A arte sutil de projetar controles físicos para automóveis
(theturnsignalblog.com)- Nos controles internos do carro, em vez de colocar todas as funções em uma tela sensível ao toque, combinar climatização automatizada com mostradores físicos permite que o motorista sobrescreva as configurações necessárias com menos interações
- O Smart Knob open source de Scott Bezek e o kit de desenvolvimento da Seedlabs foram adequados para protótipos de mostradores que transformam tato em software, combinando motor DC sem escovas, detents falsos, feedback por vibração e um pequeno display
- Para valores contínuos como volume, detents regulares e sutis parecem os mais naturais; resistência linear suave é precisa, mas sem vida; resistência dinâmica que aumenta conforme o valor parece estranha em operações comuns
- Um único mostrador pode lidar com temperatura, velocidade do ventilador e aquecimento do banco, mas três funções já estão perto do limite; a partir da quarta, fica difícil rastrear a posição da interface sem desviar o olhar
- A configuração final recomendada é um mostrador de duas funções para temperatura e velocidade do ventilador, além de um botão físico separado para aquecimento do banco; para interações simples e frequentes, controles físicos são mais adequados do que interfaces touch
Redesenhando os controles de climatização a partir da dependência de telas touch
- O experimento de redesenho dos controles de climatização começou com a percepção de que as montadoras dependem demais de telas sensíveis ao toque e tornam a interface complexa demais ao concentrar funções em excesso
- O objetivo era manter os ocupantes confortáveis enquanto minimizava o número de interações
- O conforto térmico depende de quatro fatores ambientais
- temperatura do ar
- radiação térmica
- fluxo de ar
- umidade
- Quando esses fatores ficam dentro de uma determinada faixa, é possível criar um ambiente confortável para a maioria das pessoas, o que permite depender bastante da automação
- O conceito inicial era um sistema automatizado em que um único mostrador de temperatura determinaria junto a velocidade do ventilador e o aquecimento do banco
- se a temperatura interna se afastasse muito da temperatura definida, a velocidade do ventilador e o aquecimento ou resfriamento do banco aumentariam
- o motorista poderia sobrescrever as configurações automáticas a qualquer momento
Do mostrador sobre o display ao mostrador com display embutido
- O plano inicial era montar o mostrador sobre uma tela touch, mas após testar várias implementações, concluiu-se que a abordagem não era tecnicamente suficiente
- era difícil registrar eventos de toque com precisão
- era necessário deixar espaço livre ao redor para evitar toques acidentais durante a rotação do mostrador, desperdiçando área útil da tela
- A alternativa foi colocar um display dentro do mostrador
- O Smart Knob de Scott Bezek é um projeto open source que imita a sensação de um mostrador analógico usando um motor DC sem escovas
- ajustando força e resistência do motor, é possível criar detents falsos controlados por software
- é possível simular diversos tipos de feedback tátil, como intensidade dos detents e hard stops
- também inclui um motor de vibração que imita o clique de botão ao pressionar o mostrador
- O kit de desenvolvimento Smart Knob da Seedlabs oferece esse projeto em formato de kit pronto para desenvolvimento
Experimentos táteis com o mostrador giratório
- O mostrador giratório parece simples, mas como permite controlar tanto software quanto feedback tátil, ele possibilita explorar várias interações
- Tamanho, forma e peso de um controle físico criam expectativas sobre como ele deve ser usado
- um mostrador redondo comunica que pode ser girado
- um mostrador grande passa a impressão de controlar uma função mais importante e precisa
- um mostrador pequeno passa a impressão de controlar menos funções e funções menos importantes
- sinais como rótulos podem explicar função, número de etapas e estado
- O feedback tátil da rotação do mostrador também funciona como uma camada de comunicação
- quando a própria configuração muda, como na fonte de mídia, detents fortes comunicam a importância da mudança
- quando se altera um valor dentro de uma única função, como no volume, detents menores parecem mais naturais
