通過對汽車人機交互界面（HMI）系統(tǒng)的結(jié)論性評價研究，提高顯示界面的用戶體驗度。針對不同人群對顏色偏好的機制，提出了3個關(guān)于人們顏色偏好的假設(shè)，然后進(jìn)行了選擇人群調(diào)查實驗結(jié)果采用描述性統(tǒng)計和卡方檢驗，比較不同組在界面的4個部分的顏色選擇。結(jié)果表明：油量標(biāo)志的選擇以紅色系為主，背景色彩、儀表燈及道路顯示均以藍(lán)色顏色系和絕色系為主；不同性別和不同地區(qū)的消費者的顏色偏好也存在明顯差異；注意部分推薦使用暖色系，而其他部分推薦使用冷色系；多種界面方案都滿足不同的用戶需求。 關(guān)鍵詞：座智能艙;人機交互界面;色彩設(shè)計;全民包調(diào)查 抽象的 通過對汽車人機界面（HMI）系統(tǒng)色彩匹配評價的研究，提高顯示界面的用戶體驗。基于不同人群顏色偏好的機制，提出了關(guān)于人們顏色偏好的三種假設(shè)。然后進(jìn)行了眾包調(diào)查。使用描述性統(tǒng)計和卡方檢驗來比較界面四個部分中不同組的顏色選擇。燃油量標(biāo)志的選擇以紅色為主，背景色、儀表燈、道路顯示以藍(lán)色和綠色為主。不同性別、不同地區(qū)的居民對顏色的偏好也存在顯著差異。警示部分建議使用暖色，其他部分建議使用冷色。豐富的界面配色方案有利于滿足不同用戶的需求。

0 引言

隨著車聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，無人駕駛汽車成為汽車行業(yè)的研究熱點，而智能座艙作為無人駕駛汽車的標(biāo)志正在發(fā)生革命性的變化。由于駕駛操作功能的不斷弱化，娛樂、網(wǎng)絡(luò)和智能系統(tǒng)逐漸進(jìn)入汽車內(nèi)部空間。人機作為交互界面未來智能汽車駕駛行為中重要的輔助工具，正在快速發(fā)展和不斷改革，并逐步成為人們與汽車交流的重要渠道。其中，對界面設(shè)計的滿意度，無論是對目前主要采用的人工駕駛還是未來的無人駕駛來說，都是汽車生產(chǎn)行業(yè)急需解決的問題。 除了造型、操控、性能等因素外，人機交互界面也是刺激消費者購買欲望的關(guān)鍵因素。其中色彩設(shè)計是人機交互界面設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。采用某種方式讓用戶直接參與到車輛人中交互機界面的設(shè)計中，可以更深入地觀察和分析用戶對色彩的喜好和用戶需求。汽車企業(yè)通過了解消費者對汽車色彩的需求，在人機界面設(shè)計的過程中就可以有效提高交互用戶的過程色彩，降低設(shè)計成本；如果企業(yè)能夠有效預(yù)測色彩的流行趨勢，那么在激烈的汽車銷售市場中占據(jù)得先機［1］。 為了更好地滿足用戶的需求，掌握用戶對于汽車交互界面的色彩選擇關(guān)聯(lián)性，項目組開發(fā)了手機端個人色彩偏好調(diào)查的小程序，用于收集用戶色彩的搭配方案。針對性別有電源地進(jìn)行分析，找到油量標(biāo)志、背景色彩、儀表燈、道路顯示的色彩選擇存在一定的關(guān)聯(lián)性；性別、地區(qū)程序確定了用戶汽車儀表界面的色彩選擇；同時側(cè)重點部分使用暖色系，而其他部分使用冷色系。根據(jù)上述分析結(jié)果，生成了理想色彩設(shè)計界面，以提供參考意見。

