightingitsimportanceinthedesignofintelligentcockpitproducts.

KeyWords：IntelligentCockpit;Multi-modalinteraction;Singingandentertainment;Emotionalexperience;Interfacedesign

隨著車聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車逐漸成為用戶生活中的一個(gè)終端，智能座艙的空間定位正在從“智能駕駛艙”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸悄茏摗保@一轉(zhuǎn)變推動(dòng)了人與車之間交互方式的發(fā)展。對于智能座艙歡唱娛樂功能，多模態(tài)交互方式賦予乘客情感化的沉浸式用車體驗(yàn)，為用戶創(chuàng)造了極致的娛樂使用場景。通過多模態(tài)交互方式，乘客可以輕松地選擇歌曲、調(diào)整音量，并與乘車伙伴一同歡唱，這為乘車過程增添了樂趣和互動(dòng)體驗(yàn)。用戶、場景和智能座艙之間的有效信息交互是智能座艙唱歌娛樂系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。多模態(tài)交互場景下的“智能座艙”通過車載相應(yīng)信息采集設(shè)備（如觸控屏、各類傳感器、攝像頭等）獲取用戶的交互信息。直觀、易用的界面，結(jié)合香薰、體感交互方式，并提供個(gè)性化的音樂推薦和合理的歡唱場景選擇，實(shí)時(shí)控制反饋以滿足用戶需求和應(yīng)對環(huán)境改變[1]。因此，在設(shè)計(jì)智能座艙歡唱娛樂產(chǎn)品時(shí)，如何將多模態(tài)交互方式與情感化體驗(yàn)相結(jié)合，為乘客提供愉悅和沉浸式的使用體驗(yàn)，通過多模態(tài)交互體驗(yàn)設(shè)計(jì)增進(jìn)用戶對智能座艙歡唱娛樂產(chǎn)品的心理依托與情感共鳴。成為提升用戶體驗(yàn)和用戶滿意度的關(guān)鍵。

1汽車智能座艙唱歌用戶場景

智能座艙中的歡唱娛樂功能已經(jīng)成為車機(jī)系統(tǒng)中重要的組成部分。本研究界定的智能座艙為：在未來L4級自動(dòng)駕駛級別中，其汽車內(nèi)部空間通過附加各種智能化手段，主動(dòng)地滿足不同用戶在車內(nèi)的多樣化需求，提升車內(nèi)空間的可用性和智能化水平[2]。因此，作為一種娛樂場景，汽車智能座艙的唱歌娛樂方式為駕駛員和乘客在駕駛或乘坐汽車時(shí)提供了娛樂體驗(yàn)。智能座艙的用戶在社會(huì)角色和出行類型方面有所不同（見表1），出行的目的也會(huì)對用戶所處的使用場景產(chǎn)生影響。

• 全家出行親子互動(dòng)

座艙唱歌系統(tǒng)成為家庭娛樂的一部分。家長和孩子們可以一起唱兒歌或流行歌曲，增進(jìn)家庭成員之間的互動(dòng)和溝通。同時(shí)，在長途旅行中，座艙唱歌系統(tǒng)能夠?yàn)楹⒆觽兲峁└玫穆猛倔w驗(yàn)。

• 長途自駕

在長途自駕場景中車載唱歌系統(tǒng)為駕駛者和乘客提供娛樂功能，成為放松緩解壓力的有力工具。通過唱歌來減輕精神壓力，提高心理健康水平。多模態(tài)交互方式讓駕駛者和乘客可以隨心所欲地選擇歌曲，與車載音響系統(tǒng)完美融合，享受高品質(zhì)的音樂體驗(yàn)，使長途駕駛過程增添更多樂趣，更加愉悅地完成旅途。

• 泊車/充電

車載唱歌系統(tǒng)可能并不直接與泊車或充電功能相關(guān)，而是作為娛樂選項(xiàng)提供給用戶。當(dāng)車輛進(jìn)行泊車或充電時(shí)，乘客可以通過多模態(tài)交互方式繼續(xù)使用唱歌功能，使等待時(shí)間更加愉快。

