HMI 即“人機接口”，也叫人機界面，是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介。4月13日，由蓋世汽車、慕尼黑電子展聯合主辦的 2021 中國汽車人機交互 HMI 創(chuàng)新大會在上海浦東星河灣酒店圓滿落幕。本次會議聚集了汽車 HMI 領域的杰出人才、UX/UI 設計師以及前瞻規(guī)劃研究人員，全方位地分享了汽車人機交互領域的創(chuàng)新理念、技術趨勢、行業(yè)焦點、現實挑戰(zhàn)及應用解決方案。
作為全球領先的實時 3D 互動內容創(chuàng)作和運營平臺，Unity 受邀參與本次大會并發(fā)表主題演講《Unity，下一代智能汽車嵌入式 HMI 設計工具》。
當前車載 HMI 的設計和開發(fā)工作面臨的三大痛點是，工作流程斷裂、平臺碎片化、缺乏用于運營和變現的內容和工具，Unity 作為一款交互式的實時 3D 引擎，能夠把移動端 2D、3D 內容開發(fā)和運營的領先技術、經驗擴展到智能座艙領域，將有潛力驅動集車載信息娛樂、沉浸式增強現實及地理空間和多媒體技術為一體的未來汽車用戶體驗。
Unity 的現場展位吸引了眾多參觀者駐足
在大會現場，Unity 展示了 HMI demo 在各類車載操作系統(tǒng)“中高低端” 車機芯片上的運行實況，充分體現了 Unity 優(yōu)秀的跨平臺兼容性和“一次構建、多端部署”的獨特優(yōu)勢。
首先映入眼簾的是基于芯馳 X9 芯片、以 hypervisor 虛擬機架構運行的三個車載系統(tǒng)上的 Unity HMI，分別是 Linux 的汽車儀表盤、Android 的游戲應用、和 Android 的另一個三屏 HMI demo，實現了三個系統(tǒng)無縫運行、五個屏幕流暢呈現。應用在真實車機上，獨立系統(tǒng)的好處是即使其中一個系統(tǒng)出現問題，也不會影響其他運行中的系統(tǒng)，保證最重要的汽車儀表盤始終在線，為駕駛員和乘客保駕護航。
用車載 HMI 玩賽艇游戲
在展臺中央，Unity 還展示了在恩智浦 NXP iMX8 芯片、QNX 操作系統(tǒng)上運行的游戲應用。高清晰、高畫質的賽艇游戲可以 40+FPS 的高幀率運行，十分絲滑、毫無延遲。在未來，車載 HMI 的顯示幀率完全可以達到 60 幀，甚至乘客坐在車內暢玩一局“王者榮耀”游戲也可能實現。
可交互的 HMI demo
在展臺另一側是一個非常吸睛的 4K 超寬“帶魚屏”，展示了可交互的 HMI demo，不僅可以在不同的駕駛模式下切換，還可以調整日間、夜間屏幕光照，選擇多媒體播放，還能進入沉浸式導航系統(tǒng)和游玩游戲。當外接一個游戲手柄后，車機“秒變”游戲機。
此外，交互式全息顯示技術供應商 Leia 也作為 Unity 的 VSP 合作伙伴展示了基于 Leia 光場的革命性 3D 顯示技術?，F場演示的車載游戲、3D 地圖導航和電子版車載儀表盤，均以裸眼 3D 技術創(chuàng)造性地改變了傳統(tǒng)的人機信息交互方式，讓駕駛員與車輛的互動更為舒適且直觀，對于高端車型而言是必不可少的體驗加分項。
同時，Leia 還專門針對 3D 地圖導航中僅作為參照的建筑物等部分進行了透明化處理，讓用戶感知三維深度的同時，最大程度地降低了眩暈感，保證駕駛員和乘客的安全。
大會現場，Unity 大中華區(qū)工業(yè)解決方案技術總監(jiān)任沁明作為嘉賓，為大家分享了基于 Unity 實時 3D 技術的下一代智能汽車 HMI 解決方案。以下為簡略版的演講實錄。
