張桂偉 姜立軍

摘 要：抬頭顯示又稱平視顯示，廣覆應(yīng)用于航天交通工具，目前汽車工業(yè)中也得到一定程度的普及。本文針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的抬頭顯示配置情況做了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，分別羅列了不同種類抬頭顯示界面，并指出相應(yīng)的不足之處，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了抬頭顯示界面設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，最后對(duì)抬頭顯示界面形式的認(rèn)知研究提出展望。

關(guān)鍵詞：汽車;抬頭顯示;界面設(shè)計(jì)

HUD（Head Up Display）名為抬頭顯示，或稱平視顯示，是當(dāng)代汽車上出現(xiàn)的一種新型的車載信息顯示設(shè)備。區(qū)別于現(xiàn)有的儀表盤，由于抬頭顯示位于儀表臺(tái)上，駕駛者讀取信息處于抬頭狀態(tài)，因此得名抬頭顯示。對(duì)應(yīng)地，現(xiàn)有的汽車儀表盤則被稱為低頭顯示HDD（Head Down Display）。

汽車駕駛過(guò)程中，駕駛員駕駛汽車事件屬于主要任務(wù)，而一系列相應(yīng)輔助駕駛的任務(wù)被稱為次級(jí)任務(wù)，如低頭讀取儀表盤數(shù)據(jù)的過(guò)程。駕駛員具有有限的認(rèn)知資源，視覺資源和動(dòng)作資源，在主要任務(wù)和次級(jí)任務(wù)中都需要被占用。駕駛員在駕駛汽車過(guò)程中，眼睛需要長(zhǎng)時(shí)間停留在車前方的道路上，對(duì)實(shí)時(shí)路況進(jìn)行判斷，同時(shí)頭部保持一定的仰角便于觀察。因此當(dāng)駕駛員讀取儀表盤數(shù)據(jù)時(shí)，低頭動(dòng)作的閱讀會(huì)占用駕駛者有限的認(rèn)知資源，視覺資源和動(dòng)作資源，造成短暫的駕駛分心行為。假設(shè)一輛汽車正在高速公路上行駛，在低頭-閱讀-抬頭三個(gè)動(dòng)作的過(guò)程中造成的駕駛分心所占用的時(shí)間里車輛已經(jīng)向前行駛一定距離，具有較大的安全隱患。

當(dāng)人向水平方向觀察時(shí)，人眼的視野在水平向上35度和水平向下75度間的范圍之間，實(shí)際觀察角度在水平向上和水平向下2度之間，能夠迅速感知到視野內(nèi)物體變化的視野在水平向上和水平向下15度之間。由于抬頭顯示相比于儀表盤更加靠近駕駛員的視線，駕駛員在讀取抬頭顯示的數(shù)據(jù)時(shí)不需要做明顯的低頭動(dòng)作就能獲得駕駛信息，可有效的減少動(dòng)作資源和視覺資源占用造成的動(dòng)作分心和視覺分心車型。

然而作為一種新型的車載設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)普及率相當(dāng)?shù)?，同時(shí)缺乏相關(guān)研究，因此形式五花八門，使用界面各不相同。抬頭顯示缺乏相應(yīng)的認(rèn)知資源占用引起的認(rèn)知分心的相關(guān)研究，缺乏表準(zhǔn)和科學(xué)的抬頭顯示設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則。

1中國(guó)市場(chǎng)抬頭顯示的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)常見的抬頭顯示從配置上來(lái)劃分有汽車配備和外部加裝兩種;從顯示形式上來(lái)劃分有前擋風(fēng)玻璃投影和反射板投影兩種。目前國(guó)內(nèi)自身配備有抬頭顯示的車型還很少，抬頭顯示的配置更多是基于車型的市場(chǎng)定位的考慮而非安全駕駛相關(guān)的因素。

1.1 中國(guó)市場(chǎng)抬頭顯示的配置現(xiàn)狀

本文對(duì)2015年中國(guó)汽車市場(chǎng)中121個(gè)汽車品牌，802種車型進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)只有43種車型攜帶或可加裝抬頭顯示設(shè)備，而在這43種車型中只有部分車型本身攜帶抬頭顯示，其余則為選擇加裝。攜帶或可加裝抬頭顯示設(shè)備的車型占中國(guó)汽車市場(chǎng)上車型的0.51%，數(shù)量十分稀少，抬頭顯示普及程度低。同時(shí)攜帶或可加裝抬頭顯示設(shè)備的車型大多屬于中高檔車型，從表中可以看出來(lái)各大汽車廠商在考慮汽車是否加裝抬頭顯示時(shí)更多的是出于對(duì)提高車型附加價(jià)值的考慮而不是行車安全得考慮。因此在目前的市場(chǎng)上，抬頭顯示顯示更多體現(xiàn)的是附加價(jià)值，而不是安全駕駛價(jià)值。

1.2 中國(guó)市場(chǎng)抬頭顯示的種類

目前，抬頭顯示分為各大汽車品牌自發(fā)研制的本身攜帶型抬頭顯示和各種汽車配件公司或者電子產(chǎn)品公司研制的配件型抬頭顯示兩種。而不同廠商所研制生產(chǎn)的抬頭顯示界面更是五花八門。