• 練唱K歌

通過多模態(tài)交互方式，用戶可以選擇自己喜歡的歌曲，配合外置話筒進(jìn)行演唱，營造出一個(gè)沉浸式的K歌環(huán)境，提供專業(yè)KTV房間類似的體驗(yàn)。

• 回家停車后

車載唱歌系統(tǒng)在回家停車后的場景可能并不直接參與停車操作，而是為乘客提供歡唱娛樂功能，讓他們在車輛停車后繼續(xù)享受唱歌的樂趣。

總體來說，車載唱歌系統(tǒng)多模態(tài)交互是指結(jié)合不同的媒介和手段，將多種表征方式進(jìn)行自然且有效的組合，以更豐富的形式調(diào)動(dòng)人的多感知覺通道（視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等），如通過圖像、表情、聲音、符號、動(dòng)作等多種形式進(jìn)行信息交互[3]。為全家出行提供了歡唱娛樂的機(jī)會(huì)，讓出行更加愉快、有趣。在這個(gè)親子互動(dòng)的場景中，唱歌不僅成為了一種娛樂方式，也可以增進(jìn)家庭成員之間的情感交流和互動(dòng)。在長途自駕過程中，唱歌場景成為了放松和緩解壓力的工具，為乘車人員提供了沉浸式的娛樂體驗(yàn)，使整個(gè)旅程更加愉悅。在回家停車后的唱歌場景中，乘客可以繼續(xù)享受歡唱娛樂，車內(nèi)空間密閉，不會(huì)產(chǎn)生擾民的聲音，這讓喜歡唱歌的用戶體驗(yàn)變得更加豐富和有意義。因此，唱歌場景不僅為智能座艙增色不少，更賦予了乘車者在社交屬性上更多的可能性。

• 多模態(tài)交互座艙唱歌系統(tǒng)體驗(yàn)特征

情境感知技術(shù)在多模態(tài)交互設(shè)計(jì)中為車載唱歌系統(tǒng)的體驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵支持。它有助于系統(tǒng)更全面地理解和響應(yīng)用戶需求，以提供更豐富、更符合用戶期望的音樂體驗(yàn)。在基于多模態(tài)交互設(shè)計(jì)的座艙唱歌系統(tǒng)中，用戶與車輛之間的互動(dòng)已經(jīng)發(fā)展至觸摸、語音和手勢等多種方式，同時(shí)整合了視覺、聽覺和體感等多種感知通道，以提供更多層次的感官沉浸。用戶可以通過觸摸屏幕瀏覽歌曲、透過聽覺感受音樂、通過顯示屏上的歌詞與音樂互動(dòng)，甚至通過智能燈光增強(qiáng)整體體驗(yàn)。在進(jìn)行座艙唱歌系統(tǒng)體驗(yàn)特征分析時(shí)，我們需要全面考慮視覺、語音、觸覺等多模態(tài)交互方式，以充分滿足用戶的感知需求，見圖1。

多模態(tài)交互體驗(yàn)中，情境感知技術(shù)使用戶可以選擇最自然和便捷的方式與系統(tǒng)進(jìn)行交互，從而提升操作的流暢性和便捷性。通過顏色、畫面和觸感反饋模式等功能，情境感知技術(shù)為用戶提供更加舒適和親和的體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶對系統(tǒng)的喜愛程度和積極性。智能推薦也是另一個(gè)重要的優(yōu)化方面，情境感知技術(shù)通過分析用戶的音樂偏好和歷史記錄，能夠提供個(gè)性化的音樂推薦，進(jìn)一步增加用戶的參與感和滿足感。通過將情境感知技術(shù)融入多模態(tài)交互體驗(yàn)中，座艙唱歌系統(tǒng)能夠提供更加舒適、便捷和個(gè)性化的用戶體驗(yàn)，讓用戶更愿意與系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)，并享受到更豐富和滿意的音樂娛樂體驗(yàn)。

• 視覺體驗(yàn)特征

數(shù)字界面的設(shè)計(jì)需要與汽車內(nèi)部氛圍相結(jié)合，配合車內(nèi)音響等設(shè)備，提供更加舒適、和諧的駕乘環(huán)境和情境背景，有效提高乘客對情境的感知。