- O experimento com controle de volume comparou três padrões táteis
- resistência linear suave: tecnicamente a mais precisa, mas parece sem vida e artificial
- detents regulares e sutis: como é o padrão mais comum em controles como volume, parece o mais natural
- resistência dinâmica crescente proporcional ao volume: como é um conceito difícil de reproduzir com um mostrador analógico, parece estranho para ajuste comum de volume, mas pode ter potencial em outras aplicações
Diretrizes para projetar interfaces táteis
- Em operações semelhantes, é preciso manter padrões táteis consistentes
- se volume e velocidade do ventilador têm o mesmo tipo de faixa de valores, é melhor não misturar rotação contínua em um e rotação por etapas no outro
- É preciso permitir tanto ajustes finos quanto ajustes rápidos
- o volume normalmente é ajustado em pequenos passos, mas deve poder ser silenciado rapidamente quando necessário
- em funções com estado desligado, faz sentido intuitivo sentir que girar o mostrador totalmente para a esquerda desliga a função
- Feedback físico e feedback visual devem estar sincronizados
- se o mostrador gira 270°, a interface também deve corresponder a 270°
- as posições dos detents também devem coincidir com as posições da UI
- nos experimentos, atualizar a UI quando o mostrador ultrapassava 20% do detent pareceu mais natural
- Quanto maior a faixa de valores, mais fraca deve ser a intensidade dos detents; quanto menor a faixa, mais forte ela deve ser
- em uma faixa [0,99], detents sutis são adequados
- em uma faixa pequena como [0,3], são necessários detents mais fortes para transmitir claramente a posição
- Valores importantes podem receber detents mais fortes
- em casos como temperatura com valores decimais, é possível diferenciar valores principais e secundários pela intensidade dos detents
- Valores extremos podem ser comunicados por resistência ou tamanho do passo
- no modo de climatização automática, se for definida uma temperatura muito diferente da atual do interior, o sistema atuará com mais força para atingir a meta, e isso pode ser transmitido por uma resistência maior
- como mesmo a mesma temperatura definida pode produzir resultados diferentes conforme a diferença para a temperatura interna atual, isso é útil para expressar extremos dinâmicos
- etapas importantes, como o modo desligado, podem ocupar um ângulo maior do que etapas normais de ligado
- Antes de uma mudança de estado, é possível aplicar uma resistência de prévia sutil
- a curva de força tende a funcionar melhor quando é mais próxima de logarítmica do que linear
- quando a resistência aumenta à medida que se aproxima do próximo detent, fica mais claro quando a etapa será acionada
Limites revelados pelo protótipo
- Com base nos princípios de projeto estabelecidos, foi implementado um sistema de automação simulado com temperatura, velocidade do ventilador e aquecimento do banco
- Embora tenha sido mantida a conclusão anterior de que o aquecimento do banco, por ser altamente pessoal, não é ideal para automação, ele foi incluído para verificar se três funções poderiam ser controladas por um único mostrador
- No controle de temperatura, foi aplicada resistência tátil progressiva
- quanto mais distante da temperatura atual o ajuste ia, maior era a resistência percebida
- isso transmitia de forma tátil que, ao definir uma temperatura muito mais alta, a velocidade do ventilador e o aquecimento do banco também aumentariam
- Velocidade do ventilador e aquecimento do banco usavam o mesmo perfil tátil
- a velocidade do ventilador era composta por 5 etapas claras
- o aquecimento do banco tinha 4 etapas, sendo a primeira uma posição “off” com feedback mais forte
- Ao pressionar o mostrador, era possível alternar entre funções, e um pequeno paginador na parte inferior do display indicava qual função estava ativa no momento
- Dentro do sistema automatizado, o motorista precisava entender sem alternar funções como a configuração de temperatura afetava velocidade do ventilador e aquecimento do banco, mas foi difícil transmitir isso apenas com o pequeno display
Três funções são viáveis, mas duas parecem mais naturais
- Exibir três tipos de dados em um único mostrador é viável, mas já está perto do limite máximo
- Ao adicionar uma quarta função, torna-se difícil rastrear a posição na interface sem olhar para baixo