1.2.1 本身攜帶型抬頭顯示界面

圖1所示，是一些汽車攜帶抬頭顯示的界面形式。不同品牌的抬頭顯示界面形式截然不同，顯示的信息內(nèi)容也各異，顏色單調(diào)，文字量較多，圖形較小。這種形式的界面難以高效傳達(dá)所示信息，同時(shí)預(yù)警效果不明顯，人機(jī)交互界面形式有待改善。

圖1 部分汽車攜帶抬頭顯示的界面形式

1.2.2 配件型抬頭顯示界面

如圖2，是一些配件型抬頭顯示的界面形式?？梢钥闯鲞@些界面同樣存在顏色單一，內(nèi)容復(fù)雜的問(wèn)題，除此之外，字體使用不合理會(huì)影響信息閱讀的高效性，界面中大量的信息，不合理的排布，使得顯示信息不具有很高的辨識(shí)性。

圖2 部分配件型抬頭顯示的界面形式

2 現(xiàn)階段抬頭顯示存在的問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)抬頭顯示的配置是基于附加價(jià)值體現(xiàn)的考慮而存在的，雖然已經(jīng)有了大量的研究顯示抬頭顯示對(duì)減少動(dòng)作分心和視覺分心上起到了很好的輔助作用，但是由于研究依然不夠全面，抬頭顯示的界面設(shè)計(jì)研究匱乏，導(dǎo)致抬頭顯示界面設(shè)計(jì)五花八門。比如，手機(jī)發(fā)展中nokia主導(dǎo)市場(chǎng)的時(shí)代一樣，當(dāng)時(shí)的各大手機(jī)品牌也是各自研發(fā)各自的手機(jī)界面，并沒(méi)有一個(gè)符合人機(jī)工程學(xué)，人機(jī)心理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)存在，而自手機(jī)發(fā)展到今天，這方面的研究已經(jīng)比較完善。抬頭顯示研究缺乏認(rèn)知分心方面的研究。

抬頭顯示作為減少駕駛分心，提高駕駛安全性的設(shè)備，目前缺乏對(duì)認(rèn)真資源占用導(dǎo)致的認(rèn)知分心的研究。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是抬頭顯示界面應(yīng)該顯示什么樣的信息，顯示多少信息;二是如何有側(cè)重的顯示不同的信息。

在汽車內(nèi)部與駕駛者產(chǎn)生信息交互的界面有HUD，HDD，HCS，CS四種，其中HUD的使用效果最好。抬頭顯示更多地是顯示與駕駛本身最為密切相關(guān)的信息，因此抬頭顯示并不適合顯示諸如媒體工具等信息。和駕駛本身相關(guān)的信息包含了車速，轉(zhuǎn)速，各類警示信息，水溫，燃油量，機(jī)油量，各種車載燈光，油耗，導(dǎo)航，娛樂(lè)，車況等，但并不是所有的信息都需要在駕駛過(guò)程中顯示，也并不是所有信息都對(duì)駕駛安全本身起到輔助作用。過(guò)少的信息不足以提高駕駛安全性，太多的信息則會(huì)大量占用駕駛者的視覺資源和認(rèn)知資源，不利于駕駛?cè)蝿?wù)的進(jìn)行。如何劃分車載信息，顯示哪些車載信息對(duì)于提高駕駛安全性，降低駕駛分心，是現(xiàn)在抬頭顯示研究應(yīng)該要解決的一個(gè)問(wèn)題。

抬頭顯示實(shí)時(shí)顯示與安全相關(guān)的一些車載信息時(shí)，駕駛員需要及時(shí)獲取和駕駛安全相關(guān)的信息來(lái)避免一些安全危險(xiǎn)行為，同時(shí)，駕駛員需要獲取多于一個(gè)的車載信息，因此信息顯示應(yīng)當(dāng)具有先后級(jí)的關(guān)系。比如，汽車超速，抬頭顯示應(yīng)如何顯示超速提醒，才能讓駕駛員第一時(shí)間內(nèi)接收到超速提示信息;再如， 抬頭顯示顯示警示駕駛者超速的時(shí)候，汽車的ABS出現(xiàn)了故障，抬頭顯示應(yīng)以何種形式顯現(xiàn)，可以讓駕駛者首先認(rèn)知到超速情況，其次認(rèn)知到ABS故障，并且在較短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成這兩個(gè)認(rèn)知任務(wù)而不產(chǎn)生多余的認(rèn)真負(fù)荷，不出現(xiàn)認(rèn)知障礙。因此抬頭顯示如何有側(cè)重的顯示不同車載信息應(yīng)該是現(xiàn)在抬頭顯示研究要解決的另一個(gè)大問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，抬頭顯示逐漸走進(jìn)人們的視野，在安全駕駛上也發(fā)揮著越來(lái)越多的作用。抬頭顯示自身具有的降低動(dòng)作分心和視覺分心的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)讓其在輔助駕駛安全方面體現(xiàn)出了極高的價(jià)值。抬頭顯示的認(rèn)知性研究是現(xiàn)階段抬頭顯示研究的薄弱部分，抬頭顯示需要給駕駛者提供一目了然的，適量的，適當(dāng)?shù)男畔ⅲ拍苡行лo助駕駛過(guò)程。解決抬頭顯示應(yīng)當(dāng)顯示什么信息，如何顯示信息的問(wèn)題，在降低認(rèn)真分心，輔助駕駛安全方面具有更為深淵的意義。

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