L’art subtil de concevoir des commandes physiques pour les voitures
(theturnsignalblog.com)-
Repenser les systèmes de climatisation automobile
- Il y a deux ans, l’auteur a exploré comment repenser le système de climatisation d’une voiture. Il était frustré par les constructeurs automobiles qui s’appuient excessivement sur les écrans tactiles et des interfaces complexes. L’objectif était d’offrir le confort des passagers avec un minimum d’interactions. Le confort thermique dépend de quatre facteurs environnementaux : la température de l’air, le rayonnement thermique, le flux d’air et l’humidité. Lorsque ces facteurs se situent dans certaines plages, il est possible d’offrir un environnement confortable à la plupart des gens. Cela permet de s’appuyer largement sur l’automatisation.
- Un système automatisé contrôlé par une molette de température a été créé. Ce système détermine la vitesse du ventilateur et le chauffage des sièges. Lorsqu’on s’éloigne fortement de la température définie, il ajuste la vitesse du ventilateur ainsi que le chauffage ou le refroidissement des sièges.
- Le premier concept de design utilisait un mélange d’interface physique et tactile. Le système automatisé réglait la vitesse du ventilateur et le chauffage des sièges, mais le conducteur pouvait toujours l’ignorer.
- Lors de la deuxième itération, le chauffage des sièges a été retiré du système automatisé. Comme il s’agit d’une fonction personnelle, il vaut mieux la contrôler individuellement. Un design à molette a été introduit au-dessus de l’écran tactile afin de permettre de passer temporairement outre au système automatisé.
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Trouver le bon matériel
- Un plan initial consistait à fixer une molette sur un écran tactile. Après avoir testé diverses implémentations, il s’est avéré que cette technologie n’était pas assez aboutie. Il est difficile d’enregistrer précisément les événements tactiles, ce qui oblige à laisser de l’espace libre autour de la molette.
- Le projet open source Smart Knob de Scott Bezek a alors été découvert. Il utilise un moteur brushless DC pour émuler une molette analogique. En ajustant la force et la résistance du moteur, on peut créer de faux crans entièrement contrôlés par logiciel. Un moteur de vibration simule une pression de bouton lorsque l’on appuie sur la molette. Associé à un petit écran, cela crée une commande physique entièrement personnalisable capable de simuler l’interaction avec presque n’importe quel type de molette physique.
- Seedlabs en a fait un kit de développement préassemblé. Quelques exemples sont inclus pour montrer les capacités de l’appareil.
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Expérimentations
- Une molette rotative peut sembler simple du point de vue du design, mais il y a beaucoup à explorer. Le fait de contrôler entièrement le logiciel et le retour haptique offre une excellente occasion d’identifier différents types d’interactions.
- Face à une commande physique, on projette automatiquement certaines attentes à partir de propriétés physiques comme la taille, la forme ou le poids. Ces « affordances » indiquent comment un objet peut être utilisé. Par exemple, une molette ronde indique qu’elle peut tourner. Une grande molette contrôle une fonction plus importante, tandis qu’une petite molette contrôle une fonction moins importante. De la même manière, des signifiants comme les étiquettes peuvent expliquer la fonction d’une commande, le nombre d’étapes ou son état.
- Les designers de Braun ont passé d’innombrables heures à obtenir le poids parfait, la bonne force des crans et les bons signifiants.
- Le retour haptique lorsqu’on tourne une molette constitue une couche de communication. Quand une molette contrôle différents réglages, comme la source multimédia, elle présente des crans marqués pour indiquer l’importance du changement. Quand elle contrôle différentes valeurs au sein d’une seule fonction, comme le volume, les crans sont plus légers.
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Principes de conception des interfaces haptiques
- Conserver des motifs haptiques cohérents entre tâches similaires. De la même manière qu’une poignée de porte doit indiquer s’il faut tirer ou pousser, une molette crée des attentes quant à la sensation de rotation et à son poids. Le retour haptique doit correspondre à ces attentes, et les interactions entre tâches similaires ne doivent pas se mélanger.
- Permettre à la fois des ajustements précis et rapides. Certaines fonctions, comme le volume, doivent autoriser deux comportements différents. En usage normal, les passagers ajustent le volume par petits incréments selon leurs préférences. Mais il arrive aussi qu’ils doivent couper rapidement le son. Les deux options doivent être possibles.
- Synchroniser les retours physiques et visuels. Il est important que la rotation physique de la molette corresponde à l’interface numérique. Si la molette peut tourner sur 270°, l’interface doit elle aussi couvrir 270°. Il est également essentiel que la position des crans corresponde à celle de l’interface.
- Ajuster la force des crans de manière inversement proportionnelle à la plage de valeurs. Si la plage de données est [0,99], les crans doivent être subtils. Si la plage est réduite, comme [0,3], les crans doivent être plus prononcés pour indiquer clairement la position de la molette.
- Placer des crans forts sur les valeurs importantes. Pour permettre une communication plus fine, on peut différencier les valeurs principales et secondaires par la force des crans.
- Faire varier la résistance et la taille des pas pour représenter les valeurs extrêmes. Augmenter la résistance aux valeurs extrêmes indique que les conséquences de cette action sont plus fortes que pour des valeurs ordinaires.
- Ajouter une légère résistance de « prévisualisation » avant un changement d’état. La courbe de force ne doit pas être linéaire mais logarithmique. Ainsi, la résistance augmente à mesure qu’on approche d’un cran, ce qui rend plus clair le moment exact où l’étape est déclenchée.