- A principal limitação é ter de colocar muita informação em um display pequeno
- Quando os três tipos de dados estão conectados dentro de um sistema automatizado, fica ainda mais difícil comunicar essa relação em uma tela pequena para uso durante a condução
- Se as funções se limitarem a temperatura e velocidade do ventilador, o conceito parece mais natural e também surge espaço suficiente para mostrar claramente o estado do sistema automatizado
- A configuração final recomendada é um mostrador giratório de duas funções
- minimiza o número de interações por meio da automação
- permite que o motorista sobrescreva facilmente quando necessário
- para aquecimento do banco, o ideal é um controle físico separado que permita escolher a configuração preferida com um único toque, em vez de alternar a intensidade com várias pressões
Soluções semelhantes em carros reais
- A Jaguar usou uma solução interessante com um mostrador de três funções e uma interação adicional no eixo de profundidade
- no estado padrão, ele controla a temperatura
- ao pressionar o mostrador, o aquecimento do banco é ativado
- ao puxar o mostrador, a velocidade do ventilador é ativada
- é uma forma fácil de aprender e operar sem tirar os olhos da estrada
- a Jaguar, como muitas outras fabricantes, descontinuou controles físicos de climatização e migrou para telas touch
- A Skoda atualmente oferece três Smart Dials em modelos premium
- cada passageiro ajusta a temperatura com seu próprio mostrador
- ao pressionar o mostrador, controla-se o aquecimento do banco
- o motorista pode configurar o mostrador central para até 6 funções, como volume, modo de condução, velocidade do ventilador e direção do fluxo de ar
- em meio à tendência atual das interfaces touch, isso pode ser visto como um projeto simples e excelente
Separando os papéis da tela touch e dos controles físicos
- Telas touch são um mal necessário para interações complexas como navegação
- Para operações simples e frequentes como climatização, é melhor não colocá-las dentro de uma interface touch
- O custo costuma ser citado como motivo para o desaparecimento dos controles físicos, mas o fato de marcas de orçamento como Skoda e Renault ainda oferecerem controles físicos mostra que não se trata apenas de custo
- Fabricantes que adotaram interfaces exclusivamente touch priorizam custo e marketing acima de ergonomia e segurança
- Manipular controles físicos traz uma satisfação e uma sensação de qualidade próprias
- marcas como Mercedes há muito se orgulham de dedicar milhares de horas para aperfeiçoar a sensação de interruptores e botões
- nas telas touch, essa sensação desaparece, e também desapareceu na maioria dos carros modernos
- Ainda há muito espaço para explorar no projeto de controles físicos, e o código do projeto está disponível no GitHub
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Ao contrário da abordagem comum das montadoras de “jogar qualquer lixo numa tela sensível ao toque”, valorizo o fato de terem pensado em como projetar controles digitais.
Ainda assim, fico em dúvida se um controle modal tão complexo assim traz benefício real. No meu carro antigo, ano 2016, há três botões giratórios, então consigo ajustar temperatura, intensidade do ventilador e direção do ar separadamente sem olhar, e o aquecimento dos bancos também é resolvido com um único botão.
Ter um modo automático de climatização seria útil em tese, mas, na prática, muitas vezes basta estender a mão e girar conforme se está com frio, calor ou confortável; e, mesmo em outros carros com modo automático, no fim é preciso alternar modos na tela sensível ao toque para controlar várias funções, desviando os olhos da estrada.
Esse é exatamente o tipo de detalhe de que gosto em um carro bem projetado.
Em geral isso se deve à suposição meio estranha de que um único sensor, localizado nem sequer onde o usuário está, vai refletir com precisão o ambiente real.
Uma entrada do tipo “mais quente/mais frio” já basta, e não finge ter uma precisão que na prática nem existe.
Por fora parece uma melhoria de interface de usuário, mas continua sendo inferior à experiência de controle analógico. Pode acontecer de você girar o botão com força para ajustar o volume e, na verdade, a estação de rádio estar mudando rapidamente.
