如今，汽車已經不再是一個簡單的交通工具，而是一種智能化的移動終端。通過集成各種先進的傳感器、控制器和執行器，汽車可以實現對環境的感知、分析和決策，實現自動駕駛、智能導航、車輛間通信、互聯網連接等功能。這些功能不僅提高了駕駛的便捷性和安全性，也使得汽車成為了一種全新的出行體驗和生活方式。交互界面（HMI）是現代智能汽車的重要組成部分，它不僅關乎駕駛者的駕駛體驗、安全性，同時也關乎乘客的舒適度和便利性。作為車內信息交流的橋梁，HMI承載著人類與車輛互動的重要任務。一款友好的HMI可以幫助用戶簡單、直觀、迅速地操作汽車，同時也有助于車機發揮最強的性能。
HMI設計作為智能汽車GUI設計的重要組成部分，對于提升智能汽車的品質、品牌形象和智能化發展都具有重要意義。“作為HMI設計工具提供商，我們的使命是專注于為智能汽車提供完整的HMI 解決方案，愿景是開發更易用、更高性能、更開放的汽車HMI工具平臺，同時為汽車市場提供領軍產品。”在2023深圳國際自動駕駛技術高峰論壇上，加賀富儀艾電子（上海）有限公司市場總監孫厚凱向現場的觀眾介紹了該公司旗下性能領先的HMI設計工具——CGI Studio。作為一款獲得全球Top10 OEM廠商中8家采用的工具，CGI Studio以其可擴展且獨立于硬件的HMI設計優勢，能夠為智能汽車創建出色且可定制的嵌入式 GUI 解決方案，而廣受青睞。
加賀富儀艾電子（上海）有限公司市場總監 孫厚凱
幾大關鍵特性看這款可擴展且獨立于硬件的HMI設計工具
創建完美的人機界面不是一個步驟，而是一個過程。CGI Studio因為以下特性被認為是創建設計個性化圖形用戶界面的最佳工具之一：首先，CGI Studio是開放源碼的編輯平臺，包括平臺內的UI編輯器和其它工具，源碼也都是開放給設計公司和用戶的；其次，CGI Studio的可擴展非常強，它支持目前常見的汽車操作系統，例如Linux、Android、QNX等，甚至還包括一些小眾平臺；CGI Studio 專注于高級可用性功能，如即用型 HMI 控件、自動化工作流程和集成狀態機，即使對于沒有編程技能的用戶，也能輕松創建 HMI；CGI Studio可以實現快速導入，屢獲殊榮的AI Importer可以使用戶在無需編程的情況下把資源直接導入，導入后的資源可以智能識別并且直接編輯；除了可實現多種操作系統的無縫對接之外，CGI Studio還擁有比較領先的渲染引擎，在給車廠或Tier 1公司提供出色的、可定制的、嵌入式GUI時，其中就包括高性能的OpenGL渲染引擎，該功能可以幫助車廠提前產品的發布時間。
“CGI Studio在獨立于各種平臺的同時也是一個跨平臺的軟件，到目前為止，CGI Studio集成了不同的硬件IC，包括國際知名IC廠商TI、NXP、英飛凌、ST、瑞薩等，現在我們也在努力與國內的頂流IC廠商做一些新的集成。”孫厚凱透露道，“值得一提的是，針對定制化GUI的開發，我們可以根據客戶的不同需求來做，比如不同車廠、不同Tier 1公司的儀表盤、IVI系統等，這種定制化GUI開發的功能讓客戶的系統或者應用會更加出色。”
CGI Studio編輯界面
CGI Studio的這些獨特能力在市場上很能打，在目前的市場應用中已經獲得非常好的口碑和豐富的用例。孫厚凱如數家珍地給出了一組數據：“到目前為止，我們已經與全球前十中的8家互聯網車廠建立了合作，通過 CGI studio 開發的應用程序均實現了量產；和超過6個以上的Global Tier 1公司達成合作，共同開發了IVI系統。通過23年的耕耘，我們在HMI創建和服務方面一直保持著領先優勢，在整個歐洲市場，Candera公司一直是歐洲市場Tier 1廠商的頂級合作伙伴。”據悉，截至目前，已經成功在5000萬輛汽車上實現了GUI的量產，這在HMI工具的應用規模上堪稱最高紀錄。
