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[導(dǎo)讀]如今,汽車已經(jīng)不再是一個(gè)簡單的交通工具,而是一種智能化的移動(dòng)終端。通過集成各種先進(jìn)的傳感器、控制器和執(zhí)行器,汽車可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的感知、分析和決策,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、智能導(dǎo)航、車輛間通信、互聯(lián)網(wǎng)連接等功能。這些功能不僅提高了駕駛的便捷性和安全性,也使得汽車成為了一種全新的出行體驗(yàn)和生活方式。交互界面(HMI)是現(xiàn)代智能汽車的重要組成部分,它不僅關(guān)乎駕駛者的駕駛體驗(yàn)、安全性,同時(shí)也關(guān)乎乘客的舒適度和便利性。作為車內(nèi)信息交流的橋梁,HMI承載著人類與車輛互動(dòng)的重要任務(wù)。一款友好的HMI可以幫助用戶簡單、直觀、迅速地操作汽車,同時(shí)也有助于車機(jī)發(fā)揮最強(qiáng)的性能。

如今,汽車已經(jīng)不再是一個(gè)簡單的交通工具,而是一種智能化的移動(dòng)終端。通過集成各種先進(jìn)的傳感器、控制器和執(zhí)行器,汽車可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的感知、分析和決策,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、智能導(dǎo)航、車輛間通信、互聯(lián)網(wǎng)連接等功能。這些功能不僅提高了駕駛的便捷性和安全性,也使得汽車成為了一種全新的出行體驗(yàn)和生活方式。交互界面(HMI)是現(xiàn)代智能汽車的重要組成部分,它不僅關(guān)乎駕駛者的駕駛體驗(yàn)、安全性,同時(shí)也關(guān)乎乘客的舒適度和便利性。作為車內(nèi)信息交流的橋梁,HMI承載著人類與車輛互動(dòng)的重要任務(wù)。一款友好的HMI可以幫助用戶簡單、直觀、迅速地操作汽車,同時(shí)也有助于車機(jī)發(fā)揮最強(qiáng)的性能。

HMI設(shè)計(jì)作為智能汽車GUI設(shè)計(jì)的重要組成部分,對(duì)于提升智能汽車的品質(zhì)、品牌形象和智能化發(fā)展都具有重要意義?!白鳛镠MI設(shè)計(jì)工具提供商,我們的使命是專注于為智能汽車提供完整的HMI 解決方案,愿景是開發(fā)更易用、更高性能、更開放的汽車HMI工具平臺(tái),同時(shí)為汽車市場(chǎng)提供領(lǐng)軍產(chǎn)品?!痹?023深圳國際自動(dòng)駕駛技術(shù)高峰論壇上,加賀富儀艾電子(上海)有限公司市場(chǎng)總監(jiān)孫厚凱向現(xiàn)場(chǎng)的觀眾介紹了該公司旗下性能領(lǐng)先的HMI設(shè)計(jì)工具——CGI Studio。作為一款獲得全球Top10 OEM廠商中8家采用的工具,CGI Studio以其可擴(kuò)展且獨(dú)立于硬件的HMI設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)橹悄芷噭?chuàng)建出色且可定制的嵌入式 GUI 解決方案,而廣受青睞。

加賀富儀艾電子(上海)有限公司市場(chǎng)總監(jiān) 孫厚凱

幾大關(guān)鍵特性看這款可擴(kuò)展且獨(dú)立于硬件的HMI設(shè)計(jì)工具

創(chuàng)建完美的人機(jī)界面不是一個(gè)步驟,而是一個(gè)過程。CGI Studio因?yàn)橐韵绿匦员徽J(rèn)為是創(chuàng)建設(shè)計(jì)個(gè)性化圖形用戶界面的最佳工具之一:首先,CGI Studio是開放源碼的編輯平臺(tái),包括平臺(tái)內(nèi)的UI編輯器和其它工具,源碼也都是開放給設(shè)計(jì)公司和用戶的;其次,CGI Studio的可擴(kuò)展非常強(qiáng),它支持目前常見的汽車操作系統(tǒng),例如Linux、Android、QNX等,甚至還包括一些小眾平臺(tái);CGI Studio 專注于高級(jí)可用性功能,如即用型 HMI 控件、自動(dòng)化工作流程和集成狀態(tài)機(jī),即使對(duì)于沒有編程技能的用戶,也能輕松創(chuàng)建 HMI;CGI Studio可以實(shí)現(xiàn)快速導(dǎo)入,屢獲殊榮的AI Importer可以使用戶在無需編程的情況下把資源直接導(dǎo)入,導(dǎo)入后的資源可以智能識(shí)別并且直接編輯;除了可實(shí)現(xiàn)多種操作系統(tǒng)的無縫對(duì)接之外,CGI Studio還擁有比較領(lǐng)先的渲染引擎,在給車廠或Tier 1公司提供出色的、可定制的、嵌入式GUI時(shí),其中就包括高性能的OpenGL渲染引擎,該功能可以幫助車廠提前產(chǎn)品的發(fā)布時(shí)間。