Para operar sem olhar, você acaba tendo de manter o estado do botão na cabeça o tempo todo, e a meta final deveria ser uma operação sem tirar os olhos da estrada. No analógico isso era possível.
Mesmo que alguém crie um design com pouquíssima carga cognitiva, fácil de aprender e fácil de se acostumar, a pressão para que seja “novo, mais novo, revolucionário e disruptivo” vai nos obrigar a reaprender tudo sempre que comprarmos um carro novo.
Tenho medo de trocar meu carro de 20 anos, mas em algum momento vou ter de fazer isso. Considerando a informatização péssima dos carros modernos, problemas de segurança, otimizações que chegam ao nível de corrupção ou falta de confiabilidade, hostilidade comercial como assinaturas e design repulsivo, talvez mudar para uma cidade e um país com bom transporte público seja melhor tanto para mim quanto para o meio ambiente. Os casos em que isso não bastar podem ser resolvidos com táxi e carro alugado, e uma sociedade centrada no automóvel não é um bom lugar para viver.
Sou o criador do SmartKnob. Sempre fico surpreso com o quanto este objeto gerou discussões sobre experiência do usuário ao longo dos anos.
Um ponto que acho um pouco insatisfatório no protótipo e nas demos que compartilhei originalmente é o uso do gesto de pressionar e da tela como uma interface de menu modal. A tela fica bonita nos vídeos de demonstração e combina bem com interfaces que recebem toda a atenção do usuário, como um painel de controle de casa inteligente.
Mas acho que o potencial real é maior no próprio feedback tátil e no uso combinado com botões dedicados que alternem diretamente para modos específicos, em vez de menus. Por exemplo, há uma demo posterior usando feedback tátil como ferramenta de jog em uma linha do tempo de vídeo: https://youtu.be/J9192DfZplk
Uma tela totalmente reconfigurável por software está começando a parecer menos uma “nova era” da experiência dentro do carro e mais uma v0.1 de controles de configuração altamente personalizáveis, porém muito complexos — ou seja, uma primeira implementação preguiçosa. Este design parece mais uma tentativa de refinar esse conceito, então merece elogios.
Concordo que talvez ainda não seja totalmente suficiente para a “operação sem olhar” necessária ao dirigir, mas, para muitos usos, é uma interface muito mais sofisticada e refinada. Só de limitar as opções do menu principal a 5, já daria para reduzir 10 botões a um único botão giratório.
Quanto à parte que usa apenas feedback tátil, fico curioso se você comparou com o Surface Dial. Achei que ele fosse se popularizar mais, mas parece ter desaparecido.
Além de ser apreciado por alguns profissionais de mídia nas áreas de arte e vídeo, chama atenção o fato de ter aparecido sobre a cadeira do cockpit em filmes e séries famosos de ficção científica ambientados no espaço.
Gostaria que houvesse mais dispositivos inteligentes com entradas e saídas analógicas. Dava a impressão de que a Ambient Technologies estava chegando a alguma coisa, mas parece que nunca encontrou o encaixe com o mercado que se esperava.
