GN⁺: 자동차를 위한 물리적 컨트롤 설계의 미묘한 예술

• 자동차 기후 제어 시스템 재구상

  • 2년 전, 자동차의 기후 제어 시스템을 재구상하는 방법을 탐구함. 터치스크린에 지나치게 의존하고 복잡한 인터페이스를 가진 자동차 제조사에 실망함. 승객의 편안함을 최소한의 상호작용으로 제공하는 것이 목표였음. 열적 편안함은 공기 온도, 열 복사, 공기 흐름, 습도라는 네 가지 환경 요인에 따라 달라짐. 이러한 요인들이 특정 범위 내에 있을 때 대부분의 사람들에게 편안한 환경을 제공할 수 있음. 이를 통해 자동화에 크게 의존할 수 있게 됨.
  • 온도 다이얼로 제어되는 자동화 시스템을 만듦. 이 시스템은 팬 속도와 좌석 난방을 결정함. 설정 온도에서 크게 벗어나면 팬 속도와 좌석 난방 또는 냉각을 조절함.
  • 첫 번째 디자인 개념은 물리적/터치 인터페이스를 혼합하여 사용함. 자동화 시스템이 팬 속도와 좌석 난방을 설정하지만, 운전자가 이를 항상 무시할 수 있음.
  • 두 번째 반복에서는 좌석 난방을 자동화 시스템에서 제거함. 이는 개인적인 기능이므로 개별적으로 제어하는 것이 더 나음. 터치 디스플레이 위에 다이얼 디자인을 도입하여 자동화 시스템을 일시적으로 무시할 수 있도록 함.

• 적절한 하드웨어 찾기

  • 터치 디스플레이에 다이얼을 장착하려는 초기 계획을 세움. 다양한 구현을 테스트한 결과, 이 기술은 충분히 좋지 않다는 것을 발견함. 정확한 터치 이벤트를 등록하는 것이 까다로워 다이얼 주위 공간을 비워두어야 함.
  • Scott Bezek의 오픈 소스 Smart Knob 프로젝트를 발견함. 브러시리스 DC 모터를 사용하여 아날로그 다이얼을 에뮬레이트함. 모터의 힘과 저항을 조절하여 소프트웨어로 완전히 제어되는 가짜 디텐트를 생성할 수 있음. 진동 모터가 다이얼을 누를 때 버튼 누름을 시뮬레이트함. 작은 디스플레이와 결합하여 거의 모든 유형의 물리적 다이얼과의 상호작용을 시뮬레이트할 수 있는 완전히 사용자 정의 가능한 물리적 제어를 생성함.
  • Seedlabs가 이를 사전 제작된 개발 키트로 전환함. 장치의 기능을 보여주는 몇 가지 예제가 포함됨.

• 실험

  • 회전 다이얼은 디자인 관점에서 간단해 보일 수 있지만 탐구할 것이 많음. 소프트웨어와 촉각 피드백을 완전히 제어할 수 있다는 사실은 다양한 상호작용 유형을 알아내는 데 훌륭한 기회를 제공함.
  • 물리적 제어를 보면 크기, 모양, 무게와 같은 물리적 속성에서 특정 기대를 자동으로 얻음. 이러한 '어포던스'는 객체를 어떻게 사용할 수 있는지를 알려줌. 예를 들어, 둥근 다이얼은 회전할 수 있음을 나타냄. 큰 다이얼은 더 중요한 기능을 제어하며, 작은 다이얼은 덜 중요한 기능을 제어함. 유사하게, 라벨과 같은 시그니파이어는 제어의 기능, 단계 수, 상태에 대해 설명할 수 있음.
  • Braun의 디자이너들은 완벽한 무게, 디텐트 강도, 시그니파이어를 얻기 위해 수많은 시간을 보냄.
  • 다이얼을 회전할 때의 촉각 피드백은 커뮤니케이션 레이어임. 다이얼이 미디어 소스와 같은 다양한 설정을 제어할 때, 변화의 중요성을 나타내기 위해 하드 디텐트를 가짐. 다이얼이 볼륨과 같은 단일 기능 내의 다양한 값을 제어할 때, 디텐트는 더 작음.

