改善用户体验以在嵌入式市场取得成功的技术

为 IoT 设备创建有意义且相关的用户体验 （UX） 比构建 SaaS 应用程序、网站或智能手机应用程序要困难得多。您的设计必须考虑软件和硬件功能，并在比普通云或 Web 应用程序具有更少资源和更严格的电源限制的平台上运行。

将各种力量聚集在一起，发布一个超出消费者期望的嵌入式GUI应用程序，是理解这些要求的问题。正如我们在客户身上看到的那样，让我们解决嵌入式UX设计师和开发人员在向市场交付成功产品时遇到的四大挑战和解决方案。

了解如何最大化图形功能

虽然每个人都希望在他们的设备上获得类似智能手机的体验，但在微控制器 （MCU） 和微处理器 （MPU） 等非移动平台上创建它们可能更具挑战性。图形通常消耗最多的资源，仔细规划管道有助于创建在运行时不会出现故障或卡顿的复杂体验。在开发图形时，请考虑以下事项：

图像格式和加载机制会对运行时性能产生重大影响 — PNG 和 BMP 等编码格式需要资源进行解码，而原始文件格式通常以较少的开销直接推送到显示器（此网络研讨会解释了如何选择最佳选项，包括何时使用闪存与 RAM 内存）。

动画可以提高可解释性，但如果设计得不好，它们可能会让用户感到困惑。能够在目标部署之前在开发工具中创建、测试和编辑动画序列有助于简化流程。

请考虑使用硬件加速（如果可用）来减轻 CPU 执行高运行图形任务的负担。

同样，有一些软件渲染引擎，无论是开源的还是由硬件制造商（如ChromeART，G2D，OpenGL和Vulkan）提供的，可以优化图形性能。

将 UX 融入设备尺寸和外形规格

无论是大型智能家居显示器还是手腕上的微型可穿戴设备，您的用户体验始终受到设备格式和屏幕尺寸的限制。很容易用更高的可用性和复杂性来换取更小的外形尺寸。为电子商务网站设计控件与构建适合 40 毫米宽智能手表触摸屏的 GUI 之间存在天壤之别。

您的项目还可能支持一个或多个产品线，在这些产品线中，您正在针对具有不同功能的不同平台进行开发：

“专用设备的激增导致可以在多个设备上发生的体验 - 或者所谓的多设备体验。创造这些体验需要与设备无关的设计，这要求设计师从用户旅程的角度进行整体思考。（UX设计趋势：物联网视角，设计世界）

UX 和屏幕特征之间存在直接关系，对于不同的外形规格，嵌入式 GUI 开发人员需要考虑以下事项：

简化和整理屏幕内容，以减少用户的任务负担，并更轻松地扩展到不同的设备。

文本空间可能较小，因此请考虑将字符串替换为明确传达相同功能的图标或图像。

使用简单的导航手势、按钮和无限滚动菜单来帮助用户快速访问信息（并在整个产品线中维护此设计语言，以使用户更容易交互）。

最大限度地降低功耗至关重要

“我们都不喜欢每天为设备充电的苦差事，因此制造商必须制造使用寿命更长的产品 - 在某些情况下需要一周或几个月，”恩智浦半导体可穿戴设备和个人设备营销经理Eduardo Montanez说。

更长的电池寿命是任何物联网产品宣传的标志，而设备的屏幕通常是最大的功耗。最明显的省电策略是尽可能使用睡眠模式，仅在发生面向用户的事件时才唤醒屏幕，但还有其他因素需要考虑：

对于LCD显示器，在非活动或光线不足时调暗背光可以节省大量电量。

对于 OLED 或 AMOLED 屏幕，GUI 调光层或静音调色板设计消耗的功耗更低。

图形渲染对功耗影响很大 — 如果您同时进行 2D 和 3D 图形，则运行混合渲染模型（例如使用 Crank 情节提要，允许您在 G2D 加速 2D 和 OpenGL ES 3D 之间切换）比在整个应用程序生命周期中运行 3D 加速消耗更少的功率。

规划和跟踪内存管理

了解和考虑嵌入式图形应用程序的不同内存要求是性能和用户体验的关键。应用程序速度变慢、冻结和崩溃不仅会对体验产生负面影响，而且极难隔离和调试。

您选择的系统级内存（堆、堆栈和静态代码）和硬件级存储（闪存和 RAM）会影响应用程序性能，从而影响用户体验。

嵌入式 RAM 比嵌入式闪存更快，因此一般的经验法则是将动态内容存储在 RAM 中（例如变量和帧缓冲区），并将更持久的数据（例如代码）存储在闪存中。

与加载图像文件相比，对图形使用实体形状、填充和多边形使用的内存更少，但它们确实会影响运行时性能，应仔细考虑。

不要忘记帧缓冲。屏幕外像素存储与屏幕上一样重要，必须包含在内存规划中，尤其是在合成屏幕过渡和动画时。

如果您知道变量和堆栈需要多少空间，则可以提前预先分配它们以确定最有效的数据类型和打包策略。

最重要的是，请确保您分析并了解在应用程序运行时的所有阶段如何使用内存：

“如果不跟踪内存的去向，他们可能会很快耗尽代码空间或与堆碎片相关的运行时问题。”（7 Tips for Memory Management， Jacob Beningo）

结论

随着我们看到越来越多的嵌入式GUI团队进入物联网设备，我们也看到了独特的挑战。成功开发这些产品需要此处描述的专业知识以及UX设计师和开发人员之间的强大协作，以调整期望和需求。

审核编辑：郭婷