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UE虚幻引擎,缩短HMI设计流程,创造一致性的智能座舱新体验


智能座舱的科技感与智能化正在成为新世代用户们选购汽车的关键决定要素,越来越多的用户对驾驶过程中的视觉环境、人机交互体验、辅助驾驶功能等等提出了更高的要求,智能化趋势已经不可逆转,无论是传统主机厂,还是新势力品牌也纷纷发力智能座舱,通过丰富的人机交互内容,向用户提供最佳的驾乘体验。
智能汽车的到来,给汽车HMI带来了跨越式的发展,汽车HMI也不仅仅停留在界面设计的维度上,我们需要从硬件、软件、HMI设计、系统和平台等维度去综合考虑,并基于车机的使用场景,设计出最优的人机交互设计方案,才能满足日益增长的车内娱乐化需求,汽车行业的人机交互变革期已经来临。

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VR与虚幻引擎结合 缩短汽车设计周期

在整个汽车设计和HMI设计的过程中,设计方案的实时展现正在推动汽车产业发生翻天覆地的变化,各大汽车制造商都在探索创新方法,力图加速并改进设计流程,以适应快速迭代的产品趋势。BMW和MINI的混合现实实验室基于UE虚幻引擎,正在开拓一条大胆的汽车设计道路,将定制硬件与虚拟现实搭配使用,为生产周期带来全新层次的实时体验。

在快节奏的汽车行业中,保持设计迭代速度的领先且不牺牲视觉逼真度,对于高效打造未来汽车全新体验愈发重要,BMW和MINI正在通过高分辨率实时技术加快迭代速度,将VR、虚幻引擎和实体硬件搭配使用,可提供独特的设计体验,提高生产力和设计迭代速度。

BMW集团MINI内饰设计负责人Christian Bauer说道,“世界变化越来越快,所以对我们而言,加快设计流程也非常重要”,汽车设计的一大挑战就是寻求一种平衡,既要设法实现新车型的完美设计,又要站在制造与生产的角度,考虑在计划时间内能够实际生产的产品。“混合现实对这两者都十分有帮助,我们可以共同展示所有可能的方案——成本、时间、技术、可能性。”BMW集团虚拟现实内饰设计cubing负责人Daniel Motus说道,“在开模之前,我们可以做出任何改变,并讨论出最佳解决方案。”

结合虚幻引擎、VR和特制的实体汽车验证台架,可以有效的将虚拟场景和实体场景融合,从而造极致的混合现实设计体验,让设计团队能够在设计创意初期,尽情尝试不同的设计方案并做出关键决策,节省出更多时间进行迭代和优化,从而较快的确定设计方案

“这种新技术帮助设计师在不同阶段的初期展示各种表面,体验不同的环境。”Bauer说道,“如果你通过虚拟手段坐在汽车里观察周围,你就能迅速观察到阴影对各种表面的影响,以及光线在这些表面上的表现,这可以帮助我们缩短设计流程,尽早地对我们在虚拟世界看到的效果作出反应。”

高保真可视化应用搭配虚幻引擎实时功能,让BMW灵活而又不损品质地快速迭代。由于能够在新车设计阶段的初期更透彻地了解客户体验,BMW集团的设计师和工程师们拥有更灵活的开发周期,不仅缩短了迭代时间,也有机会尝试全新层次的团队讨论。而使用虚幻引擎可以实时制定决策,且不会牺牲对团队成功至关重要的视觉品质,从而加速了设计流程。

虚幻引擎在汽车产业应用中没有限制,比如在使用虚幻引擎工具构建虚拟装配、甚至在销售端,使用虚幻引擎进行产品可视化展示等等,宝马团队在产品整个生命周期中都应用了UE虚幻引擎,对设计、制造和营销端都发挥了很大的作用。



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虚幻引擎 创造一致性的HMI设计与体验

过去几年,我一直从事汽车HMI的设计以及车机体验相关的工作,汽车HMI整个流程存在一个很大的问题,那就是设计软件和开发软件没有完全打通,导致汽车HMI的设计稿并不能完全还原到整车的设计里面,前期的设计稿要经过很多次的修改,才能满足开发软件的开发需求,导致设计和开发周期过长。

从设计流程来看,汽车HMI的整个流程主要包括产品定位与战略阶段、概念设计阶段、设计开发阶段、工程车阶段、生产和运营阶段。概念设计与设计开发阶段,需要完成对产品功能配置、内饰设计、市场竞品对标、人因分析、软硬件约束、功能需求定义、交互设计、视觉设计的整个流程,而到了工程实现阶段,需要demo台架验证、系统开发、软硬件集成、整车测试与HMI评价等阶段。