• 語音體驗(yàn)特征

語音識別和語音合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能點(diǎn)歌功能，使用戶能夠通過語音指令快速選擇和播放喜歡的歌曲，提高交互的便捷性和自然度。座艙唱歌系統(tǒng)配備自然語言處理和人工智能技術(shù)，這樣可以識別用戶要唱的歌曲并根據(jù)唱歌質(zhì)量和演唱積極性等參數(shù)反饋提示，提供更智能化的交互體驗(yàn)，讓用戶能夠以簡單的交互方式來實(shí)現(xiàn)唱歌的操作。用戶更易于理解和掌握歌曲的演唱技巧。

• 觸覺體驗(yàn)特征

通過觸摸屏幕、物理按鈕或觸覺反饋?zhàn)R別技術(shù)，提供用戶與系統(tǒng)的觸覺交互體驗(yàn)。例如：通過觸摸屏幕進(jìn)行歌曲選擇或音量調(diào)節(jié)，或通過震動(dòng)反饋傳達(dá)操作的確認(rèn)和反饋信息。

• 情境感知特征

情境感知技術(shù)不僅可以分析用戶的情感狀態(tài)，還可以根據(jù)這些情感狀態(tài)來提供更符合用戶需求的音樂體驗(yàn)。例如：系統(tǒng)可以通過聲音分析來檢測用戶的情感，如是否愉快、沮喪或緊張?；谶@些情感分析，系統(tǒng)可以自動(dòng)選擇適合用戶情感狀態(tài)的歌曲或音樂播放列表，并利用光線、氛圍燈光、音效、震動(dòng)等多種方式來營造出符合不同情境的音樂娛樂體驗(yàn)，從而提供更加愉悅和情感化的用戶體驗(yàn)。

• 安全性考慮

座艙唱歌系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到駕駛安全。用戶在駕駛過程中使用系統(tǒng)時(shí)，界面和交互方式應(yīng)簡單明了，避免分散駕駛員過多的注意力。同時(shí)，可以通過語音命令等方式實(shí)現(xiàn)更便捷的操作，以減少駕駛員的干擾。

基于多模態(tài)交互設(shè)計(jì)，情境感知技術(shù)被巧妙地融入座艙唱歌系統(tǒng)，從而使與用戶的互動(dòng)更加自然而直觀，人車交互變得更加輕松和流暢。通過語音命令、觸摸屏幕或手勢控制等方式，用戶可以輕松選擇歌曲、調(diào)整音量或切換界面，而無須散過多的注意力。同時(shí)，系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)與所處情境相結(jié)合，兼顧了車內(nèi)的氛圍和當(dāng)前的交通情況等實(shí)際應(yīng)用場景，使用戶更好地感知和理解周圍環(huán)境。這樣的智能設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了用戶對座艙唱歌系統(tǒng)的感知度，也顯著提升了整體的用戶體驗(yàn)。

• 用戶體驗(yàn)分析

汽車智能座艙唱歌系統(tǒng)，考慮用戶在感官、心理和情感三方面的體驗(yàn)，提升使用沉浸感[4]。在這個(gè)場景中，車輛智能座艙可以變身為一個(gè)私人音樂工作室，為用戶提供與專業(yè)KTV房間相似的沉浸式唱歌體驗(yàn)。用戶通過車內(nèi)中控屏上的卡拉OK軟件選擇自己喜歡的歌曲，并連接外置的話筒進(jìn)行歌唱。配合車內(nèi)的攝像頭、氛圍燈和音響設(shè)備，打造一個(gè)沉浸式的唱歌環(huán)境。

• 感官交互體驗(yàn)

系統(tǒng)提供更具包容性的音頻環(huán)境，以便用戶更好地探索唱歌的世界。通過高清觸摸屏顯示精美的界面、清晰的歌曲列表和歌詞，視覺上的吸引力和美感得以提升。音質(zhì)優(yōu)秀且逼真的音樂播放效果，以及通過智能音效技術(shù)調(diào)整的聲音效果，為用戶帶來愉悅的聽覺體驗(yàn)。此外，通過巧妙的車內(nèi)氛圍調(diào)節(jié)功能，如氛圍燈光和空氣清新器，為用戶創(chuàng)造舒適且愉悅的嗅覺體驗(yàn)。