CGI Studio經過多年的迭代，目前的最新版本是CGI Studio 3.12。相比上一代，CGI Studio 3.12 增強的智能導入器現在支持導入 Figma 文件，同時能更精確地識別控件；借助新的Fusion Editor，用戶可以直觀地編寫其應用程序邏輯；對矢量圖形的支持確保了更出色的 HMI 圖形和更低的內存占用；改進后的狀態機編輯器提供了大量選項，可以在視覺上擴展使用的范圍，并且播放器允許在制作過程中旋轉和無縫縮放 GUI；升級后的幫助系統現在提供動態文檔，包括搜索和歷史記錄以及對多種語言的支持。
一站式設計工具鏈，打造極致交互體驗
一套完整的HMI設計軟件解決方案，少不了工具鏈的加持。下圖是CGI Studio工具鏈的展示。用戶把用Photoshop或其他設計工具做的2D、3D資源通過Importer導入Scene Composer（資源編輯器）后，直接編輯完成需要的設置，然后配上state machine（狀態機的編輯器）和Language tables（語言管理器），就能夠得到一個完整的GUI方案。
以開發汽車的雙開儀表方案為例，只需要把圖片和語言導入就可以得到CGI Player（一個簡單的界面），整個過程不需要人工編程。完成雙開儀表的界面后，用戶在Windows或操作平臺上可隨時做預覽和模擬，當開發進度完成至100%后，整個資源邏輯管理就可以直接下載到用戶的開發板。
CGI Studio工具鏈
此外，CGI Studio工具鏈里還有一個性能分析器（ANALYZER），當在硬件平臺上遇到任務調度、資源管理、內存儲存等問題的時候，ANALYZER會實時的、可視化的做分析，找到瓶頸在哪里并進行解決，實現最好的優化和最大的性能。
全方位覆蓋！滿足低、中、高端各類平臺多樣化需求
在汽車領域，SOC上集成了多個功能模塊，包括處理器、圖形處理器、內存控制器、多媒體處理器等。中低端SOC平臺常見的問題就2D功能比較強，但3D渲染能力有限，或者幾乎沒有3D 渲染的能力。針對這個問題，CGI Studio有接口支持專用 2D API，不僅是位圖傳輸，還包括旋轉和圖層的變化。
CGI Studio還具備緩存機制，使得各種系統內存的調用更加方便。在加速啟動方面，CGI Studio也做了很多優化，包括內容分區、壓縮算法、異步加載等，個別案例在引擎啟動時間僅僅是100ms以內。多頻渲染是在某個圖層或單獨線程里進行不同的渲染指令，比如儀表的渲染頻率是每秒30幀、60幀，但HUD或者IVI渲染只有每秒5幀、10幀或者15幀，CGI Studio的多層渲染功能可以使傳輸和內存的占用降低，因此整個GUI的性能就會更好。
在HMI設計工具中，不同的繪圖區域和不需要的區域就是臟區，臟區的管理需要自動化相機的失效機制功能，用不到的圖像CGI Studio會直接刪掉以便節約內存。資源包的管理CGI Studio有兩種方式，一種為直接在VRAM上傳，另一種是從 Flash 直接映射。針對內存池，CGI Studio也開發了專門的內存管理器。
“在經過在幾千萬輛汽車的應用以后，我們發現GUI的量產過程中遇到的大部分問題是碎片和垃圾收集，它們會導致程序越來越慢甚至出現死機、卡機的現象。CGI Studio的臟區管理和內存池功能使得GUI運行可靠，不會出現上述問題。”孫厚凱說道，“字體也是CGI Studio的一大特色。在歐洲，不同的國家使用不同的語言，常用語言超過20種以上。不同的字體語言需要專門的字體編碼器，CGI Studio可以提供Freetype和Monotype 等各種字體和語言管理方式，使得HMI設計工具翻譯更快、性能更好。總而言之，就中低端SOC平臺而言，在整個歐洲市場、競爭對手以及整個亞太市場，CGI Studio都可以做到性能最佳。”