1 基本理論

1.1 色彩及界面色彩顯示原理

視覺認(rèn)知是人類智能的關(guān)鍵和中心問題，在人類智能所處理的所有信息中，視覺傳達(dá)信息占總體的80%以上，視覺傳達(dá)信息的原始形式就是將圖像通過眼睛的幾何光學(xué)系統(tǒng)映射在上面。色彩其感覺與其他自然現(xiàn)象一樣（類似于物體的輕重、大小、聲音的高低、強弱），可進(jìn)行定量研究。但色彩作為一種心理物理學(xué)現(xiàn)象，涉及從調(diào)查上對引起色彩感覺的光刺激可以作判斷，另外從優(yōu)勢上對色彩感覺進(jìn)行描述［2］。界面色彩的顯色原理即加色混合，是指用有色光相混合產(chǎn)生新的色光。加色混合方式中，把紅、綠、藍(lán)3種原色光以不同的混合方式產(chǎn)生完整的色譜。在這種加色混合方式中，采用RGB標(biāo)志色彩［3］。 在美學(xué)、設(shè)計和心理學(xué)領(lǐng)域，已有針對某種特定屬性的視覺嚴(yán)厲產(chǎn)生偏好的研究。色彩攜帶能引起人情緒變化的特性，跨越它可以影響人們對物體的價值評價。包括人類就花卉而言，色彩原始的功能是由繁雜的自然背景采集特定物品（例如紅色的成熟果子），或者生物之間傳遞信息（例如有毒生物的警告顏色）到了現(xiàn)代社會，色彩引起人們由此產(chǎn)生美感、好惡感，所以根據(jù)色彩喜好而選擇日常用物，從而影響購買決策，林以其他的視覺元素，例如形狀、結(jié)構(gòu)圖、線條等觀察主體的偏好研究，色彩似乎更容易讓觀者產(chǎn)生直覺的偏好或偏好感，也可以更容易做出偏好判斷。對其他視覺特征進(jìn)行偏好研究，比如造型的偏好性、復(fù)雜性或比例等，這些元素在上都屬于弱隱視覺晦暗的形態(tài)特征，而色彩偏好的實驗操作對焦點而言是符合直覺的實驗參數(shù)，對焦點而言也比較容易做出決策［4經(jīng)驗］。 正因為顏色偏好用戶最容易追求這一特性，使色彩策略在產(chǎn)品策略中的地位極為重要，而在汽車界面色彩偏好研究中，用戶對不同顏色偏好程度的不同依賴甚至可能影響整個市場界面對駕駛效率其實駕駛專注力的干擾程度。

1.2 眾包技術(shù)

眾包是一種公開大眾互聯(lián)網(wǎng)面向的多個問題解決方案。它通過互聯(lián)網(wǎng)整合上未知的大眾來計算機完成單獨難以完成的任務(wù)。根據(jù)大眾參與眾包的不同形式，眾包被分成協(xié)作方式協(xié)作式眾包的任務(wù)是需要協(xié)作大眾來完成的，并完成任務(wù)的大眾通常沒有獎勵獎勵；而競賽式眾包的任務(wù)通常是由個人獨立完成，完成任務(wù)的個人會得到相應(yīng)的獎勵（如金錢報酬）［5］。眾包是一種有前景的收集用戶創(chuàng)意的方法，這種方法可以輔助補充專業(yè)人員的工作，并有助于更多創(chuàng)意創(chuàng)意的生成。 馮·希佩爾（von Hippel）［6］了這樣一種有趣的創(chuàng)新方式，其方法表明，除了汽車制造公司的生產(chǎn)商和經(jīng)理之外，個人用戶也是創(chuàng)新的額外來源。外包就是這種開放式創(chuàng)新模式的一部分，在這種模式下，客戶、供應(yīng)商或消費者積極參與創(chuàng)意增值過程。用戶通過特定工具參與產(chǎn)品創(chuàng)新和設(shè)計，該方式可以通過不同的客戶偏好結(jié)果在企業(yè)與消費者之間因此，眾包策略可以成為研究汽車關(guān)系界面色彩偏好的一種有效方法。

1.3 基本假設(shè)