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Transformer le concept en réalité
- Une fois les principes de design établis, le concept précédemment créé a été implémenté. Un faux système automatisé a été conçu avec trois fonctions : température, vitesse du ventilateur et chauffage des sièges. Dans l’article précédent, il avait été conclu qu’ajouter le chauffage des sièges au système automatisé n’était pas approprié. Cela reste vrai, mais l’objectif était ici d’explorer s’il était possible de contrôler trois fonctions différentes avec une seule molette.
- Pour le contrôle de la température, une résistance haptique progressive a été ajoutée afin de communiquer l’ampleur du changement. Plus on s’éloigne de la température actuelle, plus la résistance augmente. Cela entraînera une augmentation de la vitesse du ventilateur et du chauffage des sièges.
- La vitesse du ventilateur et le chauffage des sièges reçoivent le même profil haptique. La vitesse du ventilateur dispose de cinq niveaux distincts, et le chauffage des sièges de quatre niveaux, le premier étant une position « arrêt » avec un retour fort. Il est possible d’appuyer sur la molette pour faire défiler les fonctions.
- Un petit indicateur de pagination en bas de l’écran met en évidence la fonction active. Cependant, il faut aussi transmettre la relation entre les fonctions au sein du système automatisé. Si la vitesse du ventilateur et le chauffage des sièges changent après le réglage de la température, le conducteur doit pouvoir le percevoir sans avoir à faire défiler les fonctions.
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Conclusion
- Il est possible d’afficher trois types de données différents sur une seule molette, mais c’est clairement la limite. Ajouter une quatrième fonction rendrait le suivi de sa position dans l’interface trop difficile. L’un des principaux défis vient du fait que le petit écran doit afficher beaucoup d’informations. Comme un système automatisé a été conçu avec trois types de données reliés entre eux, il est difficile de communiquer ce lien via un petit écran.
- Avec seulement deux fonctions, cela devient beaucoup plus simple. N’avoir que la température et la vitesse du ventilateur a davantage de sens sur le plan conceptuel, et l’interface dispose alors de suffisamment d’espace pour communiquer clairement l’état du système automatisé.
- Après toutes les expérimentations, une molette rotative à deux fonctions s’est révélée facile à comprendre et à manipuler. S’appuyer sur un système automatisé permet de minimiser le nombre d’interactions, tout en laissant au conducteur la possibilité de le désactiver facilement si nécessaire. Idéalement, le chauffage des sièges devrait lui aussi disposer d’une commande physique, afin que le passager puisse définir sa préférence en une seule pression, sans devoir appuyer plusieurs fois.
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Exemples d’implémentation actuels
- Deux constructeurs automobiles proposant des solutions intéressantes méritent d’être mis en avant. Le premier est Jaguar, qui propose une solution ingénieuse en ajoutant une dimension de profondeur à une molette à trois fonctions. Par défaut, la molette contrôle la température. En appuyant dessus, on active le chauffage des sièges, et en la tirant, on active la vitesse du ventilateur. C’est facile à apprendre et à utiliser tout en gardant les yeux sur la route. Malheureusement, comme la plupart des constructeurs, Jaguar a privilégié les écrans tactiles et abandonné les commandes physiques de climatisation.
- Le second est Skoda, qui propose actuellement sur ses modèles haut de gamme un concept intéressant avec trois « Smart Dials ». Chaque passager dispose d’une molette pour contrôler la température et peut appuyer dessus pour contrôler le chauffage des sièges. Le conducteur peut configurer la molette centrale pour piloter jusqu’à six fonctions différentes, par exemple le volume, le mode de conduite, la vitesse du ventilateur ou l’orientation de l’air. C’est un design simple et excellent, qui mérite davantage d’éloges, surtout au regard de la tendance actuelle aux interfaces tactiles.
- L’un des articles les plus populaires expliquait l’augmentation des écrans tactiles dans les voitures. Les écrans tactiles sont indispensables pour des interactions plus complexes, notamment la navigation. En revanche, des interactions fréquentes et simples, comme les commandes de climatisation, ne devraient pas être intégrées à une interface tactile.
- La raison le plus souvent invoquée est le coût. Pourtant, de manière surprenante, des marques généralistes comme Skoda et Renault proposent aujourd’hui des commandes physiques, ce qui montre qu’il ne s’agit pas simplement d’une question de coût, mais de priorités. Les constructeurs qui misent sur des interfaces uniquement tactiles donnent la priorité aux coûts et au marketing plutôt qu’à l’ergonomie et à la sécurité.
- Manipuler des commandes physiques procure une satisfaction et une qualité intrinsèques. Pendant des années, des marques comme Mercedes ont consacré des milliers d’heures à perfectionner la sensation de leurs interrupteurs et boutons. La sensation des commandes physiques confère à une voiture une qualité et un caractère qui lui sont propres. Cette sensation a disparu avec les écrans tactiles, et donc aussi de la plupart des véhicules modernes.
- Il serait souhaitable que davantage de constructeurs réintroduisent des commandes physiques et les considèrent comme une partie importante de l’expérience à bord. Ce projet montre qu’il reste beaucoup à explorer dans la conception des commandes physiques, et l’auteur espère qu’il inspirera d’autres personnes. Le kit de développement Seedlabs est disponible ici, et le code est publié sur GitHub.
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