现代嵌入式设备无处不在，广泛应用于医疗设备、汽车仪表盘和工业控制系统等领域。然而，为嵌入式应用创建有效的 GUI（图形用户界面）仍然是产品开发中最具挑战性的方面之一。我们最近举办了一次网络研讨会，邀请四位行业资深专家（累计从业经验超 60 年）共同探讨嵌入式 GUI 设计的现状，包括成功实践、现存问题以及该领域的未来发展方向。
与会专家包括：
- Shawn Dorsey - Qt UI/UX 高级经理
- Jason Manns - Qt 高级技术美术
- Dennis Lenard - Creative Navy 创始人兼董事总经理
- Sven Heller - Create Next 首席执行官
以下是他们对于嵌入式系统图形用户界面设计的演变、挑战及未来发展的见解。
问：在过去 20 年中，嵌入式 GUI 设计经历了怎样的演变？
Sven Heller: 从根本上说没有什么改变，因为优秀设计依然是追求清晰性、目的性，让产品真正地为用户服务。然而，我们周围的环境已经发生了巨大的变化。应用领域变得更加广泛，复杂性也显著增加，与此同时，开发工具的功能也大大增强。嵌入式设备设计师和开发者之间的合作比 20 年前更加紧密。我们仍然在解决同样的核心问题，但今天我们可以运用更好的方法、技术和理解来应对这些挑战。
Dennis Lenard：用户群体已然发生根本性转变。二十年前，为嵌入式设备设计图形界面犹如面对一张白纸：用户既无相关概念，也没有使用经验，一切都需从零构建认知基础。而这过去的 20 年中，用户逐渐建立起对交互界面的明确预期。
如今的设计已不再面向零基础用户。尽管在嵌入式系统领域我们仍需保持审慎，但视觉语言的运用已然更加精妙。通过分层设计，开发者能够有效构建清晰、直观且符合用户认知的交互体验，这也让当代 GUI 设计充满了创造性魅力。
行业目标也发生了转变。二十年前人们总在问”能不能彻底取消操作界面？“，如今利益相关者却主动提出：”我们确实需要更优质的界面。“这种观念转变虽难以量化，却是根本性的飞跃。
Shawn Dorsey：对我来说，我最初从事的是电影和音乐视频的视觉特效工作，后来从事实验营销工作，负责创作动态与视觉体验。现在从事嵌入式设计，这些情感和交互原则比以往任何时候都重要，但利害关系不同了。这不是一个 ”哇 “的瞬间，而是人们日常依赖、有时甚至关乎安全关键情景的界面。我一直致力于体验设计，但设计约束与应用场景始终在不断演进。
Jason Manns：我想这正是需要牢记的关键一点。本质上我们都是艺术家和设计师，但我们创造的是非常实用的东西。尤其是在医疗、航空航天和国防等行业，使用我们设计的按键与界面的往往是关乎生命安全的专业人士。从事这样的工作，本身就带有一种被认可和满足的感觉。
观看完整的网络研讨会：专为现代设备打造--嵌入式应用设计人员面临的挑战和趋势。
问：在您的嵌入式 GUI 工作流程中，设计工具经历了怎样的演变？
Sven Heller：早期，工具有时会成为障碍。我们花在应付 Photoshop 上的时间比解决问题的时间还多。那是为嵌入式设备设计界面的唯一专业工具，因为缺乏可复用的组件和元素，过程相当痛苦。如果我们要修改一个在设计中出现 50 次的按钮，就必须手动更新所有 50 个实例。交付给开发人员的移交文件是一张 JPG 文件，还需要在 JPG 文件上写下注释。
第二阶段出现了 Sketch 或 Adobe XD 这类工具，它们从一开始就提升了原型设计能力，让我们能更直观感受产品运作方式，与开发者的协作也略有改善。而这一阶段的实际赢家是 Figma，它提供了组件系统、设计系统以及更出色的协作功能。