本文從用戶所在、性別和色彩情緒3個方面來研究汽車人機交互界面的顏色偏好，假設(shè)如下： 想象1來自不同地區(qū)的用戶有不同的顏色選擇偏好。地理因素和文化因素會影響一個人對顏色的選擇，傳統(tǒng)色彩在相對封閉的環(huán)境中保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，形成了獨特的色彩文化傳承下來。同時，不同地區(qū)的氣候條件也對顏色偏好產(chǎn)生影響［7］。本文假設(shè)用戶對汽車人機交互界面顏色的選擇會受到斷層的影響，且重要的是不同的偏好。與建筑顏色相同，這種由區(qū)域差異引起的顏色選擇偏好差異也可能會影響人們對人機交互界面的顏色。 假設(shè)2不同性別的用戶自我有不同的顏色選擇偏好。色彩是表達(dá)的一種重要方式，通過所穿衣服的顏色、人們購買的車輛以及用粉刷墻壁的顏色表達(dá)自己。對性別間顏色偏好比較的研究表明［7,8］，男性和女性之間存在著各種差異。基于以上發(fā)現(xiàn)，本文假設(shè)由性別差異引起的顏色偏好會影響車主對汽車人機交互界面顏色的選擇，不同性別在選擇顏色時會表現(xiàn)出不同的傾向。 假設(shè)3在汽車人機交互界面顏色偏好中，更傾向于選擇冷色。對人們形象顏色的一些偏好受個體偏好心理因素的影響，與現(xiàn)實世界的顏色不同。研究人員指出［9］，人們基于偏好期望和理想顏色的參考可以用來評價圖像表現(xiàn)。在一些研究中，不同的顏色樣本可能會引起相同的情緒反應(yīng)。例如，綠色和藍(lán)色都有利于平靜、平靜和放松［10，11］。 在駕駛行為中，對安全的需求是降低的理性情緒［12］。人們對顏色的情感需求比對裝備的需求更為重要。對于界面顏色，文本預(yù)測參與者更傾向于冷色系的選擇。

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果

2.1 收集數(shù)據(jù)

為了得出用戶對汽車界面色彩偏好的數(shù)據(jù)，項目組通過微信小程序鏈接篩選了部分受用戶調(diào)查的數(shù)據(jù)作為樣本。此外，通過微信公眾號、社交網(wǎng)絡(luò)（如微博）、相關(guān)汽車網(wǎng)站和設(shè)計平臺向互聯(lián)網(wǎng)用戶發(fā)送參與鏈接，并邀請大學(xué)校內(nèi)群體（如吉林大學(xué)、武漢大學(xué)等）積極參與設(shè)計，這里特別關(guān)注無相關(guān)設(shè)計知識人群的參與。通過鏈接進(jìn)入小程序后，參與者首先回答基礎(chǔ)問題（如個人基本信息、職業(yè)背景、駕駛習(xí)慣等）（圖1 （a）），之后將進(jìn)入小程序主界面（圖1 （b））。對于定制色彩方案，參與者可以選擇汽車儀表界面的各個顯示部分，包括儀表燈、行車路線、油量標(biāo)志、背景顏色，并為各部分選擇顏色方案。顏色方案在選擇的過程中可以實時同步到設(shè)計界面。對于每個部分的顏色，數(shù)據(jù)收集人員將這些顏色按坐標(biāo)進(jìn)行分類，每個部分使用不同的顏色數(shù)量，顏色之間的組合，以及對最終界面設(shè)計結(jié)果進(jìn)行評估。

圖1

圖1數(shù)據(jù)采集界面

2.2 描述統(tǒng)計學(xué)

本文共調(diào)查了828名參與者，并提交了人機交互界面的顏色配置。這些樣本主要來自中國各地，年齡在17~67歲之間（見表1 ）。17~25歲群體占26.9%， 26~35歲組參與41.3%，36~67歲組參與31.8%。男性和女性參與者分別占總參與者的54.3%和45.7%。來自不同城市的參與者分別占了中國的熱度圖（見圖2 ）。熱力圖結(jié)果表明，數(shù)據(jù)高度分散，包括22個省。根據(jù)區(qū)域城市的統(tǒng)計，南方占62.8%，北方占37.2%。 表1基礎(chǔ)信息表

