隨著汽車L2-L5的不斷發(fā)展成熟，汽車座艙已由機(jī)械式發(fā)展至智能化階段，智能座艙逐漸向第三空間演變。據(jù)蓋世汽車研究院數(shù)據(jù)，智能座艙單車價(jià)值量或?qū)⑦_(dá)到傳統(tǒng)座艙的3-5倍，預(yù)計(jì)2030年或?qū)⑦_(dá)到2000億元人民幣。此外，座艙技術(shù)邊界不斷拓展，未來智能座艙的功能將不斷豐富。

在2023第三屆中國汽車人機(jī)交互創(chuàng)新大會(huì)上，中科創(chuàng)達(dá)Kanzi設(shè)計(jì)中心技術(shù)生態(tài)總監(jiān)王宇洋坦言，過去一年軟件定義汽車的預(yù)言得到驗(yàn)證，但在持續(xù)涌現(xiàn)的新技術(shù)浪潮中，汽車的未來應(yīng)該是軟件的差異化。對于開發(fā)團(tuán)隊(duì)和最終用戶而言HMI的復(fù)雜性正在上升。

汽車行業(yè)走向HMI新階段

HMI，即“Human Machine Interface”。在汽車領(lǐng)域主要指人與汽車的交互，包含UX和UI兩部分。作為車輛系統(tǒng)和用戶間的信息交換媒介，HMI通過智能化設(shè)計(jì)滿足用戶的駕乘需要。此外，在軟硬件融合程度及網(wǎng)聯(lián)化程度不斷加深的趨勢下，HMI作為功能控制和信息呈現(xiàn)終端也承載著越來越多的任務(wù)，透過2023第三屆中國汽車人機(jī)交互創(chuàng)新大會(huì)可以發(fā)現(xiàn)，HMI總體走勢向著多模交互、界面體驗(yàn)、情感需要三方面演進(jìn)。

中科創(chuàng)達(dá)Kanzi設(shè)計(jì)中心技術(shù)生態(tài)總監(jiān)王宇洋在會(huì)上發(fā)表演講

所謂多模交互，即將多種感官融合。從視覺、聽覺、觸覺、語音等多種方式，構(gòu)建出座艙與用戶間多種無縫銜接的信息通道，充分模擬人與人之間的交互方式。多模交互的實(shí)際應(yīng)用表現(xiàn)之一，正如王宇洋所言，在汽車中安裝更多屏幕的趨勢正在接近頂峰，甚至到了一切皆屏幕的程度。

而關(guān)于界面體驗(yàn)，整體呈現(xiàn)高質(zhì)感、輕量化、個(gè)性化的特征。汽車本身的科技屬性使得高質(zhì)感的色彩渲染和圖標(biāo)設(shè)計(jì)成為車輛高級(jí)感的重要體現(xiàn)；此外用戶不同的審美需要也使得界面設(shè)計(jì)朝著個(gè)性化前進(jìn)。

中科創(chuàng)達(dá)HMI2.0，圖源:中科創(chuàng)達(dá)

最后關(guān)于情感交互，簡而言之還是用戶的心理訴求。當(dāng)座艙成為用戶生活的“第三空間”，工作、娛樂、休閑甚至育兒都能夠在該場景實(shí)現(xiàn)。

基于以上種種，汽車行業(yè)面臨著越來越多基于各種軟件堆棧的場景，對于開發(fā)團(tuán)隊(duì)和最終用戶而言HMI的復(fù)雜性正在上升。如何將HMI的多功能性更快落地，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營成為產(chǎn)業(yè)急需解決的問題。王宇洋表示:“像Kanzi One這樣的一體化HMI工具鏈能夠很好的解決行業(yè)問題，并已在業(yè)內(nèi)引起共鳴。Kanzi One能夠?qū)⑿枨蟆⒃O(shè)計(jì)和工程結(jié)合起來，從而創(chuàng)造功能價(jià)值。我們的目標(biāo)是幫助汽車制造商簡化HMI開發(fā)設(shè)計(jì)流程，并最終為消費(fèi)者帶來創(chuàng)新的UI使用體驗(yàn)?！?/p>

