超以象外 虚实相生—汽车人机交互软硬界面整合设计

发布时间：2017-08-06 04:08

  本文关键词：超以象外 虚实相生—汽车人机交互软硬界面整合设计

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【摘要】：论文选题源自于国家科研项目和设计实践,系统研究汽车人机交互软件与硬件界面的整合设计与评估,研究涉及两个基本理论问题：第一,汽车人机交互软硬界面作为一个有机整体,必应具有统一的设计主题、视觉风格、交互体验、服务功能,然而目前软硬界面分离的设计流程难以从整体上把握交互产品的最终品质。因此,重新构建汽车人机交互界面研发流程,构建统一规范的设计实践活动体系,具有重要的理论和实践意义。第二,设计师的知识、经验与对问题的分析、综合、判断是影响设计品质的重要因素。因此,整合设计工具与方法,对于提升设计效率、表达设计意图、促进设计沟通、优化设计效果具有理论和实践意义。针对论文研究问题,采用“案例分析法”、“用户调研”、“用户测试”等研究方法,通过湖南大学汽车车身设计与制造国家重点实验室《电动汽车人机交互界面设计》、《电动汽车内室造型设计》、《电动汽车嵌入式信息交互系统设计》、《电动汽车导航软硬界面整合设计》等项目的设计研究和实践,结合大量文献研究,提出理论框架和模型。论文研究的基本内容包括：第一章以设计的理性求解与反映实践、设计的规范性与描述性、设计“整合”的内涵及其应用为研究的学术背景,综述了研究的领域背景,包括汽车造型设计流程、交互设计流程、汽车人机交互界面设计,以此为基础定义了本文研究的概念、术语和关键问题。第二章通过理论研究,分析人机关系演变、用户体验演进、设计师角色演变,提出了存在于设计流程、工具与方法层面的整合设计问题。第三章的重点是通过对“软硬”产品的典型研发流程分析,研究设计过程的内在逻辑结构,提出整合设计脉络；通过汽车内室造型与交互设计流程分析,研究研发过程的内在时序结构,提出整合设计流程框架；通过造型与交互设计对象和设计任务分析,提取整合设计对象,最终构建汽车人机交互软硬界面整合设计流程。第四章的重点是分析软硬界面评估对象与方法,提出汽车人机交互软硬界面整合评估的层级、工具与方法、评估载体。第五章的重点是分析汽车造型与交互设计概念创新方法及应用特征,针对界面风格与交互流程两个关键问题,提出驱动汽车人机交互软硬界面整合概念创新的情景板和故事板工具。第六章通过对设计流程中整合节点的逻辑属性与时序属性分析,构建基于阶段规范性与任务动态性的整合设计V模型,提出驱动“创意飞跃”的双向设计策略：即自上而下的设计与自下而上的评估。最后构建基于“内核外缘”的整合设计方法论模型。研究的主要成果有四个方面：首先,本文系统分析了汽车造型设计与交互设计的流程与评估测试,通过对二者独立的设计阶段、设计任务、设计对象、评估对象、评估工具与方法进行解析,构建汽车人机交互软硬界面整合设计流程,提出整合评估与测试的理论体系。本文以汽车这一典型的复杂工业产品做为研究切入点,对汽车人机交互界面设计流程进行软硬整合研发模式的构建,这在工业设计与交互设计融合趋势下,对汽车及智能产品的设计研发过程探索具有前瞻性的意义,对于研发体系的探讨具有创新意义。第二,本文研究汽车造型与交互设计的概念创新方法,在此基础上针对整合设计流程中概念及系统构建阶段的两个重要问题——视觉风格与系统构架,提出了驱动造型与交互设计的整合概念创新工具：情景板和故事板,在设计辅助层面具有设计工具创新的意义。第三,本文系统分析了设计流程中整合与分化节点的“装配”关系,认为节点是对整合与分化进行管理的控制点,节点的组织形式反映出设计任务的目标、结构、范围,研究提出按逻辑线索和时序结构研究的两个基本思路。研究认为整合设计脉络奠定了整合节点的内在规定性,是整合与分化产生的内因,反映出设计求解过程的逻辑属性,包括设计构思节点、方案演化节点、详细构造节点、设计提炼节点。研究认为整合设计流程作为设计产生的上下文情境,揭示了子任务的时间属性及执行顺序关系,是整合与分化产生的外因,反映出设计过程的时序属性。提出时序节点对应相应决策模式,包括战略决策、主题决策、方案决策、技术决策。第四,通过对整合设计流程、整合评估层级以及整合节点属性的研究,发现存在阶段规范性与任务动态性并存的整合设计现象。研究认为阶段性的整合设计与评估,在研发计划中属于决策控制点的计划介入时间,反映出流程的规范性特征。认为动态性的整合设计与评估,在研发计划书中无法提前预测,由研发过程驱动,表现为部分的、小范围的局部整合,反映出设计思维的跳跃性及设计过程的动态性特征。