圖

圖2數(shù)據(jù)分布熱圖

2.3 基于地區(qū)分層的顏色選擇差異性比較

由于本次調(diào)查覆蓋的城市范圍較廣，根據(jù)氣候差異劃分為北方和南方。在背景顏色的選擇上，居住在南方和北方的參與者傾向藍(lán)色分別占16.3%、22.1%。此外， 11.1%南方人和16.9%北方人傾向深藍(lán)色。在道路顯示方面，15.6%南方人選擇了綠色，23.7%北方人選擇了藍(lán)色。在儀表燈的選擇上，14.0%南方人和27.3%北方人更傾向于選擇藍(lán)色。在油量標(biāo)志的上，10.8%南方人傾向于橙色，27.3%北方人傾向于紅色（見表2 ~表5）。為了更仔細(xì)地判斷數(shù)據(jù)之間是否存在差異，本文采用了卡方檢驗分析。卡方檢驗結(jié)果顯示背景顏色P值大于0.05，說明與南方北方背景顏色選擇存在差異，道路顯示、油量標(biāo)志、儀表燈的P值均小于0.05，說明南方和北方這3部分顏色選擇存在明顯差異（見表6 ）。 表2背景顏色選擇

表3道路顯示屏顏色選擇

2.4 基于性別分層的顏色選擇差異性比較

對界面的顏色選擇分別按男性和女性進(jìn)行描述性分析（見表7 ~表10）。分析表明，男性和女性在背景顏色、道路顯示和儀表燈的色彩選擇上以藍(lán)色系為主，排在第一和第二位置的分別為藍(lán)色和深藍(lán)色。油量標(biāo)志的選擇主要以紅色系為主，紅色、橙色和黃色分別排名前三名。為了更仔細(xì)地找到數(shù)據(jù)之間的差異，本文采用了卡方檢驗分析。卡方檢驗表明、油量標(biāo)志和儀表燈的P值均小于0.05，不同性別間的油量標(biāo)志和儀表燈的選擇存在差異；道路顯示和背景顏色的P值均大于0.05，不同性別間的道路顯示和背景顏色的選擇無明顯差異。在人機交互設(shè)計的過程中，可考慮從油量標(biāo)志和儀表燈方面設(shè)計適合女性用戶的色彩（搭配見表11 ）男性和女性對背景顏色的選擇均以藍(lán)色為主，女性對背景顏色的選擇多為藍(lán)色系中的亮色；男性對道路顯示選擇以藍(lán)色為主，女性對道路顯示選擇以藍(lán)色和綠色為主，并仍以明亮為主。對于儀表燈的選擇，男性傾向選擇強度較低的藍(lán)色。而女性傾向選擇強度較低的色彩，與男性相比，有更多的色彩選擇空間。在油量標(biāo)志的選擇上，男性傾向傳統(tǒng)的紅色，而女性更多的黃色，而且大多數(shù)都是明亮的顏色。基于以上分析可以發(fā)現(xiàn)，男性和女性在汽車儀表燈的顏色偏好這主要反映在女性的儀表燈顏色偏好為藍(lán)色系、綠色系、黃色系，且希望顏色更亮。男性傾向藍(lán)色系和紅色系且希望儀表燈的顏色更暗。 表4油量標(biāo)記顏色選擇

表5儀表燈顏色選擇

表6卡方檢驗結(jié)果

表7背景顏色選擇

表8道路顯示屏顏色選擇

表9油量標(biāo)記顏色選擇

表10儀表燈顏色選擇

表11卡方檢驗結(jié)果

2.5 不同儀表位置的顏色選擇

儀表燈的選擇，參與者傾向選擇了藍(lán)色（18.8%）、深藍(lán)色（12.4%）和綠色（9.7%）。道路顯示的選擇，參與者傾向選擇藍(lán)色（15.9%）、深藍(lán)色（ 12.2%）和綠色（11.1%）。油量標(biāo)志的選擇，參與者傾向紅色（16.7%）、藍(lán)色（10.9%）和綠色（9.3%）。背景顏色的選擇，參與者傾向藍(lán)色（18.5%）、深藍(lán)色（13.3%）和紫色（13.3%），如表12所示。 表12不同儀表部位的顏色選擇比例(%)