现在，我们进入了一个新时代，AI 成为了协作者。它们可以生成结构、探索选项、构建变体，并完成验证。这一切虽属于新生事物，但进展却快得令人难以置信。
Jason Manns：动画工具的发展非常迅猛。在编写一行代码之前，我们就能对微交互进行原型设计，并看到它们在实际设备上的表现。这非常强大。像 Rive 这样的动画工具越来越受欢迎；Qt Design Studio 是专门为嵌入式工作而设计的，在嵌入式工作中起到了变革性的作用。我希望这些工具能有更多以嵌入式为重点的功能，比如直接在硬件上进行验证和测试优化的方法。
问：在同一时期内，哪些方面未曾改变？
Sven Heller：我想提三个没有改变的原则，可以说未来也不会发生改变。首先是最古老的一项，可以追溯到大约 90 年前：迪士尼工作室的动画制作原则。这是让卡通人物更加可信和逼真的首次尝试。迪士尼为动画制定了这 12 项原则，至今仍被用于电影中，同时在 UI 设计（例如交互设计）中也有所反映。这并非要在嵌入式设备屏幕上打造一场动画秀，但这些原则确实能够帮助与用户建立联系，并以富有吸引力的方式进行动画设计。
第二个是 Dieter Rams 提出的 "优秀设计的 10 条原则"，尽管这些原则已问世约五十年，但在产品设计领域依然值得我们遵循。事实上，在我们日常使用的智能手机等优秀产品中，依然能清晰看到这些原则的体现。
最后，至少对我来说，我经常翻阅 Steve Krug 的《别让我思考》一书。每次我想验证一个设计是否优秀时，我都会用到这本书，因为好的设计能让人思路清晰。
归根结底，即使技术不断进步，设计原则依然恒定不变。它们是混乱时代的定海神针。
Dennis Lenard：另一个没有改变的是人类的思维。现在有更多的调查和研究来帮助我们制定规则和框架，但从根本上说，即使技术和文化不断变化，人类思维的运作方式依然如故。
这一点在两个层面上都成立，既适用于用户，也适用于产品开发团队的成员。我相信，作为设计者，我们在理解他人方面有着得天独厚的优势，对于最终用户和团队成员来说都是如此。当我们需要建立共同的理解时，我们可以以此为出发点，这对于嵌入式 GUI 来说非常重要。
问：您在嵌入式 GUI 开发中面临的最大设计挑战是什么？
Dennis Lenard： 挑战在于每个设计都是独一无二的，不存在适用于所有情况的方法。我认为考虑这一点很重要，因为当你带着某种偏见或先入为主的想法去做一个新项目时，往往会出现问题。从某种意义上说，我总是尽量反其道而行之，这让我能够保持选择的开放性。真正推动进展的，很可能来自你完全没有预料到的方向。
问：为嵌入式应用程序设计 GUI 与网页设计有何不同？
Sven Heller：两者有根本上的区别。网页设计对错误的容忍度往往更高，而嵌入式设计通常并非如此。硬件限制是一大区别。网页设计涉及响应式布局，要适应各种屏幕尺寸。而在嵌入式 GUI 设计中，你面对的是具有特定分辨率的固定显示屏，色彩深度或刷新率往往有限。
嵌入式应用的 GUI 可能需要在紧张或安全至上的环境中运行，因此需要展现清晰度和可靠性。
使用环境也非常重要。网页界面通常在办公室或家中使用。而嵌入式图形用户界面可能用于工厂车间、医院手术室或汽车仪表盘内。用户是悠闲地点着披萨，还是在紧急操作精密设备，这种情境差异直接决定了完全不同的设计思路。
Shawn Dorsey：安全性要求会改变一切。在网页设计中，如果出现故障，页面崩溃只会让用户感到沮丧。而在嵌入式设计中，操作失误会带来真实的、潜在的危险后果。温度读数或医疗状况的显示错误可能会危及生命。
两者的风险等级完全不同。嵌入式界面的重点在于控制、安全与可靠性，而非转化率或用户参与度指标。