研究基于阶段规范性与任务动态性现象构建整合设计V模型,提出“创意飞跃”的双向策略：自上而下的设计与自下而上的评估。所谓自上而下是指基于设计流程的逻辑线索和时序结构,通过整合设计目标标驱动设计构思、方案演化、详细构造。在自上而下的设计任务分解空间中产生“创意飞跃”,包括创意跳跃和创意变异。自下而上有两层含义,一是指由部件到整体的验证整合过程；二是指创意产生的逆向过程,以测试带动设计,以结果驱动创新。在设计流程研究上具有创新性。最后,本文提出设计空间整合与信息层,设计知识整合与工具层,设计规范整合与决策层的“内核外缘”整合设计方法论模型。设计空间整合意味着软硬界面整合的设计目标、导向和范围。设计空间内核对应的衍生外缘是信息层,表明对通过节点所产生的输入输出信息的融合。设计知识整合意味着通过对软硬界面互为分离的领域知识进行重组,以构建共享的、概念化的、显性化的描述框架,为设计主体提供设计辅助,优化设计效率。设计知识内核衍生的外缘是工具层,反映出方法、途径、手段的属性。设计规范整合是针对软硬界面整合评估与决策,是基于整合的评估对象进行评估标准与评估方法的重构。设计规范内核衍生的外缘是决策层,具有技术与标准的参照作用。在设计方法论层面具有创新的意义。本文以汽车造型设计与交互设计领域的设计流程、评估体系、设计方法作为研究的切入点,探索汽车人机交互软硬界面整合设计。“整合设计”研究主要有两个研究路径：设计流程和设计工具。1)设计流程整合研究,分析设计任务、设计对象的内在联系和制约关系,以驾驶任务为“同质要素”,构建设计的整合逻辑线索和时序结构,通过设计任务的组织与时序节点的控制实现设计整合；2)设计工具整合研究,从图解载体与思维载体的角度,提出新的情景板与故事板方法,实现设计求解和创意方法的整合。整合设计研究的目的就是为设计实践提供“应该怎样”的设计方法论指导,以提高设计效率,寻求满意的设计解决方案。
【关键词】：汽车人机交互界面 整合设计 硬件界面 软件界面 设计流程 设计工具 设计方法
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-21
• 第1章 绪论21-47
• 1.1 研究的背景21-33
• 1.1.1 设计问题的理性求解和反映实践21-23
• 1.1.2 设计过程的规范性与描述性23-29
• 1.1.3 整合设计29-33
• 1.2 论文研究的概念、术语和关键问题33-35
• 1.3 文献综述35-41
• 1.3.1 汽车造型设计流程35-36
• 1.3.2 交互设计的生命周期模型36-38
• 1.3.3 汽车人机交互界面设计38-41
• 1.4 选题背景41-43
• 1.4.1 论文研究的科研项目背景41-42
• 1.4.2 论文研究的实际设计和研究项目背景42
• 1.4.3 论文研究的学术交流背景42
• 1.4.4 选题的理论意义和实践意义42-43
• 1.5 研究方法和组织结构43-47
• 1.5.1 论文的研究方法论基础43
• 1.5.2 论文研究方法43-44
• 1.5.3 论文组织结构44-47
• 第2章 汽车人机交互界面的演进与变革47-64
• 2.1 概述47-48
• 2.2 汽车人机交互界面的设计历史与变革48-56
• 2.2.1 历史与变革：从“刚性”到“弹性”的人机关系演变48-54
• 2.2.2 现代设计变革的社会背景54
• 2.2.3 设计模式的变革：从分离到整合的研发模式54-56
• 2.3 用户主体：从安全到智能的用户体验演进56-59
• 2.3.1 速度的渴望：运载与安全57
• 2.3.2 品质的诉求：效率与舒适57-58
• 2.3.3 载体的超越：互联与智能58-59
• 2.4 设计主体：整合趋势与设计师角色演变59-62
• 2.4.1 硬件主导与角色重合期59-60
• 2.4.2 软件界面与角色独立期60-61
• 2.4.3 软硬界面整合与角色分享期61-62
• 2.5 设计流程、工具与方法面临挑战62
• 本章论点小结62-64
• 第3章 汽车人机交互软硬界面的整合设计流程64-100
• 3.1 概述64-65
• 3.2 逐本求源：汽车人机交互软硬界面整合设计的框架65-71
• 3.2.1 “软硬”产品研发流程65-68
• 3.2.2 脉络：汽车人机交互界面整合设计流程的逻辑线索68-69