“CGI Studio在獨(dú)立于各種平臺(tái)的同時(shí)也是一個(gè)跨平臺(tái)的軟件,到目前為止,CGI Studio集成了不同的硬件IC,包括國際知名IC廠商TI、NXP、英飛凌、ST、瑞薩等,現(xiàn)在我們也在努力與國內(nèi)的頂流IC廠商做一些新的集成。”孫厚凱透露道,“值得一提的是,針對(duì)定制化GUI的開發(fā),我們可以根據(jù)客戶的不同需求來做,比如不同車廠、不同Tier 1公司的儀表盤、IVI系統(tǒng)等,這種定制化GUI開發(fā)的功能讓客戶的系統(tǒng)或者應(yīng)用會(huì)更加出色?!?

CGI Studio編輯界面

CGI Studio的這些獨(dú)特能力在市場(chǎng)上很能打,在目前的市場(chǎng)應(yīng)用中已經(jīng)獲得非常好的口碑和豐富的用例。孫厚凱如數(shù)家珍地給出了一組數(shù)據(jù):“到目前為止,我們已經(jīng)與全球前十中的8家互聯(lián)網(wǎng)車廠建立了合作,通過 CGI studio 開發(fā)的應(yīng)用程序均實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn);和超過6個(gè)以上的Global Tier 1公司達(dá)成合作,共同開發(fā)了IVI系統(tǒng)。通過23年的耕耘,我們?cè)贖MI創(chuàng)建和服務(wù)方面一直保持著領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),在整個(gè)歐洲市場(chǎng),Candera公司一直是歐洲市場(chǎng)Tier 1廠商的頂級(jí)合作伙伴?!睋?jù)悉,截至目前,已經(jīng)成功在5000萬輛汽車上實(shí)現(xiàn)了GUI的量產(chǎn),這在HMI工具的應(yīng)用規(guī)模上堪稱最高紀(jì)錄。

CGI Studio經(jīng)過多年的迭代,目前的最新版本是CGI Studio 3.12。相比上一代,CGI Studio 3.12 增強(qiáng)的智能導(dǎo)入器現(xiàn)在支持導(dǎo)入 Figma 文件,同時(shí)能更精確地識(shí)別控件;借助新的Fusion Editor,用戶可以直觀地編寫其應(yīng)用程序邏輯;對(duì)矢量圖形的支持確保了更出色的 HMI 圖形和更低的內(nèi)存占用;改進(jìn)后的狀態(tài)機(jī)編輯器提供了大量選項(xiàng),可以在視覺上擴(kuò)展使用的范圍,并且播放器允許在制作過程中旋轉(zhuǎn)和無縫縮放 GUI;升級(jí)后的幫助系統(tǒng)現(xiàn)在提供動(dòng)態(tài)文檔,包括搜索和歷史記錄以及對(duì)多種語言的支持。

一站式設(shè)計(jì)工具鏈,打造極致交互體驗(yàn)

一套完整的HMI設(shè)計(jì)軟件解決方案,少不了工具鏈的加持。下圖是CGI Studio工具鏈的展示。用戶把用Photoshop或其他設(shè)計(jì)工具做的2D、3D資源通過Importer導(dǎo)入Scene Composer(資源編輯器)后,直接編輯完成需要的設(shè)置,然后配上state machine(狀態(tài)機(jī)的編輯器)和Language tables(語言管理器),就能夠得到一個(gè)完整的GUI方案。