中高端SOC平臺是指具備較高性能和先進功能的系統級芯片，用于驅動和管理車輛的各種電子系統，最常見的功能之一就是3D渲染。CGI Studio可以支持 3D的Open GL ES 1.1 至3.0不同版本，包括各種遮擋剔除、引擎、著色器等。同時，還廣泛支持行業標準，例如
虛擬機管理程序、IPC 解決方案、OpenGL、Monotype、Photoshop、Lua 腳本語言等，用戶或者設計師只需要簡單的配置下相關的語言參數及邏輯即可完成開發。
“針對中高端SOC平臺，高級功能安全是車廠普遍關注的問題。ISO 26262的標準為汽車的互聯功能提供了安全性的指導和要求。CGI Studio軟件已經實現了ISO 26262 ASIL B的標準，就這一點而言CGI Studio在業內的HMI軟件里已處于領先地位。”孫厚凱強調，“不管是低端的2D SOC還是高端的3D SOC，我們都可以提供完整的供應鏈方案來應對用戶的需求。CGI Studio作為智能汽車的應用開發工具，支持的3D渲染技術也已經達到了代碼開源，車廠或用戶可以利用我們的軟件做二次開發，或者多個項目同時做不同的開發，使開發資源在重復利用的同時還能提高效率。”
豐富酷炫用戶界面落地眾多車型，CGI Studio憑實力圈粉
利用CGI Studio軟件工具開發的汽車顯示系統包括顯示控制（天窗、燈光等等其他氛圍）、抬頭顯示器HUD、儀表、主機（IVI）以及后頭枕顯示器等。許多造車新勢力將HUD作為其智能駕駛輔助系統的重要組成部分，在HUD的開發中，CGI Studio可以用于創建各種圖像和動畫，將重要的駕駛信息投影到駕駛員視線范圍內，比如通過渲染粒子效果實現火焰、天氣變化的模擬以及自動駕駛的路線選擇、道路偏移等。除了駕駛位，對于后排的頭枕顯示器，可以通過CGI Studio提前設定與前端IVI系統進行并聯，實現信息傳輸、畫面共享或者娛樂信息顯示等。已量產的還有增強式的抬頭顯示（AR-HUD），在HUD抬頭上會顯示一些基本的輸入信息和障礙信息，同時也可以把地圖推送到車窗上。
“CGI Studio已經應用在了奧迪、大眾、保時捷、寶馬等一些高端車型，日韓的本田、現代汽車也有應用。通過最近幾年的耕耘，我們在國內也已經有一些項目在量產，比如比亞迪、長城哈弗等車機上的儀表、IVI系統等。”孫厚凱在分享CGI Studio的應用和合作伙伴時表示，儀表和抬頭顯示量產的車系有奧迪、寶馬5系、7系全系列，國內有比亞迪唐、比亞迪宋部分車型；中控IVI在歐洲主要是寶馬車系，亞太區鈴木、江淮也有量產的項目；后座娛樂系統主要是在保時捷車型上有量產。
“隨著科技的飛速發展，汽車HMI設計已經成為了汽車行業的重要競爭領域。憑借20多年的嵌入式軟件開發經驗，CGI Studio已經積累了豐富的技術實力和量產經驗，能夠為我們廣泛的客戶群提供可定制的產品。”孫厚凱表示，“作為汽車HMI設計工具的優質提供商，我們深入了解汽車行業的發展趨勢，緊跟市場需求和技術潮流，致力于為客戶提供具有競爭力的產品和服務。未來，我們將進一步和中國的用戶、車廠，Tier 1公司一起進步，共同發展更具卓越體驗的HMI產品設計。”
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