3 理想設(shè)計方案

圖3 ~圖6為理想設(shè)計方案通過上述針對背景顏色、道路顯示、儀表燈、油量標(biāo)志的色彩分析，發(fā)現(xiàn)不同性別、地區(qū)之間對車輛人機交互界面色彩的選擇存在明顯的差異，針對已有的數(shù)據(jù)生成了不同性別（圖3、圖4）、區(qū)域（圖5、圖6）的理想人機交互界面設(shè)計方案模型。

圖

圖3女性分組理想設(shè)計方案

圖4男性分組理想設(shè)計方案

圖5北方地區(qū)理想設(shè)計方案

圖6南方地區(qū)理想設(shè)計方案

4 討論

（1）假設(shè)1 對于背景顏色的選擇，可以發(fā)現(xiàn)南方地區(qū)參與者都喜歡藍(lán)色系，占總?cè)藬?shù)的31.8%。南方地區(qū)有143名參與者選擇了藍(lán)色系，占南方地區(qū)總?cè)藬?shù)的27.5%，而北方地區(qū)選擇藍(lán)色系列的占39%，這說明北方地區(qū)對藍(lán)色的偏愛。而南方地區(qū)參與者傾向于藍(lán)色系列的亮色，北方地區(qū)參與者傾向于紫色系列的暗色。對于儀表來說，雖然南方人傾向于選擇藍(lán)色，但也有很多人選擇深藍(lán)色和綠色，說明他們更喜歡藍(lán)色和綠色。北方人喜歡藍(lán)色，而很少選擇綠色，這與南方人明顯不同。對于油量標(biāo)志在選擇上，27%的北方人選擇紅色，對其他顏色沒有表現(xiàn)出明顯的偏好。南方人喜歡紅色、橙色、黃色的人數(shù)相對平均。

由于中國國土面積大，結(jié)合中國不完整的實際情況，在人機交往設(shè)計的色彩上存在差異，這是因為南方和北方在生活習(xí)慣和生活方式上存在明顯的差異，在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮這一因素。地域色彩往往是通過編輯周圍環(huán)境的色彩或追求當(dāng)?shù)叵∪钡纳识纬傻模?3］。顏色的偏好與人類生活地域的影響有關(guān)。赤道地區(qū)緯度低，聽覺時間長，人們比較容易接受長波長的提示，長波給人們的色彩認(rèn)知主要集中在紅、橙、黃等亮色上。結(jié)合中國的斷層的實際情況。南北地區(qū)的植被也存在明顯差異。南方的植被基本上是一年的季節(jié)都是綠色的，而北方的植被一年來變化明顯，人們只有在冬季才能看到像松樹一樣的深綠色，所以北方人對顏色的喜好也比較單一。

（2）假設(shè)2 不同性別對背景顏色的選擇。男性和女性對背景顏色的選擇以藍(lán)色、深藍(lán)色和紫色等為主。男性對道路顯示的選擇以藍(lán)色和深藍(lán)色為主，而女性的選擇是藍(lán)色和綠色。對于儀表燈的選擇，男性和女性在藍(lán)色和綠色的選擇上比較平均。這些部分的差異并不明顯。在成人的顏色偏好方面存在性別差異。女性比男性更喜歡粉紅色，但男性都喜歡藍(lán)色而不是粉紅色［14］。另一種理論認(rèn)為，顏色偏好可以通過最近的經(jīng)驗獲得。生態(tài)價值理論提出，人們學(xué)會喜歡那些與愉快的情緒體驗相關(guān)的顏色。例如，無論是男性還是女性，都可能喜歡藍(lán)色，因為它與晴朗的天空和干凈的水有關(guān)。