HMI實(shí)現(xiàn)路徑，Kanzi的性能優(yōu)化方案

KanziOne是什么？據(jù)王宇洋總監(jiān)介紹:“KanziOne是全球首個(gè)與安卓操作系統(tǒng)完全兼容的汽車HMI工具鏈。它整合了現(xiàn)代 HMI 開發(fā)所需的一切工具，包括:核心 Kanzi 框架——Kanzi Studio 和 Kanzi Engine，以及由 Kanzi Connect、Kanzi Maps、Kanzi Particles、Kanzi Autostereoscopy、KanziVR等構(gòu)成的功能包。與其他開發(fā)工具相比，Kanzi One可極大減少編碼的工作量，輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間及人員成本減半?！?/p>

KanziOne設(shè)計(jì)效果圖圖源:中科創(chuàng)達(dá)

Kanzi最大的優(yōu)勢就在于提高生產(chǎn)力。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面:

首先，Kanzi通過其強(qiáng)大的UI框架，提供完全可視化的HMI編輯，可以消除80%的UI代碼；

其次，Kanzi通過開箱即用的解決方案實(shí)現(xiàn)快速原型設(shè)計(jì)和輕松的部署，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬、調(diào)試和性能分析，可以大大降低成本；

最后Kanzi提供高效的開發(fā)流程，設(shè)計(jì)人員和開發(fā)人員在不同的HMI組件上并行工作，加快產(chǎn)品的上市時(shí)間。

關(guān)于Kanzi常用的性能優(yōu)化方案有哪些？這一問題，王宇洋總監(jiān)從問題解決導(dǎo)向進(jìn)行了講解。

“一般在將紋理數(shù)據(jù)從CPU部署到GPU的過程中，PNG需要先解碼為RAW Data，再部署到GPU側(cè)?！痹撨^程存在兩個(gè)問題:

一是PNG資源的解碼在啟動(dòng)階段會(huì)消耗較長時(shí)間；

二是如果將所有原始數(shù)據(jù)嵌入到 Kanzi的資源文件kzb 中，文件會(huì)變得很大，系統(tǒng) I/O 會(huì)很慢。

圖源:中科創(chuàng)達(dá)

Kanzi的優(yōu)化策略是使用壓縮紋理格式，PNG不需要解碼，可以直接部署到 GPU。其中一種壓縮紋理格式是ASTC，是基于塊的有損紋理壓縮算法。此方案可以在設(shè)計(jì)凍結(jié)后應(yīng)用。

默認(rèn)情況下Kanzi使用online shader，即Kanzi Studio將源代碼導(dǎo)入到Kanzi的資源文件Kzb中，當(dāng)在目標(biāo)平臺(tái)上啟動(dòng)Kanzi應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)用程序才使用OpenGL驅(qū)動(dòng)程序加載和編譯, 編譯增加了應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)使用Binary shader時(shí)，Kanzi使用GPU的offline shader編譯器編譯shader，并將編譯好的shader以二進(jìn)制的方式導(dǎo)入到Kanzi的資源文件Kzb中，這樣Kanzi應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)就能直接使用編譯好的Binary Shader，減少Kanzi應(yīng)用程序的加載時(shí)間。

此外，Kanzi提供了預(yù)加載技術(shù)加載資源的方法，加快了啟動(dòng)的時(shí)間；同時(shí)Kanzi提供了強(qiáng)大的性能分析工具，可以分析整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)過程每一幀系統(tǒng)進(jìn)行了哪些工作，可以在項(xiàng)目優(yōu)化階段應(yīng)用。

Kanzi暢想的智駕未來

過去，用戶在選擇新車時(shí)使用的是傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，像外觀、動(dòng)力、速度、續(xù)航里程、內(nèi)室設(shè)計(jì)和娛樂功能等等方面，在汽車下線后已成定勢。而中科創(chuàng)達(dá)Kanzi設(shè)計(jì)中心技術(shù)生態(tài)總監(jiān)王宇洋提出:“未來，汽車的配置可以在銷售階段進(jìn)行更改，以滿足用戶的需求。例如當(dāng)用戶想要更換車身的顏色，從應(yīng)用商店中選擇一個(gè)，片刻時(shí)間即可獲得喜歡的車身配色；當(dāng)需要更長的續(xù)航里程時(shí)，用戶下載一個(gè)功能包就能實(shí)現(xiàn)?！?/p>