以開發(fā)汽車的雙開儀表方案為例,只需要把圖片和語言導(dǎo)入就可以得到CGI Player(一個(gè)簡單的界面),整個(gè)過程不需要人工編程。完成雙開儀表的界面后,用戶在Windows或操作平臺(tái)上可隨時(shí)做預(yù)覽和模擬,當(dāng)開發(fā)進(jìn)度完成至100%后,整個(gè)資源邏輯管理就可以直接下載到用戶的開發(fā)板。

CGI Studio工具鏈

此外,CGI Studio工具鏈里還有一個(gè)性能分析器(ANALYZER),當(dāng)在硬件平臺(tái)上遇到任務(wù)調(diào)度、資源管理、內(nèi)存儲(chǔ)存等問題的時(shí)候,ANALYZER會(huì)實(shí)時(shí)的、可視化的做分析,找到瓶頸在哪里并進(jìn)行解決,實(shí)現(xiàn)最好的優(yōu)化和最大的性能。

全方位覆蓋!滿足低、中、高端各類平臺(tái)多樣化需求

在汽車領(lǐng)域,SOC上集成了多個(gè)功能模塊,包括處理器、圖形處理器、內(nèi)存控制器、多媒體處理器等。中低端SOC平臺(tái)常見的問題就2D功能比較強(qiáng),但3D渲染能力有限,或者幾乎沒有3D 渲染的能力。針對(duì)這個(gè)問題,CGI Studio有接口支持專用 2D API,不僅是位圖傳輸,還包括旋轉(zhuǎn)和圖層的變化。

CGI Studio還具備緩存機(jī)制,使得各種系統(tǒng)內(nèi)存的調(diào)用更加方便。在加速啟動(dòng)方面,CGI Studio也做了很多優(yōu)化,包括內(nèi)容分區(qū)、壓縮算法、異步加載等,個(gè)別案例在引擎啟動(dòng)時(shí)間僅僅是100ms以內(nèi)。多頻渲染是在某個(gè)圖層或單獨(dú)線程里進(jìn)行不同的渲染指令,比如儀表的渲染頻率是每秒30幀、60幀,但HUD或者IVI渲染只有每秒5幀、10幀或者15幀,CGI Studio的多層渲染功能可以使傳輸和內(nèi)存的占用降低,因此整個(gè)GUI的性能就會(huì)更好。

在HMI設(shè)計(jì)工具中,不同的繪圖區(qū)域和不需要的區(qū)域就是臟區(qū),臟區(qū)的管理需要自動(dòng)化相機(jī)的失效機(jī)制功能,用不到的圖像CGI Studio會(huì)直接刪掉以便節(jié)約內(nèi)存。資源包的管理CGI Studio有兩種方式,一種為直接在VRAM上傳,另一種是從 Flash 直接映射。針對(duì)內(nèi)存池,CGI Studio也開發(fā)了專門的內(nèi)存管理器。

“在經(jīng)過在幾千萬輛汽車的應(yīng)用以后,我們發(fā)現(xiàn)GUI的量產(chǎn)過程中遇到的大部分問題是碎片和垃圾收集,它們會(huì)導(dǎo)致程序越來越慢甚至出現(xiàn)死機(jī)、卡機(jī)的現(xiàn)象。CGI Studio的臟區(qū)管理和內(nèi)存池功能使得GUI運(yùn)行可靠,不會(huì)出現(xiàn)上述問題。”孫厚凱說道,“字體也是CGI Studio的一大特色。在歐洲,不同的國家使用不同的語言,常用語言超過20種以上。不同的字體語言需要專門的字體編碼器,CGI Studio可以提供Freetype和Monotype 等各種字體和語言管理方式,使得HMI設(shè)計(jì)工具翻譯更快、性能更好??偠灾椭械投薙OC平臺(tái)而言,在整個(gè)歐洲市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以及整個(gè)亞太市場(chǎng),CGI Studio都可以做到性能最佳。”

中高端SOC平臺(tái)是指具備較高性能和先進(jìn)功能的系統(tǒng)級(jí)芯片,用于驅(qū)動(dòng)和管理車輛的各種電子系統(tǒng),最常見的功能之一就是3D渲染。CGI Studio可以支持 3D的Open GL ES 1.1 至3.0不同版本,包括各種遮擋剔除、引擎、著色器等。同時(shí),還廣泛支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),例如

