超以象外 虛實相生——汽車人機交互軟硬界面整合設計.pdf

1、論文選題源自于國家科研項目和設計實踐，系統(tǒng)研究汽車人機交互軟件與硬件界面的整合設計與評估，研究涉及兩個基本理論問題:第一，汽車人機交互軟硬界面作為一個有機整體，必應具有統(tǒng)一的設計主題、視覺風格、交互體驗、服務功能，然而目前軟硬界面分離的設計流程難以從整體上把握交互產(chǎn)品的最終品質(zhì)。因此，重新構建汽車人機交互界面研發(fā)流程，構建統(tǒng)一規(guī)范的設計實踐活動體系，具有重要的理論和實踐意義。第二，設計師的知識、經(jīng)驗與對問題的分析、綜合、判斷是影響設計品

2、質(zhì)的重要因素。因此，整合設計工具與方法，對于提升設計效率、表達設計意圖、促進設計溝通、優(yōu)化設計效果具有理論和實踐意義。
　　針對論文研究問題，采用“案例分析法”、“用戶調(diào)研”、“用戶測試”等研究方法，通過湖南大學汽車車身設計與制造國家重點實驗室《電動汽車人機交互界面設計》、《電動汽車內(nèi)室造型設計》、《電動汽車嵌入式信息交互系統(tǒng)設計》、《電動汽車導航軟硬界面整合設計》等項目的設計研究和實踐，結合大量文獻研究，提出理論框架和模型。

3、r>　　論文研究的基本內(nèi)容包括:第一章以設計的理性求解與反映實踐、設計的規(guī)范性與描述性、設計“整合”的內(nèi)涵及其應用為研究的學術背景，綜述了研究的領域背景，包括汽車造型設計流程、交互設計流程、汽車人機交互界面設計，以此為基礎定義了本文研究的概念、術語和關鍵問題。第二章通過理論研究，分析人機關系演變、用戶體驗演進、設計師角色演變，提出了存在于設計流程、工具與方法層面的整合設計問題。第三章的重點是通過對“軟硬”產(chǎn)品的典型研發(fā)流程分析，研究設計

4、過程的內(nèi)在邏輯結構，提出整合設計脈絡;通過汽車內(nèi)室造型與交互設計流程分析，研究研發(fā)過程的內(nèi)在時序結構，提出整合設計流程框架;通過造型與交互設計對象和設計任務分析，提取整合設計對象，最終構建汽車人機交互軟硬界面整合設計流程。第四章的重點是分析軟硬界面評估對象與方法，提出汽車人機交互軟硬界面整合評估的層級、工具與方法、評估載體。第五章的重點是分析汽車造型與交互設計概念創(chuàng)新方法及應用特征，針對界面風格與交互流程兩個關鍵問題，提出驅(qū)動汽車人機交

5、互軟硬界面整合概念創(chuàng)新的情景板和故事板工具。第六章通過對設計流程中整合節(jié)點的邏輯屬性與時序?qū)傩苑治?，構建基于階段規(guī)范性與任務動態(tài)性的整合設計V模型，提出驅(qū)動“創(chuàng)意飛躍”的雙向設計策略:即自上而下的設計與自下而上的評估。最后構建基于“內(nèi)核外緣”的整合設計方法論模型。
　　研究的主要成果有四個方面:
　　首先，本文系統(tǒng)分析了汽車造型設計與交互設計的流程與評估測試，通過對二者獨立的設計階段、設計任務、設計對象、評估對象、評估工具與

6、方法進行解析，構建汽車人機交互軟硬界面整合設計流程，提出整合評估與測試的理論體系。本文以汽車這一典型的復雜工業(yè)產(chǎn)品做為研究切入點，對汽車人機交互界面設計流程進行軟硬整合研發(fā)模式的構建，這在工業(yè)設計與交互設計融合趨勢下，對汽車及智能產(chǎn)品的設計研發(fā)過程探索具有前瞻性的意義，對于研發(fā)體系的探討具有創(chuàng)新意義。
　　第二，本文研究汽車造型與交互設計的概念創(chuàng)新方法，在此基礎上針對整合設計流程中概念及系統(tǒng)構建階段的兩個重要問題——視覺風格與系統(tǒng)

