浅谈信息可视化——航空篇 – 腾讯cdc

　　对信息的呈现进行设计，是网站和软件设计过程中必不可缺的一部分。如何更好地呈现有效信息呢？这是设计师经常碰到的问题。

　　设计是相通的。当我们埋头在软件设计领域奋斗时，是否有想过其他行业他们是如何做的呢？

　　由于自小对飞机充满热情，我想通过自己的一些发现，带领大家探访下这个神秘的“世界”。本文将主要关注飞机驾驶座舱仪表的设计，看看他们是如何处理信息呈现的。

　　驾驶座舱仪表显示系统是飞机与飞行员交互的核心部分，其设计的合理性将直接影响飞行员的工作效率、甚至是飞行安全。

　　DC-3，第二次世界大战中盟军使用最多的大型运输机。

　　由于那个时候的飞机制造业进入了一个成熟期，飞机的性能相对之前有了较大的提升。为了实现高空高速的目标，单翼、起落架可收放设计成为主流。发动机的数量从一个变成了两个。随着对性能的提高，处理信息量的增加，对于飞行员的操作要求也变得越来越高。
　　我们来看看半个多世纪前的飞机设计师是如何处理的？

DC-3 飞行仪表（摘自《微软模拟飞行X》）

　　大小、位置、色彩

　　由于受到当时科技与成本的限制，DC-3 的仪表使用的都是机械式表盘。整个驾驶舱的人机界面设计，从我们现在来看非常不友好。飞行员经常需要从繁杂的仪表中找出当前自己最需要的信息。

　　大大小小的仪表布满整个座舱。初看你会一头雾水。但是通过仪表的尺寸和其所在位置，你也许能够隐约感觉到，哪些仪表显示是比较重要的，哪些仪表是不太重要的。

　　当需要突出某个信息或元素时，通过改变他们的大小、位置、色彩来达到突出重点的目的。

　　尺寸最大、最容易被观察到的仪表是飞行姿态指示器。这个仪表的主要作用是告诉飞行员当前飞机的飞行姿态，是左右倾斜还是上下升降。这个信息对于飞行安全来说是非常重要的。

飞行姿态指示器

　　颜色比较丰富的仪表当属下面这个了。空速表主要用于显示当前飞机的速度。在刻度盘四周涂上了具有安全提示含义的色彩：绿色、黄色、红色。这样的设计允许飞行员扫视仪表便能得到有效信息。也因为其有丰富的色彩，在密密麻麻的仪表中，能够被很快地找到。

空速表

　　随着信息技术不断发展成熟，现代客机的人机界面发生了巨大变化。

　　波音747，世界上第一种双层四发动机的大型宽体客机。飞行系统庞大且复杂。

　　信息的再次整理

　　早期的飞机仪表设计由于受到技术和成本的制约，各类信息均通过机械式仪表显示。机械式仪表仅能够通过大小和位置来调整使用者的注意力分配。但是在绝大多数情况下，即使是接受过严格训练的飞行员，也仅能同时关注几个最重要的信息。大量的信息给飞行员加重了工作负荷。

　　1985年，随着信息技术的日益成熟，飞机设计师们开始着手解决飞行员工作负荷问题。

　　此时，新型的747-400在原有747-300的基础上驾驶舱设计引入了玻璃座舱（glass cockpit）的概念。

747-300 驾驶舱

747-400 驾驶舱

　　玻璃座舱，是指具有电子仪表显示功能的驾驶舱。玻璃座舱中，信息是由飞行管理电脑控制的多个显示器显示以取代之前传统仪表，飞行员可以随时调整显示飞行所需的信息，将注意力集中在他最需要关注的信息上。
　　这一技术的应用，将原有仪表、按键和刻度盘的数量由971个减少至365个，需要的飞行员由三人减少到两人。虽然人数少了，但是工作负荷不但没有增加，而是减轻了。
　　同时，基于原有信息的分类，融入应用情境、使用人、使用目的的因素，对信息进行了进一步展现调整，仅在需要时显示所需信息。
　　飞机在天空飞行、在地面日常检查，在这两个不同场景中，使用者所关注的信息内容是不同的。

　　在天空飞行时，飞行员最关心的是：当前飞机运动状态信息、导航信息等等。在机长的主显示器上显示的是姿态指示器，其能够为飞行员提供实时信息的。因此在信息呈现上更偏向于图形化，以利于信息的联系。

　　姿态指示器整合了飞机的速度、高度、航向、俯仰度/倾角等信息。

姿态指示器

　　在地面维护阶段，维修人员最关心的是：飞机机械状态信息等。一旦上了天空，飞行员只要注意警告信息即可，页面中其他信息可以不用关心。如下图，电力系统状态。

　　由于是供地面维修人员使用，信息没有做过多的图形化展示，而更突出了数据准确性。

电力系统状态

　　形象化的表达

　　如何用描述飞行姿态？曾经摆在设计师面前，他们发明了飞行姿态指示器。通过简单的点、线来形象得标识飞机状态。蓝色代表天，黑色代表地，中间的水平线代表飞机本身。

　　波音747的燃油系统状态信息的界面中，发动机、油箱的排列和现实中的摆放位置基本一致。绿色燃油输出路径，将发动机和正在使用的油箱有机地联系起来。这样的信息表达和人们的认知是一致的，非常直观。飞行员通过扫视，能够较在短时间内掌握这些信息。

燃油系统状态

飞机燃油系统实体位置

　　我们设计师在处理信息展现时，可以考虑帮助用户对现有信息进行整理，找出重点，并结合信息产生的环境展示他们。
　　航空领域，作为我个人业余兴趣而已，如有纰漏请大家多多包涵。本文旨在供大家拓展视野、抛砖引玉。在做设计的时候，关注一下其他行业，也许会有意想不到的收获。