汽車儀表盤中圖形顯示技術(shù)應(yīng)用
2. 矢量圖形
矢量圖形基于2D空間中對形狀的數(shù)學(xué)描述,與分辨率無關(guān)。因此,矢量圖形可以以任意分辨率呈現(xiàn),不會產(chǎn)生質(zhì)量問題。矢量圖形是一種常見的技術(shù),常見于如今的許多應(yīng)用。最突出的例子是TrueType字體,但是它也用于可擴(kuò)展的矢量圖形格式SVG中,所有最新的瀏覽器都支持這種格式。Adobe Flash之類的格式也大量應(yīng)用矢量圖形。
一些應(yīng)用程序都可以生成矢量圖形:Adobe Illustrator、Inkscape、Adobe Flash Professional。適用于矢量圖形加速器的一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)API是OpenVG[0]。
3 3D圖形
目前的實時渲染功能基于一個由三角形組成的3D模型。要實現(xiàn)下降效果,需要向三角形應(yīng)用紋理效果。以這種方式切分三角形將為模型定義細(xì)節(jié)層次,從而影響渲染效果。這使得模型在一定程度上會依賴分辨率。
對于嵌入式領(lǐng)域,有兩種相關(guān)的API定義針對3D圖形。這兩種API都來自最初由Silicon Graphics發(fā)起的標(biāo)準(zhǔn)OpenGL。對于嵌入式版本,去掉了幾個與嵌入式設(shè)備無關(guān)的特性。這減小了硬件加速器的大小,并簡化了所需的驅(qū)動器。
許多應(yīng)用都可以生成3D模型。最常見的應(yīng)用包括Autodesk 3ds Max、Blender、Autodesk Maya。
開發(fā)流程
汽車儀表盤的開發(fā)流程目前仍然處于不斷發(fā)展的階段。在這一開發(fā)流程中,將根據(jù)底層的圖形技術(shù)采用不同的開發(fā)方法。這一過程被分為若干個部分。
首先由藝術(shù)設(shè)計部門提供圖元和完整的解決方案的草圖。大多數(shù)情況下,這些內(nèi)容將轉(zhuǎn)交給軟件開發(fā)部門,他們將開發(fā)編程邏輯來實際實施解決方案。由于許多細(xì)節(jié)都沒有確定好,因此通常需要花大量時間來反復(fù)修改,直到最終的效果滿足設(shè)計部門的要求。
對于非3D圖形,要縮短執(zhí)行重復(fù)工作的周期,一個辦法就是使用Adobe® Flash®,這是一種圖形動畫工具,適用于定義動畫序列和人機(jī)界面像素精度。對動畫序列的進(jìn)一步處理通常通過手工或半自動化的方式完成,并且需要手寫程序代碼。
這種開發(fā)流程的一大弊端就是缺乏靈活性,難以在開發(fā)過程的后期進(jìn)行更改。此外,還需要做大量的工作來進(jìn)行歸檔和維護(hù)。
通過引入圖形標(biāo)準(zhǔn)API,市場上目前有一些解決方案可以加快開發(fā)過程,并且不再需要手寫特定代碼。這些產(chǎn)品通常利用了使用相應(yīng)的圖形設(shè)計應(yīng)用設(shè)計的圖元,并提供了一個圖形用戶界面來設(shè)計儀表盤的HMI。使用這種HMI構(gòu)建工具不需要具有編程技能。只需要關(guān)心生成的HMI的美觀性和功能。HMI開發(fā)工具的輸出是運(yùn)行在嵌入式目標(biāo)之上的軟件圖像。為了方便起見,通常使用模擬器來在開發(fā)PC上直接測試HMI。
其他常見的額外功能包括檢查生成的HMI的一致性和生成準(zhǔn)確的文檔。通過將實際的表示從HMI邏輯中分離出來,HMI構(gòu)建工具還能夠消除不同圖形技術(shù)之間的巨大差異,這將允許在低端的光柵圖形平臺上生成簡化的HMI,并使用相同的HMI描述生成出色的3D HMI。
討論
汽車儀表盤中使用的圖形技術(shù)提供了許多新的可能性。如今的大多數(shù)解決方案側(cè)重于機(jī)械式儀表盤的外觀和感覺。從技術(shù)角度講,要求實時地生成逼真的圖像是一項很困難的工作。特別是對于3D圖形,這將加重專用3D加速模塊的負(fù)荷,甚至需要借用幾個來自3D游戲領(lǐng)域的技巧來實現(xiàn)一些一般的光學(xué)效果??紤]到圖形加速器的性能在未來會進(jìn)一步提高,渲染逼真的圖像將變得更加可行。然而,這種渲染過的機(jī)械儀表盤的最佳效果看上去和十年前的汽車儀表盤差不多。
未來將在技術(shù)開發(fā)方面投入更多努力來利用新的功能,最終改善HMI人體工程學(xué)。這是一個非常廣闊的領(lǐng)域,可以作為一個差異化因素來積極地利用。未來開發(fā)的一般思想就是以一種簡單的方式呈現(xiàn)更復(fù)雜的信息。如今我們已經(jīng)在汽車中看到了此類演變,例如,通過顯示屏上的綠葉數(shù)量形象地指示駕駛風(fēng)格的經(jīng)濟(jì)性。在這個領(lǐng)域還有許多潛在的改進(jìn)。
● 外殼:通過提供各種外殼使用戶能夠定義儀表盤的感觀。
● 使用模糊效果來集中駕駛者的注意力。
● 使用色彩吸引駕駛者的注意力,如在超速時改變渲染的速度指針的顏色。
● 對顯示屏動態(tài)分區(qū)——根據(jù)顯示屏翻轉(zhuǎn)的度數(shù),顯示有關(guān)具體情況的更多相關(guān)信息。
電子消費品市場在最近幾年已經(jīng)證明HMI對客戶的重要性,也證明了它是一種對市場產(chǎn)生了巨大影響的全新概念。盡管目前無法預(yù)見未來汽車的標(biāo)準(zhǔn)是什么,但顯而易見的是,儀表盤擁有產(chǎn)生真正差異化優(yōu)勢的潛力。作為駕駛者獲取信息的主要來源,它對汽車的整體觀感產(chǎn)生了巨大的影響。
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