O trabalho e as funções inteligentes incluídos aqui são interessantes, mas também há pontos preocupantes
Primeiro, ao tentar reduzir para 2 manoplas, cada uma delas passa a ser multimodo. Com isso, boa parte da vantagem da memória muscular desaparece, e é preciso olhar para uma telinha que fica parcialmente coberta pela mão durante a operação. O feedback tátil pode ajudar a identificar o modo atual sem olhar, mas, para usar mantendo os olhos na estrada, há mais coisas a memorizar, o que pode reduzir o benefício da simplicidade
Segundo, tenho dúvidas se o feedback tátil funcionaria usando luvas. Não sei se seria perceptível, nem se o toque seria detectado
Hoje em dia, até o ar-condicionado manual costuma ter 3 manoplas, então não é tão diferente das 2 propostas aqui, e elas sempre fazem a mesma coisa toda vez que você estica a mão. Preocupa quanto tempo o usuário levaria para se acostumar à interface sem olhar. Talvez haja vantagem em dar feedback por uma tela maior, que não fique coberta pelos dedos
Ainda assim, é um excelente estudo sobre consistência de interface de usuário, como em como programar os pontos de retenção (detents)
Uma disposição lógica seria colocar os botões ao redor do dial como um gráfico de pizza, o que os tornaria muito fáceis de encontrar sem olhar. Se os botões ficarem abaixo do dial, a mão não cobre a tela e o display também pode ser usado como um indicador claro de modo
Também seria possível duplicar a indicação no head-up display do motorista. Ainda chamaria um pouco de atenção, mas, por exemplo, se ela ocupasse brevemente o centro do velocímetro apenas quando o motorista estivesse tocando no controle, seria muito menos distrativo do que virar a cabeça para olhar o painel de infotainment
Não é preciso se preocupar com a questão das luvas. É uma manopla física, e a estrutura usa um motor para resistir à força de rotação, então não há problema algum mesmo usando luvas
Projetar controles de carro é fácil. Você pega elementos que engenheiros aperfeiçoaram ao longo de 100 anos em termos de precisão e ergonomia, entrega para alguém com diploma em design industrial, essa pessoa joga tudo fora e faz algo brilhante, e o resultado é que pessoas como Anton Yelchin morrem
A interface de usuário da AWS não mudou muito em 10 anos, mas foi redesenhada pelo menos três vezes nesse período, sem benefício para ninguém
Seria bom se grandes empresas oferecessem aos usuários pagantes uma interface de usuário com suporte de longo prazo, e que as equipes de experiência do usuário só pudessem quebrar o fluxo de trabalho dos outros em um modelo de adesão opcional
Uma característica negligenciada dos controles físicos é que eles dão identidade e experiência ao interior
Quando eu cresci obcecado por carros, adorava ver como cada marca organizava o interior. Por exemplo, os Volvo dos anos 2000 usavam um desenho bem grande de uma pessoa sentada para selecionar as saídas do ar-condicionado
Além disso, na minha cabeça, um objeto com mais de 3.000 libras naturalmente deveria ter elementos físicos em que você realmente aperta, empurra e ouve cliques
Algumas telas sensíveis ao toque gigantes e controles por toque praticamente acabam com isso
Pessoalmente, prefiro bancos não elétricos, simples e que não quebram, mas, se for para automatizar, é uma ótima interface
O problema central é que as montadoras sempre escolhem design novo em vez de usabilidade. Elas trocam componentes para se diferenciar, não para melhorar funções. Mesmo controles bem projetados, como o ar-condicionado da Volvo, desaparecem na próxima reestilização
O problema mais novo é que todas as fabricantes de carros são inacreditavelmente incompetentes em software e experiência do usuário. Isso não faz parte da cultura nem da especialidade delas. Por isso, não só os botões são ruins ou inexistentes, como as telas também viram um pesadelo
É uma ideia profundamente enraizada na indústria automotiva, então provavelmente não vai mudar facilmente, mas acho que realmente precisa parar
Conforme envelheço, uma coisa que esses designers deixam passar é a presbiopia. Meu Honda tem controles relativamente bons, mas um mostrador pequeno como o dessas manoplas seria muito difícil de ver mesmo com o carro parado, e impossível dirigindo à noite
Os ícones são pequenos demais. Considerando o tamanho das telas dos carros atuais, há espaço suficiente para as manoplas, então deveriam usá-lo
Se você está projetando algo visível para pessoas na casa dos 20 anos, deveria investir também no seu próprio futuro e em um grande grupo populacional que normalmente também tem mais dinheiro
[0] https://www.aoa.org/healthy-eyes/eye-health-for-life/adult-v...