大家好，今天我給大家?guī)淼难葜v是 Unity 在下一代智能汽車 HMI 設計工具上的解決方案。
在座各位應該都思考過這個問題，就是未來智能汽車的 HMI 會是什么樣子？當下我們可以很明顯的感覺到汽車里面的屏幕越來越大，車機芯片能力也越來越強，這也在“催促”我們在開發(fā)工具上進行改進，以更低的成本、更加快速地創(chuàng)造所需的內容工具。
這里是 Unity 和 HERE 地圖一起創(chuàng)造的 Demo，可以看到，汽車屏幕上的圖形實現了非常豐富的效果。
屏幕越大，帶來的機遇也越多，可以實現的使用場景也越豐富。
新的硬件也帶來了新的機遇，原來在車里最主要的交互硬件就是方向盤和油門，隨著新技術的發(fā)展，目光跟蹤、手勢識別、裸眼 3D 屏幕等交互方式不再是夢，甚至未來可能還會有 AR/XR 等全新的解決方案。
手勢識別，用戶無須觸摸任何硬件，通過直觀或者通過直覺交互，就能進行互動
視頻來源："Project Soli" The Untouched | Developed by Google
正如一開始所說，越來越大的屏幕和越來越強的車機芯片，“催促”我們革新開發(fā)工具。其實，現在車機上用的很多硬件跟移動端硬件都是中低功耗，這和手機生態(tài)其實是類似的。因此，在移動平臺開發(fā)具備優(yōu)勢的 Unity，也同樣可以用于車載 HMI 開發(fā)。
接下來我來給大家介紹一下 Unity HMI 解決方案。
自進入汽車領域，Unity 就在汽車行業(yè)做了很多調研，首先就去了解了用戶在 HMI 開發(fā)過程中有哪些痛點？我們通過用戶訪談總結出以下三點：
01 HMI 開發(fā)流程是有斷裂的，設計端和生產端流程并不是一套工具，很多設計內容在開發(fā)周期過程中會丟失。
02 平臺碎片化。不同廠家選用的硬件平臺、軟件平臺、操作系統(tǒng)都是不一樣的。我們車內又有非常多的屏幕，分辨率各不相同，且往往是異形的，這導致在不同環(huán)境中遷移內容的成本非常高，因為要針對各種平臺進行適配。
03 缺乏運營和變現的內容。Unity 不僅僅是內容創(chuàng)建平臺，還是一個內容運營平臺，提供了各種創(chuàng)作工具以及在后期運營中的運營生態(tài)環(huán)境，從軟件到服務全覆蓋。
首先來看一下 HMI 的傳統(tǒng)設計流程，設計端和開發(fā)端使用的工具都不統(tǒng)一。設計端使用的是傳統(tǒng)軟件，把這些內容整合在一起以后做概念設計，但是也就到此為止了。我們車機也還是在用傳統(tǒng)的軟件平臺。這樣一來就會遇到一個問題，即設計端工具鏈所設計的各種特效在實際開發(fā)過程中可能是無法實現的，無論是因為技術的復雜度，還是功能或者性能原因。
我們這邊自然而然地有了一個想法，何不使用 Unity 制作呢？Unity 在移動端運作了十幾年，我們有豐富的經驗，所以我們覺得完全可以把 Unity 繼續(xù)往下推，一直走到車機端。
這樣一個工具鏈有什么好處呢？
這就要提一下 Unity 一直推崇的理念——民主化開發(fā)。我們希望整個開發(fā)團隊盡可能使用同一套工具鏈，這樣一來我們的溝通成本會降低很多，設計端、開發(fā)端的數據是一樣的、概念也是一樣的。如果設計師初期就使用 Unity 這樣的平臺實現自己的概念設計的話，那么最終實現到車上的時候就不會有大量的設計概念丟失了。