在传统的HMI工作流程中,设计过程中,设计师的设计流程图和设计效果图,几乎很少能迅速看到在汽车实物上的真实的体验和交互效果,因为这需要工程师进一步开发并在车辆或台架上才能演示。如果有一个软件可以将这几个阶段集成到一起,实时展现逼真的交互效果,将会大大缩短HMI设计迭代时间。虚幻引擎打破传统HMI工作流程,结合了最新的协作流程和设计流程,可用于创建汽车HMI、信息娱乐和数字驾驶舱体验,让设计师快速迭代设计并整合功能,从而动态地影响项目。

汽车HMI是汽车产业全新的开拓方向之一,而虚幻引擎提供了一整套工具集来支持设计的无代码开发与复现,设计师可以几乎实时地在车辆中看到他们的设计,这种快速迭代的设计流程也可以让设计师获得即时反馈,并通过不断测试完善设计。
例如,设计师提出的某个HMI界面可能因为太阳角度问题导致反光而功能不可见时,测试者通过虚幻引擎创建一个完全类似的场景,让设计师坐在车辆里直接做出改动显然是更好的选择。这种高效的流程可以改进设计并节省时间,为打磨整体体验留出更多时间。工程师也能从设计师效率的提高中受益,他们可以集中精力处理重大技术功能,并和设计师一起监控性能,确保体验的流畅度。
对于参与构建HMI系统的人来说,访问虚幻引擎延展性极佳的C++ API接口能够带来全新的体验,导航、音乐和汽车设置服务等后端服务功能,可以通过一个简洁的API接口公开给蓝图中的可视化脚本语言。
例如,逐向导航可以触发一个C++委托,并由该委托触发一个蓝图事件,然后,设计师可以将摄像头运动或控件与该蓝图事件挂钩,在屏幕上播放一段动画。注意,是设计师在其设计中最终启用了该功能,而不是工程师,这是实现设计驱动型研发的核心。
除了蓝图可视化脚本和可扩展的C++代码库,HMI开发者也可以自由运用虚幻引擎丰富的工具集,其中就包括Niagara视效系统,它可被用于创建和实时预览粒子效果。
Niagara为HMI设计开辟了全新的创意可能性,充电效果可以显示电动车对其电池状态所作的反应,不同的效果可以显示汽车中不同功能的作用,而对于需要赢得驾驶者信赖的四级自动驾驶车辆来说, 还有比直接向驾驶者展示车辆眼中的路况更好的方法吗?
得益于在游戏领域的经验,虚幻引擎还为HMI的生产提供了一流的可视化功能,它的车漆材质和反射效果可以为车辆创造最高品质的实时图像,设计师还可以使用各种汽车材质和着色器来展现自己对汽车HMI的设想。


随着新能源车型的普及,实时展示能源消耗情况的能源状态可视化和展示车辆感知环境的ADAS可视化,有了数字屏幕和虚幻引擎工具套件,创造更丰富的视觉效果变得可能。虚幻引擎在汽车硬件上支持OpenGL ES3.2和Vulkan,可实现殿堂级的渲染,以极高的效率在屏幕上呈现最佳的视觉效果,虚幻示意图形UI设计器提供可扩展且强大的内置UI框架,可以让设计师用由C++支撑的蓝图轻松创建出他们想要的HMI控件。
引擎的分析工具套件,如Unreal Insights,可确保设计师设计的应用程序运行流程、性能良好,并实现流畅的用户交互。用户还可以通过无线方式(OTA)动态加载可下载内容包,从而快速更新系统,让你快速修改HMI体验中的功能和内容。而快速的风格切换功能可以让用户通过按钮快速定制用户界面的方方面面,实现车辆的个性化定制。
拥有自动驾驶功能的车辆越来越多,车内娱乐系统的体验及表现将成为年轻用户购买汽车的重要考虑因素。具有游戏开发基因的虚幻引擎将是开发车内游戏和娱乐的最佳平台,创造更具个性的语音助手、交互形象、特殊动态效果或拟人化角色,使用虚幻引擎作为HMI平台,这些设想都有可能成为现实。
总结
随着5G和车联网技术的发展,科技、智能、人性化设计正在重新定义未来汽车人机交互新体验。多屏联动、全液晶仪表、车载信息娱乐系统IVI、ADAS高级驾驶辅助系统、语音识别、AR HUD等技术正在迅速普及到智能汽车中,虚幻引擎,让一致性体验贯穿整车HMI设计开发流程,通过直观的可视化方式,创造更丰富更个性的车机内容和体验,让设计驱动体验,让智能不再受开发平台的限制,最大程度发挥设计的优势!


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