Courtesy of Geely Auto

技术博客

2025年3月27日

吉利银河E8智能座舱:以星辰为灵感,以虚幻引擎为动力

Geely Galaxy E8

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从伽利略·伽利莱到埃德温·哈勃,再到NASA,夜空激发了无数先驱者的想象力。银河E8是吉利屡获殊荣的旗舰车型,也是该品牌的首款纯电动车,它承载着人类对宇宙的迷恋,以及在文明与科技中追求创新的理念。 

无论是舱内设计还是整车外观,银河E8都力求提供以人为本的卓越体验。银河E8流线型的外观闪烁着光芒,让人联想到星辰,而在座舱内,你将看到该车最引人注目的特色之一:一块45英寸、8K分辨率的无边框智能屏幕,可呈现由高通骁龙8295旗舰座舱芯片和虚幻引擎驱动的2D和3D图形。

虚幻引擎驱动的体验


虚幻引擎的强大功能还被用于设计随时间变化的动态环境光照。例如,当用户在雨天或雪天打开银河E8的一扇车门时,模拟的星光会从一侧流动至另一侧,营造出富有氛围感的沉浸效果。 

在数字孪生体验方面,其桌面端设有银河E8的交互式3D模型,用户可通过该模型控制前照灯、车门、车窗和后备箱等功能。另外,空调气流等各种车辆控制呈现效果也是通过虚幻引擎开发的。
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简约的用户界面设计带来了便捷、流畅的交互体验,并营造出了可与剧院媲美的沉浸式视听盛宴。

为了深入了解这一创新,我们采访了吉利汽车研究院(GARI)的智能座舱团队,了解其如何利用虚幻引擎开发这种沉浸式、智能化且安全的座舱体验。
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吉利的HMI挑战和解决方案


在开发银河E8的8K显示屏时,GARI团队面临的主要挑战是打造一款人机界面(HMI),在维持低系统消耗、流畅操作和高视觉保真度的同时,保证流畅的实时表现。为此,GARI团队采取了多项策略:

动态帧策略。根据视觉效果和交互类型的不同,采用不同的帧率。将前景元素锁定在25帧/秒,以实现流畅的交互,同时,针对低优先级场景开发三级帧率策略(15帧/秒、5帧/秒和冻结模式),以优化系统资源分配。

分层资源管理。8K屏幕的资源包括2D和3D资产,比例为1:9。为了实现平滑过渡和无延迟体验,内存中只存储了3D汽车模型,而所有其他资产均在后台静默加载。

交互策略。将信号源限制为HMI信号和触控输入,并区分即时数据链路与缓存数据链路。此外,再通过二级(L2)缓存与分类机制高效处理乱序信号与迭代信号。
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吉利选择用虚幻引擎开发HMI的原因


吉利的HMI项目需要开发一个定制操作系统(银河N-OS),并进行深度代码级集成。GARI团队意识到,比起传统工具,游戏引擎的功能和可扩展性更强,因此评估了Unity、Cocos和虚幻引擎等多款商业引擎。

GARI团队最终选择了虚幻引擎,因为它具备实时渲染能力,并针对HMI系统开发进行了专门定制。GARI还提到了虚幻引擎的开源特性,这使得团队成员能够高效地进行二次开发和功能定制,同时还能在性能优化方面获得更高的灵活性。

在评估了多款实时渲染引擎之后,团队选择了虚幻引擎,这是因为其工具链生态系统完善、渲染质量高,并且它的关卡设计工具可以简化从基础数字内容(DCC)创建到关卡导入的流程。令GARI印象深刻的虚幻引擎功能包括:
  • 通过蓝图可视化脚本系统进行可视化编程,以简化HMI系统中复杂交互逻辑的设计和实现。蓝图功能涵盖关卡蓝图、常规蓝图、游戏玩法蓝图和材质蓝图,支持通过蓝图节点快速实现逻辑、材质、过渡和其他功能,可加速原型验证和后期阶段的项目工程开发。 
  • 虚幻引擎的高级渲染引擎实现了高质量渲染,为生成高质量图形提供了保障,对于创建逼真的用户界面和沉浸式视觉效果至关重要。 
  • 物理模拟系统通过精准还原真实世界的物理效果,增强了与车身对象交互的真实感,使交互更加直观和生动。 
  • 广泛的平台支持涵盖PC、游戏主机、移动设备等,确保开发的HMI系统可以在不同的硬件配置上轻松部署和运行。
简而言之,GARI团队认为,通过集成虚幻引擎,HMI体验得到了彻底革新。
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HMI开发中的关键虚幻引擎功能


吉利的HMI定制流程包括多个阶段:概念提案、需求分析、界面概念设计、3D引擎美术还原、引擎软件开发、车辆功能集成、引擎和系统优化,以及最后的车载测试和交付。 

在开发过程中,吉利依赖了多种功能和工具,包括:
  • 关卡,用于实现无缝的场景过渡和流畅的一镜到底体验。
  • 变体,用于在运行时简化和加速资产管理。 
  • Sequencer,用于在与关卡序列结合时,高效制作过渡与动画。 
  • 常用的动画和材质蓝图。
  • 光照贴图和后期处理效果等。
优化也是8K显示屏成功的关键。为了在启动和实时用户交互中实现流畅、高效的运行,吉利采用了多种虚幻引擎工具,包括:
  • Unreal Insights,用于优化启动时间。 
  • Unreal Frontend,用于优化性能。 
  • Stats System和Memreport等命令行调试工具。 
除了虚幻引擎的内置工具外,吉利还采用了Snapdragon Profiler等外部工具来提高效率和易用性。他们还调用了Android/Linux工具,如Android Studio Profiler、Android Debug Bridge(ADB)、RenderDoc、Bootchart和BusyBox。

展望未来


通过成功实施和交付该项目,吉利设计团队更加坚定了拥抱新技术和推动HMI创新边界的决心。展望未来,在即将推出的智能驾驶版本中,吉利将推出银河辅助驾驶、自动泊车,以及家庭区域泊车辅助等新功能。 

未来,融合了大型人工智能模型和3D引擎的HMI产品将以前所未有的方式重新定义驾驶体验。这种演进需要3D引擎团队与汽车制造商之间进行更紧密的合作。

虚幻引擎将发挥关键作用,为这些先进的驾驶功能构建虚拟视图,因为其功能已深度融入银河N-OS的几乎每个方面,将增强功能性和用户体验。

进一步了解虚幻引擎在人机界面中的应用

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