• 촉각 인터페이스 디자인 가이드라인

  • 유사한 작업 간에 촉각 패턴을 일관되게 유지함. 문 손잡이가 문을 당기거나 밀어야 하는지를 전달해야 하는 것처럼, 다이얼은 회전의 느낌과 무게를 기대하게 함. 촉각 피드백은 이를 맞춰야 하며, 유사한 작업 간의 상호작용은 혼합되지 않아야 함.
  • 정밀하고 빠른 조정을 모두 허용함. 볼륨과 같은 특정 기능은 두 가지 다른 동작을 허용함. 일반적인 사용 중에는 승객이 볼륨을 작은 단계로 조정하여 선호도에 맞춤. 그러나 때때로 승객은 볼륨을 빠르게 음소거해야 함. 두 가지 옵션이 모두 가능해야 함.
  • 물리적 및 시각적 피드백을 동기화함. 다이얼의 물리적 회전을 디지털 인터페이스와 일치시키는 것이 중요함. 다이얼이 270° 회전할 수 있다면, 인터페이스도 270°여야 함. 디텐트의 위치를 인터페이스의 위치와 일치시키는 것이 두 번째로 중요함.
  • 값 범위에 따라 디텐트 강도를 반비례적으로 조정함. 데이터 범위가 [0,99]인 경우 디텐트는 미묘해야 함. 범위가 [0,3]처럼 작으면 디텐트는 다이얼의 위치를 명확하게 전달하기 위해 더 강해야 함.
  • 중요한 값에 강한 디텐트를 배치함. 더 세밀한 커뮤니케이션을 허용하기 위해 주요 값과 부차적인 값을 디텐트 강도로 구분할 수 있음.
  • 극단적인 값을 나타내기 위해 저항과 단계 크기를 다양하게 함. 극단적인 값에 대해 저항을 증가시키는 것은 이 행동의 결과가 일반 값보다 더 강렬하다는 것을 나타냄.
  • 상태 변경 전에 미묘한 "미리보기" 저항을 추가함. 힘의 곡선은 선형이 아니라 로그형이어야 함. 이렇게 하면 디텐트에 가까워질수록 저항이 증가하여 단계가 정확히 언제 트리거되는지를 명확하게 함.

• 개념을 현실로 전환

  • 디자인 원칙을 확립한 후, 이전에 만든 개념을 구현함. 온도, 팬 속도, 좌석 난방의 세 가지 기능을 가진 가짜 자동화 시스템을 만듦. 이전 기사에서 좌석 난방을 자동화 시스템에 추가하는 것이 적합하지 않다고 결론지었음. 이는 여전히 사실이지만, 다이얼을 통해 세 가지 다른 기능을 제어할 수 있는지를 탐구하고자 함.
  • 온도 제어를 위해 변화의 크기를 전달하기 위해 점진적인 촉각 저항을 추가함. 현재 온도에서 멀리 조정할수록 더 많은 저항을 느낌. 이는 팬 속도와 좌석 난방을 증가시킬 것임.
  • 팬 속도와 좌석 난방은 동일한 촉각 프로파일을 받음. 팬 속도는 다섯 개의 명확한 단계, 좌석 난방은 네 개의 단계로, 첫 번째는 강한 피드백을 가진 "꺼짐" 위치임. 다이얼을 눌러 기능을 순환할 수 있음.
  • 디스플레이 하단의 작은 페이지네이터를 통해 활성 기능을 강조함. 그러나 자동화 시스템 내의 기능 간의 관계를 전달해야 함. 온도를 설정한 후 팬 속도와 좌석 난방이 변경되면 운전자는 기능을 순환하지 않고도 이를 인식해야 함.