Dennis Lenard：我认为用户的期望也大不相同。在网页设计中，基本是在遵循已有的范式，或许稍作调整。这并非因为工作更简单，而是用户对于网页如何运作已有明确的预期。而嵌入式图形用户界面的情况则更为复杂，用户并没有预设的共识框架，设计师需要主动承担起建立这种共识的责任。
这也正是意外频发之处。作为一名设计师，您可能见过数以百计的网站或移动应用程序。但您接触过多少医疗设备？又操作过多少叉车显示屏？很可能一个都没有。
问：如何弥合设计构想与技术实现之间的差距？
Shawn Dorsey：这正是最耐人寻味的地方。作为设计师，我们希望创造出精美、引人入胜的体验，但总需要与开发团队不断商讨实际可行性。我记得在一个项目中，我们想要一个可以旋转并显示不同视图的3D 心脏动画。从设计角度看，这堪称完美，既具视觉吸引力又富有信息量。
但随后便面临 3D 模型优化问题：这颗心形图案在实际硬件上会不会变成像素化的马赛克？开发团队可能会说：“不会，它在性能上表现良好。“ 但作为一名设计师，我更关注视觉呈现的质量。最终，我们合作采用基于图像序列的 2.5D 效果方案：它通过 3D 模型渲染而成，视觉上接近 3D 效果，却又因使用预渲染图像序列而非实时 3D 渲染，从而兼顾了性能表现。正是这类在视觉与性能间的巧妙权衡，让嵌入式 GUI 设计充满挑战，也更具成就感。
问：如何确保设计能正确地转化为最终产品？
Dennis Lenard：有一次，我们为一艘船设计一个仪表盘，需要显示来自多个传感器的海量数据。当时我们默认信息流是持续稳定的，系统会每秒更新数据且始终保持精确。但在实际测试中，我们发现事实并非如此。由于发现问题时已临近交付节点，我们不得不大幅修改界面设计，最终弱化了该数据模块的视觉比重。
这就是典型的嵌入式 GUI 设计，你不会想到，因为你以前从未遇到过。这也是与开发人员沟通的重要性所在，必须共同确定界面的实际功能与行为逻辑。
Jason Manns：设计人员和开发人员关注的重点是完全不同的。我们注重视觉效果，也就是艺术性，让产品美观。开发人员则希望产品能正常运行。我记得在一个项目中，客户明确提供了标识、色彩等品牌要素的设计要求。但当设计稿移交开发团队后，他们却以"兼容性更佳"为由擅自更改了字体，他们完全意识不到这属于品牌规范的组成部分。
总的来说，每个项目都有两种不同的思维方式在起作用。我们需要建立一个能兼顾双方视角的协作空间。
Sven Heller：理想情况下，设计师与开发者应从项目开始就一起工作，确保双方对最终目标形成统一认知。我们经常讨论将设计交付给开发人员的问题，但这应当是一个持续的协作，而不是单向的移交。在最佳情况下，整个过程根本不会让人感觉到有"交接"这回事。
问：展望未来，您如何看待 AI 对嵌入式 GUI 设计的影响？
Jason Manns: 我认为人类应该是艺术创作和设计的主体。AI 可以弥补我们的不足。例如，AI 非常适合用于原型设计。许多工具支持创建静态的东西，而 AI 可以为原型添加基本功能。然而，它目前还无法构建完整的应用程序。
未来 20 年内，我们将不可避免地走到这一步，设计师必须找到与 AI 共存的方法。我总体上是乐观的，也许有时对一些生成性的东西有些悲观，但我希望未来能看到更多专注于嵌入式的工具，包括在硬件上验证的方法、测试优化以及更多的动画和原型控制。
专家组成员认为，AI 可以加快嵌入式设备 GUI 的设计速度，但它无法取代设计者的艺术性。(Qt Design Studio AI Assistant 截图）