對于油量標(biāo)志的選擇，男性傾向于傳統(tǒng)的紅色方案，對紅色有明顯的偏好，而女性對紅色、橙色和黃色的選擇一般，男性之間存在著明顯的差異。這可能是因為男性司機更服裝設(shè)計領(lǐng)域的研究結(jié)果表明，在色調(diào)的色彩偏好上存在性別差異，與男性相比，女性更喜歡高亮度和低滲透度的服裝顏色。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，選擇女性的紅色、橙色、黃色主要集中在中等熒光和飽和度的作用，這可能是因為屏幕色彩與服裝色彩偏好的差異，以及不同材料的色彩顯示于人眼的機制，需要進(jìn)一步研究。 （3）假設(shè)3 在儀表燈、顯示道路和背景顏色3個方面，大多數(shù)人選擇藍(lán)色，選擇綠色的群體排在第二位。從心理學(xué)角度看，藍(lán)色具有鎮(zhèn)定作用，可以平復(fù)情緒，緩解緊張和焦慮，且深藍(lán)色的鎮(zhèn)定作用更為明顯。綠色代表穩(wěn)定和舒適，可以消除緊張［15］。儀表燈主要功能是突出車輛性能變化的功能燈（如油表顯示、溫度顯示等）。背景顏色之間的色差相差較大，對手持設(shè)備的警示作用明顯。有利于用戶閱讀功能數(shù)據(jù)，全景視野范圍。儀表燈顏色對調(diào)整界面氣氛的起很大作用。當(dāng)受到色彩刺激時，會下意識地在視覺中尋找固有的經(jīng)驗，那么色彩就很容易影響情緒和選擇。對斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校學(xué)生色彩偏好的研究提供了支持。斯坦福使用的主要視覺顏色是紅色和白色，而加州大學(xué)伯克利分校使用的主視覺顏色是藍(lán)色和金色。研究表明，斯坦德學(xué)生比伯克利學(xué)生更喜歡紅色和白色，而伯克利學(xué)生比斯坦德學(xué)生更喜歡藍(lán)色和金色。同樣，由于大多數(shù)人機界面的背景采用的是藍(lán)色，這導(dǎo)致了人們對藍(lán)色適用于人機界面交互的先入為主的認(rèn)知。

5 結(jié)束語

無人駕駛技術(shù)主要涉及車外的人機交互和用戶對車內(nèi)交互信任度的建立。對于車外設(shè)計交互形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。通過物品集合前人對車內(nèi)交互設(shè)計要素進(jìn)行簡單的匯總歸納形成3種假設(shè)，然后進(jìn)行交互界面的實驗來驗證假設(shè)的合理性。實驗結(jié)果與預(yù)期的目標(biāo)基本吻合。通過對不同用戶群體的分析，車內(nèi)界面色彩多通道信息的傳遞對用戶信任度的產(chǎn)生具有明顯的差異性。 本文進(jìn)行了實驗調(diào)查，觀察用戶界面不同區(qū)域的顏色匹配情況。結(jié)果顯示，來自不同地區(qū)、不同性別的人群之間存在明顯差異。在汽車人機交互界面設(shè)計中，功能區(qū)一般選擇明亮的暖色調(diào)，如紅色和橙色，而其他區(qū)域則以藍(lán)色和綠色為主。由于儀表界面顏色是車主在駕駛過程中需要經(jīng)常注意的地方，因此需要使用藍(lán)色系和綠色系，在一定程度上上駕駛員在駕駛過程中的緊張情緒。暖色系控制器也起到了警示作用，在注意汽車屏幕界面的同時，也起到了駕駛員在駕駛過程中的舒適度的作用。 因此，根據(jù)地域和性別，在合理、適用的范圍內(nèi)提供多種界面顏色方案供用戶選擇，不啻提供了一種提高用戶滿意度和增加好感度的有效方法。

審核編輯：黃飛