• 3.2.3 框架：汽车人机交互界面整合设计流程的时序结构69-71
• 3.3 求同存异：汽车人机交互软硬界面整合设计要素71-74
• 3.3.1 要素解析：汽车人机交互界面整合的设计对象71-74
• 3.3.2 同质要素：基于驾驶任务的系统构架74
• 3.4 汽车人机交互软硬界面整合设计流程74-97
• 3.4.1 设计定义75-80
• 3.4.2 概念及系统构建80-90
• 3.4.3 详细设计90-97
• 本章论点小结97-100
• 第4章 汽车人机交互软硬界面整合评估与测试100-121
• 4.1 概述100
• 4.2 汽车人机交互硬件界面的评估100-103
• 4.2.1 汽车人机交互硬件界面的评估对象与评估载体100-101
• 4.2.2 汽车人机交互硬件界面的评估方法101-103
• 4.3 汽车人机交互软件界面的评估103-105
• 4.4 汽车人机交互软硬界面整合评估测试105-110
• 4.4.1 汽车人机交互软硬界面整合评估的层级105-106
• 4.4.2 汽车人机交互软硬界面整合评估对象和内容106-110
• 4.5 汽车人机交互软硬界面整合评估的工具和方法110-113
• 4.5.1 定量方法111-112
• 4.5.2 定性方法112
• 4.5.3 规范与标准112-113
• 4.6 汽车人机交互软硬界面整合评估载体113-114
• 4.7 电动汽车人机交互界面快速原型评估测试114-118
• 4.7.1 评估载体、评估内容与方法114-115
• 4.7.2 评估测试过程115-118
• 4.7.3 评估决策模式118
• 4.8 原型及评估测试的逻辑线索与时序节点118-119
• 本章论点小结119-121
• 第5章 汽车人机交互软硬界面整合概念工具和方法121-138
• 5.1 概述121-122
• 5.2 汽车造型与交互设计的概念工具和方法122-124
• 5.2.1 传情达意：基于情感与意向的造型概念设计视觉辅助工具122-123
• 5.2.2 思成于行：基于需求与行为的交互设计概念创新方法123-124
• 5.3 汽车人机交互软硬界面整合设计概念工具124-125
• 5.3.1 驱动界面视觉风格整合的工具124-125
• 5.3.2 驱动界面系统构架整合的设计工具125
• 5.4 整合汽车人机交互软硬界面视觉的情景板工具125-129
• 5.4.1 情景板工具内涵辨析125
• 5.4.2 整合软硬人机界面视觉风格的情景板构建125-127
• 5.4.3 电动汽车嵌入式信息交互系统界面设计127-129
• 5.5 整合汽车人机软硬界面系统构架的故事板129-135
• 5.5.1 故事板工具内涵辨析129-130
• 5.5.2 基于多维轴向的故事板框架构建130-131
• 5.5.3 基于故事板的显示、控制界面设计131
• 5.5.4 电动汽车导航软硬界面整合设计131-135
• 5.6 逻辑线索中的情景板与故事板工具135-137
• 本章论点小结137-138
• 第6章 汽车人机交互软硬界面整合设计方法论138-160
• 6.1 概述138
• 6.2 整合与分化节点的“装配”关系138-143
• 6.2.1 整合节点的逻辑线索139-141
• 6.2.2 整合节点的时序结构141-143
• 6.3 汽车人机交互软硬界面整合设计策略143-148
• 6.3.1 规范性与动态性并存的设计现象143-144
• 6.3.2 基于阶段规范性与任务动态性的V模型144-146
• 6.3.3 始于“合”：自上而下的设计146-147
• 6.3.4 始于“分”：自下而上的评估147-148
• 6.4 基于“内核外缘”的整合设计方法论模型148-158
• 6.4.1 “内核”与“外缘”的涵义148-149
• 6.4.2 设计空间整合与信息层149-153
• 6.4.3 设计知识整合与工具层153-154
• 6.4.4 设计规范整合与决策层154-158
• 本章论点小结158-160
• 结论160-167
• 参考文献167-181
• 致谢181-182
• 附录A (攻读学位期间完成的论文)182-183
• 附录B (攻读学位期间参加的科研课题)183-184
• 附录C (附图)184-190

【参考文献】

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本文编号：628277