• 결론

  • 하나의 다이얼에서 세 가지 다른 데이터 유형을 표시하는 것은 가능하지만 확실히 최대임. 네 번째 기능을 추가하면 인터페이스에서 위치를 추적하기가 너무 어려워짐. 작은 디스플레이가 많은 정보를 보여줘야 하는 것이 주요 과제 중 하나임. 세 가지 데이터 유형이 연결된 자동화 시스템을 만들었기 때문에, 작은 디스플레이를 통해 이 연결을 전달하는 것이 어려움.
  • 두 가지 기능만 있는 경우 훨씬 더 쉬워짐. 온도와 팬 속도만 있으면 개념적으로 더 의미가 있으며, 인터페이스에 자동화 시스템의 상태를 명확하게 전달할 수 있는 충분한 공간이 있음.
  • 모든 실험 후, 두 가지 기능이 있는 회전 다이얼이 이해하고 조작하기 쉬움. 자동화 시스템에 의존하면 상호작용 횟수를 최소화할 수 있으며, 필요할 때 운전자가 쉽게 무시할 수 있음. 이상적으로는 좌석 난방도 물리적 제어로, 승객이 여러 번 누르지 않고 한 번의 버튼 누름으로 선호 설정을 할 수 있도록 함.

• 오늘날의 구현 예

  • 두 가지 흥미로운 솔루션을 가진 자동차 제조사를 강조하고자 함. 첫 번째는 Jaguar로, 세 가지 기능을 가진 다이얼에 깊이 차원을 추가하여 영리한 솔루션을 가짐. 기본적으로 다이얼은 온도를 제어함. 다이얼을 누르면 좌석 난방이 활성화되고, 다이얼을 당기면 팬 속도가 활성화됨. 도로를 주시하면서 배우고 조작하기 쉬움. 불행히도 대부분의 자동차 제조사처럼 Jaguar는 터치스크린을 선호하여 물리적 기후 제어를 중단함.
  • 두 번째는 Skoda로, 현재 고급 모델에서 세 개의 'Smart Dials'를 가진 흥미로운 개념을 가짐. 각 승객은 온도를 제어하는 다이얼을 가지고 있으며, 눌러서 좌석 난방을 제어함. 운전자는 중간 다이얼을 최대 6가지 다른 기능, 예를 들어 볼륨, 드라이브 모드, 팬 속도, 공기 방향을 제어하도록 구성할 수 있음. 간단하고 훌륭한 디자인으로, 특히 오늘날의 터치 인터페이스 트렌드를 고려할 때 더 많은 칭찬을 받을 만함.
  • 가장 인기 있는 기사에서 자동차의 터치스크린 증가에 대해 설명함. 터치스크린은 특히 내비게이션과 같은 더 복잡한 상호작용에 필수적임. 그러나 기후 제어와 같은 빈번하고 간단한 상호작용은 터치 인터페이스에 포함되어서는 안 됨.
  • 자주 인용되는 이유는 비용임. 그러나 놀랍게도 Skoda와 Renault와 같은 예산 브랜드가 오늘날 물리적 제어를 제공하여, 단순히 비용의 문제가 아니라 우선순위의 문제임을 보여줌. 터치 전용 인터페이스를 가진 자동차 제조사는 인체공학과 안전보다 비용과 마케팅을 우선시함.
  • 물리적 제어를 조작하는 데는 고유한 만족감과 품질이 있음. 수년 동안 Mercedes와 같은 브랜드는 스위치와 버튼의 느낌을 완벽하게 하기 위해 수천 시간을 소비함. 물리적 제어를 조작하는 느낌은 자동차에 고유한 품질과 특성을 부여함. 이 느낌은 터치스크린과 함께 사라졌으며, 따라서 대부분의 현대 차량에서도 사라짐.
  • 더 많은 자동차 제조사가 물리적 제어를 다시 도입하고 이를 차량 내 경험의 중요한 부분으로 고려하기를 바람. 이 프로젝트를 통해 물리적 제어를 설계할 때 탐구할 것이 많음을 보여주었으며, 이 프로젝트가 다른 사람들에게 영감을 주기를 바람. Seedlabs 개발자 키트를 여기에서 찾을 수 있으며, 내 코드를 GitHub에 공개함.

