汽车行业正在借助虚幻引擎“换道超车”

“虚幻引擎”对于多数关注数字科技的用户而言,其发展路径早已出圈。不仅是人们熟悉的游戏领域,在汽车、航空、影视等多个行业里,都能够看到这项新颖技术的身影,并且由于引入了虚幻引擎技术,这些传统行业正在以更高的效率加速迭代。

就在特斯拉如日中天的当下,一个新崛起的电动品牌将“虚幻引擎”一同带入到了我们的视野之中。

RJ.斯卡林奇(RJ Scaringe)从小就有一个爱好,每在路边看见一台感兴趣的汽车时,他就会趴到车底,从底盘到车身研究个遍。

2009年,斯卡林奇从麻省理工学院机械工程系博士毕业后,创办了一家全新的汽车公司–Rivian,正是这间名不见经传的汽车作坊,后来被国内外媒体誉为“特斯拉杀手”。

真正让斯卡林奇和Rivian一炮而红的是与马斯克在进行“太空竞赛”的亚马逊创始人杰夫·贝索斯。这位前世界首富不仅重金砸向了Rivian,还向其采购了10万辆的订单用以新型物流。

Rivian的闻名在于其颠覆了人们对皮卡“工具属性”的认知,在它的身上还采用了一项名为“滑板底盘”的技术,基于此创造了纯电皮卡R1T、纯电SUV R1S。

汽车行业正在借助虚幻引擎“换道超车”

首台纯电皮卡R1T在美国工厂下线

与此同时,就像Rivian对底盘技术的革新一样,斯卡林奇为了让品牌旗下的产品更符合“次世代”座驾的定位,创新性的采用了虚幻引擎为R1T设计、开发和部署一流的HMI(人机界面)并且Rivian将此项举措视作提升自我的绝佳机会。

虚幻引擎具有突破常效的协同架构

Rivian为用户呈现惊艳交互体验的背后正是虚幻引擎的架构支撑。在此之前技术团队尝试了许多解决方案,“少有软件能够胜任目前的工作负载,并顺畅运行”,Rivian车内体验高级软件工程师Eddy Reyes表示,“最终虚幻引擎达到了我们想要的效果,确保在屏幕上显示多辆汽车的驾驶辅助工作负载。”

“在自动驾驶早期阶段,我们的驾驶员需要建立起对车辆的信任。虚幻引擎让我们能够在驾驶员显示器上以可视化方式查看车辆对实时情况的反应”,Rivian车辆UI设计总监Matt Metropulos详细描述了传感器数据是如何嵌入实时渲染的图形中。

汽车行业正在借助虚幻引擎“换道超车”

车辆传感器数据实时嵌入渲染

而从开发角度来看,虚幻引擎带给设计团队的主要优势是“高效”。设计团队只需要汽车的3D模型,通过虚幻引擎的蓝图可视化脚本,开发者无需编写任何代码,就能快速制作原型并迭代高级效果。

构建安全有效的人机界面还面临着诸多挑战,比如“不能过分分散驾驶员的注意力”,所以提供给他们的信息需要恰到好处,这也正是工程团队和设计团队开展合作的地方。

这种情况下,虚幻引擎又一次发挥了作用,让团队协同工作,把设计师和工程师带到同一个平台上,让他们每天在虚幻引擎上交换想法。Rivian围绕这个引擎建立一支完整的团队,不断学习并贡献技能,从而进行快速迭代。

同时,高保真度使屏幕上的图像还原了真实车辆,这是R1T人机界面如此吸引人的原因之一,这也是与用户建立信任关系的一个重要因素。虚幻引擎可以根据车辆配置定制所渲染的车辆。如此一来,界面的任何地方都可以灵活地展示车辆的特定颜色和细节。

汽车行业正在借助虚幻引擎“换道超车”

Rivian设计师在线上协同设计

因为虚幻引擎可以处理R1T上约50万个的多边形,并且Rivian可以使用车辆原始CAD模型的数据,而不必从头开始重建。这不仅大幅提高了效率,也提升了交互界面精度。

Rivian实现的另一个优势是OTA,这也是现在主流厂商,尤其是新势力采用的软件更新方式。但是,虚幻引擎的加持下,无论是仪表盘还是中控屏幕上,其安全和娱乐方面的交互体验,Rivian的上升空间都是巨大的,它能实现你在其它车上闻所未闻的交互体验。

传统主机厂对数字研发的探索和尝试

实际上,虚幻引擎对汽车人机交互的贡献一方面是实现了高效协同,而另一方面则是能够将体验带入新的层级。其中,其数倍于常规工作路径的效率是传统汽车软件开发团队不敢想象的。

而在总部位于意大利摩德纳的超豪华品牌玛莎拉蒂,早在2015年就投入超过1500名工程师开发“创新实验室”。

这个创新实验室用于开发当今和未来的汽车,数字化流程采用了独家的玛莎拉蒂公式标准来支持产品开发,得益于硬件和软件的融合,将客户需求严格地纳入了虚拟仿真过程。

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玛莎拉蒂创新实验室的赛道模拟器

产品开发的数字过程发生在三个主要领域:静态模拟器,采用 DiM(动态驱动器)技术的最新一代动态模拟器和 “用户体验” 开发实验室。

其中,仅配备最新一代 DiM(动态驾驶员)技术的动态模拟器的贡献,就将新车的上市时间缩短了50%,从而完成90%的开发工作,并减少了40%的物理原型车使用量。创新实验室在硬件方面的开发与虚幻引擎对于软件方面的加持有着异曲同工之妙,通过类似数字技术的,汽车厂商能够大幅缩短开发周期,并提升研发效率。