• 用戶心理體驗(yàn)

唱歌作為一種富有感染力的情緒表達(dá)方式，通過優(yōu)化音效、靈活性等方面提升用戶體驗(yàn)，使得用戶在唱歌過程中感到更加愉悅和放松，達(dá)到放松和娛樂的效果。在設(shè)計(jì)界面和交互時(shí)，簡潔直觀的界面設(shè)計(jì)和流暢的操作，降低用戶的認(rèn)知負(fù)荷，使用戶能夠在駕駛過程中輕松享受音樂娛樂。

• 用戶情感體驗(yàn)

情感體驗(yàn)包括所有的情感反應(yīng)和享樂方面，例如安全感、吸引力、趣味性、舒適度。態(tài)度是指人對特定對象的穩(wěn)定心理傾向，包括用戶參與感（如個(gè)人偏好、滿意度、信任）[5]。通過融合多種感知通道和交互方式，如視覺、聽覺、觸覺等，用戶在唱歌時(shí)能夠感受到更加沉浸式的體驗(yàn)。座椅和方向盤可能通過振動(dòng)、加熱等方式提供觸覺反饋，增強(qiáng)用戶的感官體驗(yàn)。這些多模態(tài)設(shè)計(jì)元素相互結(jié)合，讓用戶在唱歌時(shí)感受到更加真實(shí)、舒適和愉悅的情感體驗(yàn)。

汽車智能座艙唱歌系統(tǒng)通過多模態(tài)設(shè)計(jì)，提供了在感官、心理和情感三方面的豐富體驗(yàn)。在感官方面，系統(tǒng)通過高品質(zhì)音響和視覺展示，確保音樂播放效果清晰，同時(shí)展示歌曲MV或歌詞，增加視覺體驗(yàn)。在心理方面，系統(tǒng)為用戶提供愉悅的聽覺體驗(yàn)，通過智能音效技術(shù)調(diào)整聲音效果，使音樂更加逼真和身臨其境。此外，車內(nèi)氛圍調(diào)節(jié)功能如氛圍燈光、空氣清新器等，為用戶提供舒適和愉悅的嗅覺體驗(yàn)。在情感方面，系統(tǒng)通過歡唱娛樂功能，打造沉浸式的K歌空間，讓用戶在車內(nèi)盡情釋放情感，增進(jìn)家庭和情侶之間的互動(dòng)和關(guān)系。整體多模態(tài)設(shè)計(jì)為用戶創(chuàng)造了更加豐富、舒適和愉悅的用車體驗(yàn)。

• 智能座艙唱歌界面設(shè)計(jì)邏輯

在智能座艙中，采用了多模態(tài)交互設(shè)計(jì)，旨在創(chuàng)造出一種更加沉浸式的用戶體驗(yàn)。通過融合視覺、聽覺、觸覺等多種感知通道和交互方式（見圖3）。例如語音識別、手勢控制和觸摸屏，用戶可以與車載系統(tǒng)進(jìn)行更直觀、更自然的互動(dòng)。這種設(shè)計(jì)不僅結(jié)合了視覺、聽覺、觸覺等多種感官，還借助了情境感知技術(shù)，使系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶所處情境智能調(diào)整顯示內(nèi)容和交互方式。視覺方面，采用了高清觸摸屏和車載顯示器，提供豐富的視覺內(nèi)容和信息展示。在聽覺方面，配備了高品質(zhì)的音響系統(tǒng)，以及車內(nèi)環(huán)繞音響系統(tǒng)，讓用戶能夠享受身臨其境的音頻體驗(yàn)。同時(shí)，座椅和方向盤也通過振動(dòng)、加熱等方式提供觸覺反饋，增強(qiáng)用戶的沉浸感。最重要的是，還利用體感交互技術(shù)，通過傳感器感知用戶的動(dòng)作和姿態(tài)，并將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可識別的信號，進(jìn)一步提升了用戶的互動(dòng)體驗(yàn)。