圖源:中科創(chuàng)達(dá)

Kanzi作為工具軟件，將持續(xù)助力便捷的研發(fā)設(shè)計(jì)和高級(jí)的用戶體驗(yàn)。相較于此前的版本，KanziOne進(jìn)一步升級(jí)，具體呈現(xiàn)出四方面的新特性:

第一，Kanzi One進(jìn)一步內(nèi)置了基于物理的HDR渲染管線，簡化了設(shè)計(jì)和開發(fā)人員創(chuàng)建高質(zhì)量圖形的過程；

此外Kanzi支持線性顏色空間。由于人眼對光的感知是非線性的，計(jì)算機(jī)顯示器對光強(qiáng)度的反應(yīng)同樣是非線性響應(yīng)，所以相較于淺色人眼更能區(qū)分深色?；谝陨显颍谄聊簧巷@示圖像時(shí)保持暗強(qiáng)度的準(zhǔn)確性非常重要。但在非線性顏色空間中執(zhí)行顏色計(jì)算會(huì)導(dǎo)致顏色和α混合的結(jié)果不準(zhǔn)確，Kanzi在操作之前會(huì)將所有的顏色值轉(zhuǎn)換為線性顏色空間，使得逼真的光照計(jì)算和正確的顏色混合成為可能，特別是使用基于物理的渲染技術(shù)。

圖源:中科創(chuàng)達(dá)

第二，與Android 深度集成。

首先Kanzi One Engine已經(jīng)完全支持Java API并將Kanzi 引擎集成到 Android UI 線程中，Kanzi UI framework為Android Automotive用戶界面提供豐富的圖形和高級(jí)可視化功能，允許開發(fā)人員完全自定義UI外觀。同時(shí)，擴(kuò)展了 Android API，為 Android 應(yīng)用程序開發(fā)人員提供了額外的功能。

其次，可以使用標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具，開發(fā)、部署和調(diào)試基于 Kanzi 的應(yīng)用程序，例如 Android Studio 。

最后在 Android UI 中可以自由組合 KanziView。Kanzi View本質(zhì)是一個(gè)Android的view組件，可以與 Android UI 層次結(jié)構(gòu)自由的組合，在架構(gòu)上類似于 Android 的 Cameraview、Videoview 和 GLsurfaceview。

第三，全新的 UI Workflow。

Kanzi One引入了全新的Activity 子系統(tǒng)，重新定義了UI Workflow。Activity 子系統(tǒng)提供模塊化、動(dòng)態(tài)的 UI 狀態(tài)管理，以實(shí)現(xiàn)最佳性能和資源處理。借助Activity 子系統(tǒng)，基于Kanzi開發(fā)的項(xiàng)目可以被劃分成多個(gè)易于管理的小的 UI 模塊，這些UI模塊僅在需要時(shí)動(dòng)態(tài)加載，在不活動(dòng)時(shí)卸載，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作流程和性能的極致效率。

圖源:中科創(chuàng)達(dá)

第四，全新商業(yè)模式，免費(fèi)提供量產(chǎn)插件。

Kanzi擁有近12年的車載行業(yè)量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從國內(nèi)到國際、從低端到高端、從乘用車到卡車遍及各大OEM品牌。截止到2021年年底，Kanzi已應(yīng)用于全球3000多萬輛量產(chǎn)汽車，而多家OEM的內(nèi)部評(píng)估也驗(yàn)證了Kanzi性能第一的排名。

當(dāng)前，人們正親身經(jīng)歷著汽車行業(yè)的巨大飛躍，軟件定義的汽車不再只是一個(gè)愿景。類似Kanzi One的HMI工具軟件，將加速汽車行業(yè)的發(fā)展，使“第三空間”內(nèi)的高級(jí)用戶體驗(yàn)更加豐富多彩。

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