星越L案例解析 | 如何实现HMI 3D实时可交互车模内外饰效果展示？

前段时间，第九届轩辕奖终于揭晓，在一众优质车型里，吉利星越L凭借外观、内饰和品控上的一流水平，成功荣获十佳汽车的桂冠。

有幸的是，怿星也参与了星越L内饰中控屏的3D车模实时渲染动画设计与开发。

星越L是基于全球先进的CMA架构推出的吉利4.0时代的旗舰车型，其车机系统搭载了高通骁龙8155芯片，它是基于台积电第一代 7 纳米工艺打造的 SOC，也是第一款 7 纳米工艺打造的车规级数字座舱 SOC。

在星越L项目中，我们需要实现HMI 3D实时可交互车模内外饰的效果展示，其具体要求有：

随着技术的发展，人们越来越青睐于3D交互展示带来的沉浸感，然而在汽车行业，3D可交互车模的发展还没到完全成熟的阶段，如何呈现出流畅的交互体验是每个工程师都要思考的问题。

1.场景中动画系统的制作，如何完成自由视角与固定视角间的动画过渡？

车辆设置功能里允许使用者在水平方向上360°自由旋转车辆，但是某些功能需要在特定的摄像头视角下才能展示该车辆模型，所以无法通过预先在建模软件中制作过渡动画。它需要开发人员根据场景中的具体情况，动态生成摄像机运动的轨迹，完成动画的过渡功能。

2.如何在保证渲染质量的前提下，减少对系统资源的消耗？ 

虽然星越L车机搭载的是目前最先进的高通骁龙8155芯片，但是仍会存在资源的消耗。因此，在项目中要尽可能的降低对内存，显存以及CPU/GPU算力的使用。这样，即使在系统资源使用率变动较为剧烈的时候，HMI程序也可以保持一个较高的显示帧率。

怿星科技基于星越L的项目需求，采用技术与艺术并行的设计理念，结合软件开发及Kanzi技术等多领域协同，最终实现用户与汽车3D模型间实时的交互效果。

在HMI中，我们制作了高模和低模两个版本的3D车模，并进行了多通道的贴图烘焙，将真实的光影效果保留在内饰模型上，让模型更加真实精致，较高的还原了车身细节。

在灯光方面，由于虚拟空间中，灯光对3D车模的质感、光感、明暗对比等方面影响都很大，我们增加了多角度光源，确保在系统性能正常运行的情况下，还原车模的写实效果。

星越L的UI设计风格与特斯拉比较接近，主要区别为实时渲染的3D车模在外饰的质感表现上，比特斯拉更为精致和写实。通过怿星多位设计师不懈的努力，怿星达到了客户对3D车模精致、写实的要求，同时也符合UI设计高明度、低饱和度的明亮清新风格。

HMI程序在底层会与车机系统做信号层面的对接，获取车辆的一些实时状态，如遮阳帘/天窗的开关进度、空调当前状态等内容；同时HMI程序也会根据用户当前的操作，向车机系统传输对应的信号，如座椅加热挡位、位置调节信息等内容。

车辆预碰撞辅助

智能驾驶辅助

此外，HMI程序带有实时生成摄像机运动轨迹的功能，可以在3D场景中显示摄像机当前的位置状态、以及在固定视角的位置状态间生成一端运动轨迹，使得摄像机平滑的过渡到下一个位置，完成场景切换的动画。

通过对素材使用ASTC纹理压缩，有效缩短界面启动时间；同时，对纹理素材进行差异化处理，细节要求高的，使用高分辨率素材，细节要求较低的，使用低分辨率的素材，把整体资源的消耗降低到一个合理水平；此外，对3D控件通过不同的渲染通道进行处理，改善了锯齿问题，同时达到控制系统资源消耗的目的。