汽車智能座艙唱歌系統(tǒng)采用多種策略來增強(qiáng)用戶的沉浸感，以提供更豐富、更愉悅的音樂娛樂體驗(yàn)。雷石KTV車載唱歌娛樂系統(tǒng)在此方面是一個(gè)成功的實(shí)踐，該系統(tǒng)充分利用了語音識別和語音合成技術(shù)，使唱歌娛樂更加便捷和智能化。在操作性能、媒體功能支持、視聽效果和后臺管理等方面進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，旨在提供更好的音樂娛樂體驗(yàn)。此外，借助車載多模態(tài)交互沉浸式，用戶能夠更自然、更便捷地與智能座艙互動(dòng)，享受更加豐富、更加沉浸式的使用體驗(yàn)。

• 增強(qiáng)歡唱體驗(yàn)的沉浸感

直觀、易于使用的界面布局，使用戶可以輕松地瀏覽和選擇娛樂內(nèi)容。可以采用分屏布局，將不同的功能模塊分配到不同的區(qū)域，如歌曲選擇、歌詞顯示和設(shè)置選項(xiàng)等。為了增加用戶的沉浸感，座艙唱歌系統(tǒng)在用戶唱歌時(shí)，提供與歌曲吻合的背景音效，如鼓點(diǎn)、音效、和聲等，這樣可以增強(qiáng)用戶的沉浸感，讓用戶感受到更真實(shí)的演唱體驗(yàn)。

• 提供個(gè)性化推薦

座艙唱歌系統(tǒng)可以提供個(gè)性化推薦，根據(jù)用戶的唱歌歷史、喜歡的歌曲類型、歌曲頻率等因素，為用戶推薦更符合其口味的歌曲，這樣可以提高用戶的使用滿意度和沉浸感。

• 提高可訪問性

考慮到駕駛員和乘客的不同需求，確保界面設(shè)計(jì)符合無障礙原則。例如：增加字體大小選擇和語音輔助功能，以幫助視力有障礙的用戶。同時(shí)，確保界面布局合理，按鈕和控件的大小足夠大，以便駕駛員可以輕松操作。

• 情景模式配合

智能座艙系統(tǒng)可以根據(jù)不同的駕駛情景或車內(nèi)氛圍提供相應(yīng)的音樂推薦。例如：在城市行駛時(shí)可以提供輕快愉悅的音樂，而在高速公路行駛時(shí)可以提供節(jié)奏感強(qiáng)的音樂，以增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)。

• 提供社交分享功能

座艙唱歌系統(tǒng)可以提供社交分享功能，比較容易讓人關(guān)注到的是網(wǎng)絡(luò)社交入口的接入[6]，用戶可以錄制自己的歌聲或視頻，在社交平臺上分享給朋友，這樣可以讓用戶更好地與朋友分享音樂、交流心情，提升用戶的沉浸感。

• 結(jié)語

車輛作為智能座艙的載體，在萬物互聯(lián)的趨勢下成為人們生活中的一個(gè)終端。車載計(jì)算的數(shù)據(jù)處理能力和多模態(tài)交互技術(shù)不斷發(fā)展，智能座艙歡唱系統(tǒng)將更靈活、智能地滿足用戶需求，提供更豐富的音樂娛樂體驗(yàn)，推動(dòng)智能座艙的發(fā)展，為乘車者帶來更愉悅和豐富的汽車出行體驗(yàn)。歡唱娛樂功能為座艙增添趣味性和互動(dòng)性，通過放松心情、緩解疲勞、增進(jìn)駕駛員和乘客之間的交流，營造愉快的出行氛圍。在智能座艙產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)中，重視歡唱娛樂功能的整合和創(chuàng)新至關(guān)重要。提供多樣歌曲選擇、個(gè)性化推薦、音效增強(qiáng)、虛擬舞臺效果和社交分享等功能，將增強(qiáng)智能座艙產(chǎn)品的吸引力和市場競爭力，滿足用戶對智能座艙娛樂功能的需求。因此，對智能座艙產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)來說，注重歡唱娛樂功能的創(chuàng)新和整合至關(guān)重要，以提升用戶體驗(yàn)并滿足市場需求，推動(dòng)智能座艙領(lǐng)域的發(fā)展。

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