智能座舱显示屏系统框架-上｜盖世大学堂智能座舱系列知识讲解

一、人机交互技术的发展与应用

交互技术的演进

人机交互经历了从按键手机到触摸屏手机，再到如今多种交互方式融合的发展历程。早期按键手机，如诺基亚5230，虽能满足基本通信需求，但在通信效率和交互信息量上存在局限。随着技术发展，触摸屏手机出现，支持多点触摸，交互信息量大幅提升。如今，指纹识别、面部识别、语音交互等技术不断涌现，交互信息量持续增加，交互逻辑和效率也发生了质的飞跃。

车机交互的特点

在车机交互中，物理按键虽逐渐减少，但仍有存在的必要，如紧急双闪、一键升窗等功能按键，可实现一键触达，满足驾驶过程中的紧急操作需求。同时，车机交互强调零层交互和轻交互免探索原则，与手机的娱乐型交互不同，车机交互以驾驶安全为首要考虑因素，更注重操作的便捷性和快速性。在驾驶场景下，视线离开前方3秒会使危险系数指数上升，因此，像双闪这类安全性功能，采用物理按键更为可靠。

多模交互与自然交互趋势

未来人机交互将朝着多模交互和自然交互方向发展。多模交互整合语音、图像、手势等多种交互方式，例如理想L9可通过语音和手势识别执行操作，还能依据摄像头识别实现自动亮屏和息屏。自然交互则追求更接近人与人交流的方式，减少唤醒词等繁琐步骤，让交互更加流畅自然。

二、人机交互设计原则符合视野与操作舒适法规

人机交互设计需综合考虑视野、操作舒适性和法规要求。屏的分辨率并非越高越好，但受市场竞争影响，高分辨率成为卖点之一。在设计时，要考虑用户的实际使用场景和操作便利性，例如特斯拉根据人体工程学，将常用控制命令布置在方便操作的位置，同时兼顾车型市场定位和用户群体的差异。

氛围单元与触觉体验

奔驰通过下放S级车的设计元素到C级车，提升了车辆内饰的整体质感，其双联屏和氛围灯设计深受消费者喜爱。触觉方面，车内的方向盘、中控、座椅等都是触觉体验的载体。手势操作在车机交互中具有一定应用场景，但不适用于精准操控，更适合在二三级菜单中控制音乐、音量、亮度、空调等可线性变化的功能。此外，嗅觉在车内也有体现，许多20万以上的车型配备了香氛系统。

各感官信息占比

在智能座舱中，视觉是获取信息的主要方式，占比高达83%。这是因为人类在描述事物时，画面感能更直观地传达信息，如脱口秀表演中常通过描绘画面增强效果。听觉次之，能够传递信息，而触觉和嗅觉传递的信息量相对较少。

三、显示屏技术原理

液晶显示屏原理

液晶显示屏的液晶材料处于固体和液体之间的状态，不通电时类似固体，通电后可根据电压改变形态。一个像素由RGB三个子像素组成，通过控制液晶的偏转角度，配合RGB滤光片，实现不同颜色的显示。例如，显示红色时，让R子像素对应的液晶偏转，使红光通过，同时关闭G和B子像素。通过精准控制电压，可呈现出不同深度的颜色。

图像扫描与控制

图像显示并非一次性全部呈现，而是采用逐行扫描方式。以1920×720分辨率为例，将图像按行划分，每次控制一行像素的液晶偏转，逐行扫描完成一帧图像的显示。这一过程由专门的控制电路实现，包括控制行扫描的gate和控制像素数据的source。source IC控制分辨率，八位DAC将电压进行256级细分，精准控制液晶偏转，从而实现丰富的色彩显示。

背光系统原理

液晶本身不发光，需要背光系统提供光源。背光的目的是将点光源转化为面光源，使显示屏整体亮度均匀。常见的背光方式有侧入式和直下式，侧入式通过侧边的灯珠发光，借助导光板将光均匀分布，再经过反射膜和增光片，增强亮度和均匀度。直下式则是在显示屏下方布置灯珠，相比侧入式，能实现更精准的亮度控制，但成本较高。背光系统涉及材料和光学设计，国内在这方面有一定的技术实力，如东莞伟志等企业在背光领域具有一定知名度。

四、智能座舱显示屏的应用与发展趋势

显示屏数量与布局

当前，20万以上的纯新能源车型中，车内显示屏数量较多，常见的有仪表屏、中控屏、后排娱乐屏、空调控制屏、后视镜显示屏等。部分车型还配备化妆镜屏、后排独立控制屏等。不同车型根据市场定位和用户需求，对显示屏的布局和配置有所差异。

显示屏发展趋势

智能座舱显示屏呈现大屏化、多屏化、整合化的发展趋势。中国市场在大屏化方面较为领先，中控屏尺寸多在14寸及以上。多屏化满足了车内不同位置用户的需求，整合化则通过将背光等组件进行优化设计，提升显示屏的整体性能。此外，个性化设计因成本原因发展相对缓慢，OLED和mini - LED技术逐渐在高端车型中应用，相比传统LCD，它们具有对比度高、视角度广、响应快、功耗低等优势，能显著提升显示质感。