[neo]

Hacker News 의견

• 저자는 디지털 제어 설계에 대해 깊이 고민한 점이 칭찬받을 만함. 대부분의 자동차 제조업체가 터치스크린에 아무거나 넣는 전략과 대조적임
  • 하지만 복잡한 모드 제어의 이점에 대해 여전히 의문이 있음. 2016년형 자동차는 세 개의 노브를 사용하여 시각적 확인 없이 온도, 팬, 공기 위치를 조절할 수 있음
  • 이 자동차에는 온도 조절 모드가 없지만, 온도를 조절하는 것은 간단하며, 다른 자동차에서도 모드를 자주 조정해야 함
• SmartKnob의 창시자는 UX 논의가 많이 이루어져 놀라움을 느낌
  • 초기 프로토타입과 데모에서 화면을 모드/메뉴 인터페이스로 사용한 것을 약간 후회함. 화면은 멋진 데모 비디오에 적합하지만, 햅틱과 전용 버튼을 사용하는 것이 더 잠재력이 있다고 생각함
• 저자의 작업과 지능형 기능은 흥미로움. 그러나 몇 가지 우려 사항이 있음
  • 두 개의 노브로 설계하려다 보니 각 노브가 다중 모드가 되어 근육 기억의 이점이 사라짐. 햅틱 피드백이 도움이 될 수 있지만, 사용자가 익숙해지기까지 시간이 걸릴 수 있음
  • 햅틱 피드백이 장갑을 낀 상태에서도 작동할지 의문임
  • 많은 수동 시스템이 세 개의 노브를 사용하며, 이는 항상 동일한 기능을 수행함
• 자동차 제어 설계는 쉬움. 엔지니어들이 정밀성과 인체공학을 위해 100년 동안 조정한 것을 산업 디자인 학위 소지자에게 맡기면, 모든 것이 사라짐
• 물리적 제어의 간과된 기능은 실내에 정체성과 경험을 제공함
  • 자동차에 집착했던 어린 시절, 다양한 브랜드가 실내를 배치하는 방식을 보는 것을 좋아했음
  • 3000파운드 이상의 물체는 물리적으로 누르고, 밀고, 클릭 소리를 들어야 함
• 블로그 작성자의 최종 디자인은 기본적으로 Ford의 F-시리즈에서 사용하는 것과 유사함. Ford의 다이얼은 몇 가지 추가 기능이 있음
  • 온도 다이얼을 끝까지 돌리고 강하게 누르면 최대 제상 모드가 켜짐
  • 시스템이 꺼져 있을 때 다이얼을 돌리면 켜짐
  • 다이얼은 크고 고무로 되어 있어 더러운 손이나 장갑을 낀 상태에서도 쉽게 잡을 수 있음
• 나이가 들면서 디자이너들이 간과하는 것은 노화된 시력임. Honda의 제어는 괜찮지만 작은 디스플레이는 정지 상태에서도 보기 어려움
  • 밤에 운전 중에는 불가능함. 아이콘이 매우 작음
• 터치스크린이 왜 필요한지 이해하지 못함. Mazda의 터치리스 스크린을 선호하며, 2004년형 BMW X5의 다이얼을 돌려 온도를 미세하게 조정할 수 있는 점이 좋음
  • 온도를 적당히 설정하고, 얼굴과 손에 닿는 공기가 너무 뜨겁거나 차가우면 다이얼을 돌리면 됨
• 자동차 제조업체들은 이 사람을 고용하여 인터페이스를 구축해야 함. 터치스크린은 운전 중 자주 조작해야 하는 제어에 사용되어서는 안 됨
• 이 글을 읽으면서 인간-컴퓨터 상호작용의 새로운 암흑 시대를 경험하는 느낌임. 2008년에 HCI를 배웠고, 모든 축적된 지식이 사라짐