沃尔沃从最重要的安全领域联手UE

押注HMI人机交互的除新势力集团,传统汽车厂商同样也给予了all in级的投入。日前,汽车安全领导者沃尔沃在仪表盘方面投入了大量精力,为其一系列新款纯电动汽车构建全新的人机界面,旨在更好地为驾驶员提供周围的状况信息,让他们不仅可以在驾驶途中保持安全感,还能在需要时做出更明智的决断。

沃尔沃汽车公司用户体验主管Thomas Stovicek表示,“一直以来,汽车的安全似乎只涉及到方向盘、刹车和油门踏板。”而接下来,这家曾发明了三点式安全带的汽车品牌要开启一场新的虚拟安全革命。

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沃尔沃下一代电动车概念图

沃尔沃汽车公司已准备好在2030年转型为纯电动汽车品牌,他们正在设计的人机界面体验必将永远改变我们驾驶和设计汽车的方式。Stovicek说:“人机界面蕴含着大量创意潜力。”他指的是一个可以随时通过OTA方式进行更新的系统,它将不断增强人机界面的体验。

对于即将推出的一系列新型纯电动汽车,沃尔沃的工程师们一直在尝试使用外部传感器实现从盲点检测到自动驾驶的所有任务。例如LiDAR类的技术将帮助驾驶员看得更远,使汽车能够预测将要发生的状况。诸多解决方案结合在一起,可以杜绝大量的事故发生,挽救生命,而这其中最关键部分就是让驾驶员始终掌握到足够多且有用的信息。但是,过于复杂的图表足以让驾驶员在途中分心,甚至有可能引发更多事故。

面对复杂的信息背景,虚幻引擎成为了解决方案中的重要一环,它能够情景化地处理信息。大量的传感信息收集到处理器里,如果需要传递给客户,就必须采用一种高保真可视化的方式,越是真实的内容越容易被驾驶者所理解,虚幻引擎能够逼真地渲染和展示事物,并将大量信息无缝地衔接在一起。

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除了能够创建信息丰富的视觉效果外,虚幻引擎的实时功能也是沃尔沃汽车公司团队提高安全性的关键。面对不同反应力的人群,车辆都需要给予充分的反应时间,所以系统的响应能力非常重要。

无论是应对从侧面突如其来的另一辆汽车,还是处理道路上的紧急状况,系统能够越快甄别并为用户提供信息,就能越早地帮助驾驶者做出反应。

为了进一步优化人机界面,沃尔沃汽车公司的用户体验团队目前已开始使用Unreal Insights。这可以帮助工程师和设计师在计算机和车辆原型中预览人机界面的外观,从而判断瓶颈,确保能够提供流畅、反应灵敏的用户体验,然后再将设计转化为生产模型。

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设计师和工程师在虚幻引擎架构下协同工作

过去,人机交互界面的开发必须经历一段漫长且反复沟通的过程。有了虚幻引擎,现在只需几小时即可更新图形。设计师和工程师可以更紧密地协作,完善概念:他们不需要学习C++来连接数据和生成的图形,因此可以直接进行修改并生成效果,不必等待另一支团队的回应。

沃尔沃最擅长打造安全的用户体验,通过在下一代电动汽车中使用虚幻引擎,人机交互的体感在短时间内会达到新的高度。随着越来越多的制造商开始探索这种组合方式的潜力,HMI会成为下一个主机厂和新势力角逐的分水岭。

中国品牌对HMI的展望

时至今日,虚幻引擎作为开放的实时3D创作平台,这项技术已经被汽车行业广泛应用在设计与工程领域,尤其是在内外饰效果与人机交互方面。越来越多的品牌加入到与虚幻引擎的联合开发中来,包括奔驰、日产以及通用最新发布的悍马EV,都在数字驾驶舱中使用虚幻引擎。

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中国品牌车机系统的代表

反观中国市场,不少本土品牌比如吉利、高合等主机厂以及相关的T1供应商都注意到了人机交互体验的重要性,开始做出创新性的尝试。部分新车甚至增加了车主可自定义虚拟语音形象的车机助手。

HMI将会是汽车行业的新机遇

随着电气化架构的普及,屏幕会成为汽车中控、仪表盘甚至是方向盘上的主角,并向用户提供闻所未闻的体验。摄像头、感应器、屏幕与虚幻引擎这样的前沿技术相结合,则是构建全新体验的基础框架。

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虚幻引起实现异地的高画质实时交互

Epic的专业HMI团队认为只有让设计师更好地实现他们愿景和设计,才能创造出吸引人的车内体验。同样的,只有让工程师集中精力处理重要的高价值技术功能,才能为产品本身带来更多价值,而这一切的最终结果都是为用户提供更好的体验。

所以,人机界面(HMI)将会是汽车产业全新开拓的重点方向,它结合了最新的协作流程和工作流程,可用于创建汽车HMI、信息娱乐和数字驾驶舱体验并持续添加新功能以造福广大制造商。

实时交互的特性使得虚幻引擎成为一个兼有资产创作和数据统一化管理的平台,解决了多年来一直困扰行业的一大问题。虚幻引擎5在HMI领域的应用展望

不久前,Epic官方发布了虚幻引擎5正式版,其中的Lumen动态全局光照和Nanite虚拟几何体等核心技术带给业界前所未有的制作革新,也给各行各业的虚幻引擎用户注入了一剂强心针,吸引了各行各业对此项技术的关注,开始期待其为行业带来的新变化。

未来的虚幻引擎有极大可能成为通用型次世代引擎,赋能包括汽车、航天在内的各大行业,提供创作团队高效的协同生产力以及更优秀的交互体验,把设计者的创造力发挥至极致。

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