As montadoras deveriam contratar essa pessoa para criar interfaces. Ela entende o essencial. Não se deve usar touchscreen para funções que são manipuladas com frequência durante a condução; isso é extremamente inseguro
Por exemplo, a Jeep descobriu recentemente o gosto por exibir alertas aleatórios em tela cheia com um alarme barulhento quando deduz magicamente que há um guincho por perto. Na prática, a chance de você ver um guincho nos próximos 10 minutos é, sendo otimista, de uns 50%
Na terceira hora dirigindo à noite, sozinho na estrada, de repente aparece algo como “alerta, o mundo está acabando”. Excelente
Eu realmente odeio as montadoras. Elas não deveriam ter permissão para usar touchscreens. Mesmo que possam ser úteis, elas já provaram repetidamente que não são inteligentes o bastante para usá-las direito
Se as montadoras otimizam o carro para parecer bonito no showroom, uma touchscreen chamativa ganha de controles físicos sem graça
Parece melhor do que outras touchscreens, mas, para começo de conversa, não entendo por que uma touchscreen é necessária
Gosto da abordagem da Mazda, com uma tela sem toque, e prefiro ainda mais o belo controle do BMW X5 2004, em que dá para ajustar a temperatura com bastante precisão girando um dial no meio do painel
Depois de definir a temperatura em um valor razoável, como 70 graus, se o ar no rosto e nas mãos estiver quente ou frio demais, é só girar o dial. As outras saídas continuam funcionando a 70 graus, enquanto as mãos podem receber ar mais quente ou mais frio ao mesmo tempo. E, claro, dá para fazer esse ajuste em um instante até ao entrar numa rodovia
Aprendi essa lição do jeito difícil com um BMW 5 Series do início dos anos 2000, modelo 2004
Havia um único controle estilo joystick para comandar uma tela, se me lembro bem chamado iDrive, que cuidava de tudo, como climatização e configurações. O problema era que se tratava de um sistema tudo-em-um totalmente integrado às funções do carro, então não dava para substituí-lo por um sistema original mais novo ou melhor
Você ficava preso a uma tecnologia envelhecida e, quando a tela ou o computador começavam a dar problema, não havia uma solução simples. Nada de trocar um botão barato, nem de fazer um upgrade fácil
Comparando com um carro como um LandCruiser dos anos 80, os controles físicos continuam funcionando décadas depois e, no pior dos casos, você troca um botão ou interruptor por troco de pinga. Já os carros modernos estão virando produtos tecnológicos descartáveis, que ficam obsoletos no momento em que um sistema proprietário falha
Por isso, quando comprei um carro novo alguns anos atrás, escolhi um Toyota LandCruiser. Agora ele até tem touchscreen, mas o fato de usar botões físicos faz uma grande diferença quando se aperta um botão para trocar a música ou ajustar o volume durante a condução
Hoje em dia, os carros novos são todos sistemas integrados sob medida, o que torna muito mais difícil trocar a central multimídia. Por exemplo, é muito mais fácil colocar uma central CarPlay nova de duplo DIN em um carro antigo, mas em um carro moderno isso é difícil ou impossível
Muitos sistemas iDrive são substituíveis, mas fico um pouco preocupado com a origem das peças baratas do eBay
O iDrive mais recente ficou muito melhor que o inicial e provavelmente foi o melhor sistema que já usei em um carro. Só que agora eles partiram para uma touchscreen enorme. Visualmente impressiona, mas não quero
Meu sistema favorito de controles automotivos é o dial giratório do iDrive da BMW
Touchscreens são aceitáveis para oferecer acesso a controles mais detalhados. Mas deveriam ser limitadas a funções que não precisam ser ajustadas durante a condução
Em um Tesla, para ligar o desembaçador, é preciso tocar na tela 3 vezes, e durante esse tempo a atenção vai para a tela. Mesmo sendo algo comum por aqui. Já em um Subaru, isso é feito com um único botão que virou memória muscular, então a abordagem da Tesla não faz sentido
Concordo que seria ideal ter um controle físico para esse tipo de função, mas hoje a única coisa que me irrita é a falta de controles do limpador de para-brisa. Se a Tesla acionasse os limpadores com sensor de chuva em vez de câmera, acho que esse problema também desapareceria