螢幕在汽車上應用的時間並不短,但一直要到2014年特斯拉Model S的17寸大屏驚豔亮相,把所有的實體按鈕功能全部整合,才真正拉開了大屏的序幕。當今螢幕已然成了新車的標配,也是座艙最主要的互動介質,這裡主要探討有關螢幕整體硬體技術發展趨勢,全文共1961個字。
面板晶片化
面板是螢幕中最為重要、且佔據成本最高的一個部件。
目前面板主流基於LCD顯示屏,一般以LED為背光燈源,透過電壓使導電玻璃間的液晶分子扭曲偏轉,控制光源透射或遮蔽,產生明暗,再配上彩色濾光片,將彩色影像顯示出來。
由於液晶層無法完全閉合,LCD無法顯示真正黑色,對比度(白色與黑色的比值)不夠,也會產生拖影現象。
而OLED不需要背光光源,透過有機材料塗層和玻璃基板,當有電流透過時,有機材料就會發光,因此省去了液晶層和背光層,螢幕可以實現大角度彎折;OLED也可以單獨點亮,可以省電,且響應時間更快。
按照驅動方式,OLED又分為主動驅動的AMOLED和被動的PMOLED;但OLED的有機屬性,導致其壽命較差,存在燒屏問題,加上成本較高,或許比較適用於小螢幕。
回到LCD路線,透過縮小單個背光燈源的尺寸,成為Mini LED,將螢幕劃分為上百個獨立的調光區域,讓一個光源只負責幾百個甚至更少的畫素量,這樣就能間接提高對比度,也能實現分割槽調光。
進一步來說,當LED足夠小,達到肉眼難以分辨等級,其尺寸足以作為單個畫素存在,成為Micro LED,就能夠與OLED螢幕媲美;可以直接將R、G、B三原色的晶片拼成一個畫素點,變成“一個畫素”,也可以省去濾光層和液晶層。
此外,在傳統LCD中加入量子點增強膜,可以衍生出QLED產品,由於是無機材料,QLED不易留下影像殘影還可以實現超高亮度,其單個畫素不會衰弱得那麼快。
同樣的道理,將AMOLED中有機材料改為無機材料,就可以成為AMQLED。
AMQLED是透過給量子點壓加電流,使其自發光製造顏色,不需要依靠外部的光能來提供能量,因此色彩可以顯示得更加純淨,或者會成為最終產品。
總體來看,面板技術發展核心在於光源,無論是LCD需要背光還是OLED自發光,光源逐步朝著晶片化、小型化、精細控制的方向發展,使得整體螢幕滿足輕薄、異型、無邊框發展。
螢幕車規級要求
螢幕雖然很常見,但是需要滿足車規級要求。
在25度常溫、85度高溫、-40度低溫下進行高電壓、低電壓的測試;在溼熱環境下25度-65度,溼度90%,正常工作十天;在溫度65度,溼度85%,正常執行1000h (42天);在75度、-30度長時間工作耐久等。
此外,還需要模擬汽車行駛過程中顛簸和急加減速,正常執行情況下載入25g,z在不通電狀態下載入100g衝擊。
車規級螢幕主要的評價指標包括,可視面積(可視範圍)、點距(畫素的長度)、可視角度(廣角大小)、色彩度(RGB)、訊號響應時間(反應速度)、對比度(最大亮度值與最小亮度值的比值)、亮度(背光)的要求。
螢幕核心是HMI
螢幕的佈置方式,是使用者可以直觀感受到的,主要是兩個方向,一是以特斯拉為代表的進一步簡化屏幕布置,高度整合;二是多螢幕的互動。針對於多屏,又包括了雙屏、三屏佈置,以及貫穿一體螢幕,更加突出科技感、豪華感。
螢幕的佈置需要符合人機工程學要求,人單眼水平視角最大156度,雙眼的水平視角最大可達188度,屏幕布局角度需要滿足這個要求。
中控大屏觸控操作和顯示,依據使用者的使用習慣,其互動手勢整體上與iPhone、iPad等主流移動端裝置的互動手勢保持一致。
使用者對一個手眼合作活動的期望反饋時間是100毫秒,對一個因果關係(如單擊一個按鈕然後發生某事)的期望反饋時間是1秒,他們對任何反饋時間為5秒以上的事情都會覺得沮喪和困惑。
背後核心是HMI,包括了操作邏輯、UI方案、屏幕布置等等,HMI設計是造型、內飾設計第三大汽車設計方向。
無處不在的螢幕
螢幕逐步朝著多樣化發展,除了AR-HUD,車頂天窗、車窗,以及座椅、方向盤、後視鏡等都加入了螢幕設計。
從另外一個角度,針對於螢幕的操作也從實體按鍵轉變為數字螢幕,隱藏更多操作按鈕於螢幕之中。
整體上看,螢幕作為內飾的核心載體,木質材料、皮革、玻璃的混合應用,逐步與內飾融為一體,成為多模態互動的一部。
語音、觸覺、嗅覺、視覺、手勢、體感等,結合場景,進行相互配合,滿足體驗需求,最終的原則是接近人與人之間互動。
汽車人參考小結
多屏化和大屏化正在成為智慧座艙的一個主要特徵,解析度越來越高,可視角度越來越寬,厚度越來越薄,這些螢幕不僅可以滿足智慧座艙大尺寸、高解析度,還可以在形態上做成曲面屏、全面屏來更好地融入車輛內飾整體設計,但同質化也越來越嚴重。
螢幕本身是一種以人為物件的互動工具,本質是感測器,以感知人的行為並作出直觀反饋為目的,除操控產品本身的功能外,也是車載作業系統最直觀的體驗產品和載體,如何打造差異化的設計語言,突出在一些特定場景下滿足使用者的需求,或許是求生之道。
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