虛擬機(jī)管理程序、IPC 解決方案、OpenGL、Monotype、Photoshop、Lua 腳本語言等,用戶或者設(shè)計(jì)師只需要簡單的配置下相關(guān)的語言參數(shù)及邏輯即可完成開發(fā)。

“針對(duì)中高端SOC平臺(tái),高級(jí)功能安全是車廠普遍關(guān)注的問題。ISO 26262的標(biāo)準(zhǔn)為汽車的互聯(lián)功能提供了安全性的指導(dǎo)和要求。CGI Studio軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了ISO 26262 ASIL B的標(biāo)準(zhǔn),就這一點(diǎn)而言CGI Studio在業(yè)內(nèi)的HMI軟件里已處于領(lǐng)先地位?!睂O厚凱強(qiáng)調(diào),“不管是低端的2D SOC還是高端的3D SOC,我們都可以提供完整的供應(yīng)鏈方案來應(yīng)對(duì)用戶的需求。CGI Studio作為智能汽車的應(yīng)用開發(fā)工具,支持的3D渲染技術(shù)也已經(jīng)達(dá)到了代碼開源,車廠或用戶可以利用我們的軟件做二次開發(fā),或者多個(gè)項(xiàng)目同時(shí)做不同的開發(fā),使開發(fā)資源在重復(fù)利用的同時(shí)還能提高效率。”

豐富酷炫用戶界面落地眾多車型,CGI Studio憑實(shí)力圈粉

利用CGI Studio軟件工具開發(fā)的汽車顯示系統(tǒng)包括顯示控制(天窗、燈光等等其他氛圍)、抬頭顯示器HUD、儀表、主機(jī)(IVI)以及后頭枕顯示器等。許多造車新勢(shì)力將HUD作為其智能駕駛輔助系統(tǒng)的重要組成部分,在HUD的開發(fā)中,CGI Studio可以用于創(chuàng)建各種圖像和動(dòng)畫,將重要的駕駛信息投影到駕駛員視線范圍內(nèi),比如通過渲染粒子效果實(shí)現(xiàn)火焰、天氣變化的模擬以及自動(dòng)駕駛的路線選擇、道路偏移等。除了駕駛位,對(duì)于后排的頭枕顯示器,可以通過CGI Studio提前設(shè)定與前端IVI系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián),實(shí)現(xiàn)信息傳輸、畫面共享或者娛樂信息顯示等。已量產(chǎn)的還有增強(qiáng)式的抬頭顯示(AR-HUD),在HUD抬頭上會(huì)顯示一些基本的輸入信息和障礙信息,同時(shí)也可以把地圖推送到車窗上。

“CGI Studio已經(jīng)應(yīng)用在了奧迪、大眾、保時(shí)捷、寶馬等一些高端車型,日韓的本田、現(xiàn)代汽車也有應(yīng)用。通過最近幾年的耕耘,我們?cè)趪鴥?nèi)也已經(jīng)有一些項(xiàng)目在量產(chǎn),比如比亞迪、長城哈弗等車機(jī)上的儀表、IVI系統(tǒng)等?!睂O厚凱在分享CGI Studio的應(yīng)用和合作伙伴時(shí)表示,儀表和抬頭顯示量產(chǎn)的車系有奧迪、寶馬5系、7系全系列,國內(nèi)有比亞迪唐、比亞迪宋部分車型;中控IVI在歐洲主要是寶馬車系,亞太區(qū)鈴木、江淮也有量產(chǎn)的項(xiàng)目;后座娛樂系統(tǒng)主要是在保時(shí)捷車型上有量產(chǎn)。

“隨著科技的飛速發(fā)展,汽車HMI設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了汽車行業(yè)的重要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。憑借20多年的嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn),CGI Studio已經(jīng)積累了豐富的技術(shù)實(shí)力和量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),能夠?yàn)槲覀儚V泛的客戶群提供可定制的產(chǎn)品?!睂O厚凱表示,“作為汽車HMI設(shè)計(jì)工具的優(yōu)質(zhì)提供商,我們深入了解汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),緊跟市場(chǎng)需求和技術(shù)潮流,致力于為客戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和服務(wù)。未來,我們將進(jìn)一步和中國的用戶、車廠,Tier 1公司一起進(jìn)步,共同發(fā)展更具卓越體驗(yàn)的HMI產(chǎn)品設(shè)計(jì)。”

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