我們會提供基于 Unity 編輯器提供專屬的 HMI 編輯器，它是針對 HMI 開發(fā)流程提供的 Unity 擴展包。它仍然是 Unity 編輯器，但是使用體驗和使用流程完全不一樣了，對車企更加友好，能夠更加方便地做原形搭建，并且最重要的是不需要寫任何代碼。
Unity HMI 編輯器原型模型（預覽測試版）
同樣在這個工具包里，我們也會提供 HMI 相應的素材。比如一些基本的模塊，大家就不需要重新制作了，直接把模塊拉拽至編輯器就可以開始設計。
對于平臺碎片化的問題，Unity 也能很好地解決。Unity 核心的能力之一就是跨平臺，當然車機軟硬件生態(tài)和手機也不是完全一致的，因此我們和軟硬件廠商開展了很多合作，改善車機端兼容性的問題，比如恩智浦、英偉達、高通、英特爾等。
在操作系統(tǒng)方面，HMI 這塊也是有它自己的特性，不完全是安卓，Unity 針對儀表盤做了 Yocto Linux 適配的同時，近期也支持了 QNX 系統(tǒng)，所以儀表盤這塊基本的開發(fā)環(huán)境也已經打通了。針對中控屏，Unity 也已經支持地非常好了。
當然我們所支持的軟硬件列表不僅僅是這里列出來的這些，因為 Unity 本身提供的應用程序是基于 ARM 的，所以理論上來講只要是 ARM 芯片都能跑Unity的應用程序。同樣操作系統(tǒng)也是一樣的，核心層面它需要的是窗口管理等能力，所以只要能提供對應的庫就，Unity 就能支持。
Unity 也可以保證對運營服務的支持，廣告服務是 Unity 一直以來的重要服務之一。Unity 本身就有廣告推送渠道，我們也會有大量生態(tài)可以直接遷移到基于 Unity 的開發(fā)平臺上，這樣一來不僅僅用 Unity 進行了開發(fā)，我們同樣還獲得了 Unity 相關的生態(tài)，這個對于車廠來說也是一個很好的機會，在很早期就可以獲得大量的內容。
另外 Unity 有兩套系統(tǒng)，一套是基于 CPU，一套是基于 GPU。在移動端，尤其是車機平臺，Unity 是唯一能夠提供基于 GPU 大規(guī)模粒子特效的引擎。
我們相信未來 UI 肯定不是簡單按紐和圖標，一定是非常個性化的 UI 系統(tǒng)，這樣的 UI 系統(tǒng)就需要非常強大的框架支持，得益于十幾年的經驗積累，我們有一個完整的分析調試工具可以加速開發(fā)，有完整的 UI 框架。
同樣我們完善支持了業(yè)界各類的數據格式，特別強調一下我們針對 CAD 格式提供了 PiXYZ 的工作流程，這個可以極大的加速車機平臺的開發(fā)周期。傳統(tǒng)做一個車模建模要一兩個月時間，但是使用 Unity 大概只需要一兩天時間，可以完全實現在車的外觀還沒有完全定型情況下，就同步進行相關的開發(fā)。
最后是一些圖形能力的展示，在中低功耗平臺上我們提供了高性能的通用渲染管線（URP），我們去年做了飛度的發(fā)布會項目。
針對高端平臺提供了高清渲染管線（HDRP），Unity 支持光線追蹤，可以達到和實際照片無異的質量。光線追蹤不光可以提供很高的材質效果，更重要是提供逼真的光照環(huán)境，讓圖像以假亂真。
Unity 致力于發(fā)展伙伴生態(tài)，我們有很多軟硬件合作伙伴，這次在車機方面帶來的合作伙伴 Leia，使用 Leia 屏幕，就可以在車內帶來裸眼 3D 體驗。同時，Leia 已經提供了轉換插件，可以很快很輕易把 Unity 所開發(fā)出來大量的內容轉換為支持裸眼 3D。
