为物联网设备构建更好的用户体验

文章作者:Jason Clarke

智能手机为物联网(IoT)开发团队带来了一个有趣的挑战，因为消费者、产业工人、医疗专业人员以及更多的人都希望在他们的所有设备上获得复杂的移动体验。原始设备制造商(oem)需要提供更好的用户体验(UX)，同时采购具有成本效益的微处理器(MPU)和微控制器(MCU)平台，比移动硬件具有更少的资源和更严格的功率限制。

根据我们的客户经验，创建有效的用户体验是一个理解设备大小、功率和内存如何影响图形用户界面(GUI)设计和组件的问题。本文解释了在为物联网设备构建现代嵌入式GUI时应该考虑什么。

处理设备大小

为了满足用户对设备便携性的要求，屏幕的尺寸急剧缩小(没有比这套段)。这些较小的形式因素使得UX设计更具挑战性，因为使用的屏幕空间更少，在多样化的产品线中重用相同的GUI资产也很困难

作为STMicroelectronics公司负责STM32微处理器生态系统的Jean-Louis Dolmeta最近解释，“一般来说，一个研发团队在发布产品后，可能会为一个新的开发平台花费两到三年的时间。oem必须缩短时间，减少风险，避免重复生产产品，降低开发成本，以便更快进入市场，获得更高的利润和利润增长。”

为了迎接这些挑战，嵌入式GUI开发人员应该考虑以下因素:

• 由于用户一次只能看到少量的项目，使用滚动或包装菜单有助于集中他们的注意力和整理屏幕。
• 为了确保用户不需要在屏幕上花费过多的时间，使用具有高对比度和明亮颜色的最小文本。如果可能的话，用图标替换字符串以减少用户的任务负载。
• 为了减少不同规模的产品模型之间的返工，可以考虑使用易于缩放的SVG图形资产。由于它们需要消耗运行时CPU周期来调整大小，因此在部署过程中使用可扩展它们的开发工具是非常理想的。

了解功率效率

当涉及到微处理器和MCU开发时，能量是一种宝贵的资源，嵌入式GUI团队必须注意何时以及如何使用能量:

• 对于可穿戴设备和较小的设备，使用睡眠模式以节约能源，并仅在用户需要时唤醒屏幕，比如按下按钮或通过加速计检测移动。
• 白色和明亮的颜色比深色更能产生能量，所以当不使用时可以考虑添加一个调暗层或使用柔和的UX设计调色板来减少能量。
• 对于同时需要2D和3D元素的UX，使用混合渲染方法可以减少图形管道上的开销，因为可以根据内容类型动态地选择功率最优化的GPU(见图1)。

优化图形和内存

如果没有精心规划和优化，图像可能会消耗大量内存或导致运行时问题，从而削弱整体用户体验。即使在开始编码之前，在构建丰富的图形体验时，也有必要考虑以下几点:

• 由于内存类型之间的访问时间不同，通常最好将动态内容存储在RAM中(如图像framebuffer)，而将持久数据存储在flash中(如应用程序的代码)。
• JPG, PNG, BMP -所有图像格式在运行时性能和内存存储方面都有各自的优缺点。像这样的编码格式需要在呈现之前对系统资源进行解码，所以使用可以直接绘制到屏幕上的原始文件格式(这个网络研讨会解释如何选择格式)。
• 动画可能是处理器密集型的，特别是当试图通过平滑的屏幕过渡和菜单下拉来重现智能手机般的体验时。使用性能工具有助于优化动画开销，从开发的一开始就基线化CPU和内存使用是一个好主意。
• 屏幕转换和动画的帧率选择将影响性能——更高的帧率可能会使视觉元素运行得更流畅，但如果系统不能保持同步，帧率很可能会被硬件丢失。

结论

大多数用户并不知道UX元素和硬件之间的权衡，但作为嵌入式GUI开发人员，这些决定必须经过深思熟虑。本文涵盖了我们遇到的屏幕大小、功耗和图形的最常见UX和开发选择——下一步是将它们应用到您的物联网设备项目中。

本文最初发表于嵌入式。

杰森·克拉克联合创始人兼销售副总裁在曲柄软件帮助嵌入式GUI产品团队在设计愿景和客户期望之间架起桥梁，使用Crank Storyboard交付市场领先的用户体验。