7、構架，提出了驅(qū)動造型與交互設計的整合概念創(chuàng)新工具:情景板和故事板，在設計輔助層面具有設計工具創(chuàng)新的意義。
　　第三，本文系統(tǒng)分析了設計流程中整合與分化節(jié)點的“裝配”關系，認為節(jié)點是對整合與分化進行管理的控制點，節(jié)點的組織形式反映出設計任務的目標、結構、范圍，研究提出按邏輯線索和時序結構研究的兩個基本思路。研究認為整合設計脈絡奠定了整合節(jié)點的內(nèi)在規(guī)定性，是整合與分化產(chǎn)生的內(nèi)因，反映出設計求解過程的邏輯屬性，包括設計構思節(jié)點、方案演化

8、節(jié)點、詳細構造節(jié)點、設計提煉節(jié)點。研究認為整合設計流程作為設計產(chǎn)生的上下文情境，揭示了子任務的時間屬性及執(zhí)行順序關系，是整合與分化產(chǎn)生的外因，反映出設計過程的時序?qū)傩浴Ｌ岢鰰r序節(jié)點對應相應決策模式，包括戰(zhàn)略決策、主題決策、方案決策、技術決策。
　　第四，通過對整合設計流程、整合評估層級以及整合節(jié)點屬性的研究，發(fā)現(xiàn)存在階段規(guī)范性與任務動態(tài)性并存的整合設計現(xiàn)象。研究認為階段性的整合設計與評估，在研發(fā)計中屬于決策控制點的計劃介入時間，反

9、映出流程的規(guī)范性特征。認為動態(tài)性的整合設計與評估，在研發(fā)計劃書中無法提前預測，由研發(fā)過程驅(qū)動，表現(xiàn)為部分的、小范圍的局部整合，反映出設計思維的跳躍性及設計過程的動態(tài)性特征。研究基于階段規(guī)范性與任務動態(tài)性現(xiàn)象構建整合設計V模型，提出“創(chuàng)意飛躍”的雙向策略:自上而下的設計與自下而上的評估。所謂自上而下是指基于設計流程的邏輯線索和時序結構，通過整合設計目標標驅(qū)動設計構思、方案演化、詳細構造。在自上而下的設計任務分解空間中產(chǎn)生“創(chuàng)意飛躍”，包括

10、創(chuàng)意跳躍和創(chuàng)意變異。自下而上有兩層含義，一是指由部件到整體的驗證整合過程;二是指創(chuàng)意產(chǎn)生的逆向過程，以測試帶動設計，以結果驅(qū)動創(chuàng)新。在設計流程研究上具有創(chuàng)新性。
　　最后，本文提出設計空間整合與信息層，設計知識整合與工具層，設計規(guī)范整合與決策層的“內(nèi)核外緣”整合設計方法論模型。設計空間整合意味著軟硬界面整合的設計目標、導向和范圍。設計空間內(nèi)核對應的衍生外緣是信息層，表明對通過節(jié)點所產(chǎn)生的輸入輸出信息的融合。設計知識整合意味著通過對

11、軟硬界面互為分離的領域知識進行重組，以構建共享的、概念化的、顯性化的描述框架，為設計主體提供設計輔助，優(yōu)化設計效率。設計知識內(nèi)核衍生的外緣是工具層，反映出方法、途徑、手段的屬性。設計規(guī)范整合是針對軟硬界面整合評估與決策，是基于整合的評估對象進行評估標準與評估方法的重構。設計規(guī)范內(nèi)核衍生的外緣是決策層，具有技術與標準的參照作用。在設計方法論層面具有創(chuàng)新的意義。
　　本文以汽車造型設計與交互設計領域的設計流程、評估體系、設計方法作為研

12、究的切入點，探索汽車人機交互軟硬界面整合設計。“整合設計”研究主要有兩個研究路徑:設計流程和設計工具。1）設計流程整合研究，分析設計任務、設計對象的內(nèi)在聯(lián)系和制約關系，以駕駛任務為“同質(zhì)要素”，構建設計的整合邏輯線索和時序結構，通過設計任務的組織與時序節(jié)點的控制實現(xiàn)設計整合;2）設計工具整合研究，從圖解載體與思維載體的角度，提出新的情景板與故事板方法，實現(xiàn)設計求解和創(chuàng)意方法的整合。整合設計研究的目的就是為設計實踐提供“應該怎樣”的設計方