Sven Heller：我比较乐观，同时也保持适度的审慎。AI 将减轻我们大量的工作，提高工作效率，从而更容易应对嵌入式和人机界面领域日益增长的复杂性。 但是，有些人可能会试图用 AI 取代真正的设计师和工程设计工作。这可能真的很危险，毕竟最终我们仍需对人类负责，确保所设计的系统安全可靠、符合伦理且能被用户清晰理解。
这也是为什么优秀的 HMI 和嵌入式设备设计师在未来会变得越来越重要的原因。归根结底，人决定一切。AI 是一种工具，它可以加速良好的设计，却不能创造设计。
Dennis Lenard：我也持相当乐观的态度。越来越多的人进入这个领域，他们渴望在此深耕并成为顶尖专家。这意味着更高的责任感、参与度和专业水平。随着工具持续进化，整个设计文化和生态系统正在发生积极变革。未来六到七年里，我相信我们将目睹新一代设计师运用前沿工具打造新型设备，创造出令人瞩目的成果。
AI 将提供支持和帮助，但同时也存在着风险。关键在于我们必须主动思考“希望 AI 实现什么”，而非被动接受“AI 将对我们造成何种影响”。真正的危险在于文化观念的转变：当“足够廉价”被默认为“足够好”时，人们可能逐渐不再追求专业深度与品质标准，这种认知滑坡将消解我们对卓越的坚持。
如果我们陷入这种漩涡，技术也会受到影响。我们肩负的责任不仅是利用 AI 让工作更轻松，更在于持续精进专业技艺本身。
以下问题由听众提交，由于时间限制，无法在现场网络研讨会上回答。Sven 和 Shawn 分别提供了回答，我们将其公布如下。
问：您认为目前嵌入式 GUI 的视觉趋势是什么？
Sven Heller：有几种趋势正在定义现代嵌入式界面。首先，字体排版越来越大胆、醒目。更好的可读性对于特定的应用场景至关重要，例如当用户在几英尺外操作界面时。其次，主题化设计已成为标准配置。深色模式不仅仅关乎美观，还能减少眩光和节约能源，这对于供电受限的嵌入式设备尤为重要。最后必须提到微动效在功能反馈中的作用：当用户在嵌入式系统的图形界面上进行操作时，微动效能立即提供视觉确认，清晰传达“指令已接收”的状态。
更广泛地说，我认为界面设计正变得越来越聚焦，通过吸引人的设计，有效地传递产品和品牌的质量。尽管屏幕尺寸不断增大，设计却趋向更加简洁。信息会根据上下文提供，而不是一次性显示完全，避免造成用户的压力和疲劳。
Shawn Dorsey：除了 Sven 已经指出的，我注意到 2.5D 和分层效果的使用越来越多。通常，项目在选择使用 2D 还是 3D 用户界面时会陷入困境，其实可以利用阴影和渐变来创建视觉层次，不需要大量的 3D 渲染，就能在保障性能的同时，营造出具有纵深感和视觉吸引力的界面。
问：您是如何为嵌入式应用程序设计 GUI 的？
Sven Heller：嵌入式原型设计是一种密集型体验原型设计。在网页设计中，电脑上的纯数字点击模型足以测试初始流程，但嵌入式设计则更为复杂，因为不仅需要原型化屏幕，还要原型化环境。
因此，我认为嵌入式原型不仅要测试界面，还要测试情境：光线、环境、运动和压力都是改变每次交互的要素。在工作室中可行的方案，在现场可能完全失效。这就是为什么我们需要将 UI 原型、真实硬件或硬件模型、模拟传感器值和实际使用情况结合起来。只有这样，才能真正把握时序、触觉反馈和情境适配性。
问：具备什么背景的人才能成功设计出嵌入式应用的 GUI？
Sven Heller：优秀的嵌入式设计人员必须具备扎实的 UI/UX 基础，最好能辅以基本的技术或编码知识。但更为关键的能力是，观察用户、了解用户行为并将其置于设计核心。真正的设计考量不应局限于屏幕本身，而需扩展到用户行为与整体系统。事实上，具备设计思维的软件工程师同样可以做到这一点，这本质上是一种思维方式的问题。