2025年3月19日，在第五屆中國汽車人機(jī)交互與體驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新大會(huì)上，Qt Group中國商務(wù)拓展經(jīng)理高森介紹了Qt框架在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，特別是在智能座艙HMI設(shè)計(jì)方面。他指出，Qt支持的3D場景設(shè)計(jì)為車輛設(shè)置、控制、狀態(tài)顯示等提供了豐富的功能。
高森還詳細(xì)闡述了Qt Design Studio在HMI創(chuàng)建流程中的重要作用。從二維素材導(dǎo)入、界面設(shè)計(jì)，到三維素材導(dǎo)入和3D場景設(shè)計(jì)，Qt Design Studio提供了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)流程。此外，它還支持時(shí)間軸動(dòng)畫、狀態(tài)管理、后期處理效果等功能，使設(shè)計(jì)師能夠輕松創(chuàng)建逼真的用戶界面。
他提到，Qt AI助手能夠幫助開發(fā)人員提高編碼效率，提供專家級(jí)的QML編程建議，并自動(dòng)生成測試用例和代碼文檔。此外，Qt還在不斷優(yōu)化其AI工具，以滿足更高的安全性和隱私保護(hù)要求。這些創(chuàng)新技術(shù)將共同推動(dòng)HMI軟件全生命周期的重塑和發(fā)展，為汽車行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和可能性。
以下為演講內(nèi)容整理：
作為HMI框架，Qt的運(yùn)作離不開硬件芯片及操作系統(tǒng)中間件的堅(jiān)實(shí)支撐，我們積極與市場上主流的芯片制造商及操作系統(tǒng)提供商建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系。例如，對(duì)于高通與聯(lián)發(fā)科等業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)所推出的高性能芯片，我們都為其提供了展示先進(jìn)技術(shù)的3D演示應(yīng)用，旨在彰顯其卓越性能。同時(shí)，我們也與一些歷史悠久的汽車芯片供應(yīng)商，如德州儀器、恩智浦、瑞薩電子等，維持著緊密的合作關(guān)系。
近期，國產(chǎn)化成為行業(yè)內(nèi)熱議的話題。當(dāng)瑞芯微的RK3588、RK3576以及杰發(fā)科技的AC8025等芯片成功流片后，我們迅速響應(yīng)，為這些芯片提供了Qt框架的適配方案。無論我們的客戶或主機(jī)廠選擇的是Linux+Android（L+A）方案、QNX+Android（Q+A）方案，還是其他創(chuàng)新方案，Qt作為一個(gè)跨平臺(tái)的HMI框架，均能輕松運(yùn)行于各類操作系統(tǒng)之上。正因如此，Qt已成為眾多主流VM供應(yīng)商以及Tier 1的首選。
近年來，HMI領(lǐng)域的一個(gè)顯著發(fā)展趨勢是圍繞著3D技術(shù)的應(yīng)用展開。隨著車載計(jì)算平臺(tái)算力，特別是GPU算力的顯著提升，我們現(xiàn)在有能力實(shí)現(xiàn)極為生動(dòng)和吸引人的視覺效果。然而，要高效利用GPU資源，必須將HMI框架與汽車制造商的操作系統(tǒng)深度整合，共同打造專屬的3D系統(tǒng)。
以現(xiàn)代汽車為例，其旗下的現(xiàn)代、起亞和捷尼賽斯三大品牌均采用了Qt作為HMI開發(fā)框架。同時(shí)，我們還與現(xiàn)代汽車共同開發(fā)了互聯(lián)操作系統(tǒng)，Connected Car OS。通過這一中間件，我們成功地屏蔽了底層操作系統(tǒng)和硬件芯片的差異，使得現(xiàn)代汽車集團(tuán)及其供應(yīng)商，如LG等，能夠?qū)⒕性趹?yīng)用層的開發(fā)上，從而極大地降低了人力成本。
此外，通用汽車與我們建立了深入的合作關(guān)系，共同打造其下一代軟件定義汽車平臺(tái)——Ultifi。通用汽車近期與一家公司的合作中，采用了該公司的Safety Linux作為域控制器解決方案。在這個(gè)項(xiàng)目中，Qt不僅提供了常規(guī)的2D和3D渲染功能，還滿足了ASIL B級(jí)別的安全渲染需求。
另外，Qt與梅賽德斯奔馳也有合作，最早可追溯至2013年。在奔馳最新的MB.OS及其相關(guān)系統(tǒng)中，Qt也發(fā)揮了重要作用。特別是在其HYPERSCREEN系統(tǒng)中，Qt的先進(jìn)窗口管理技術(shù)被用作其界面支撐的核心技術(shù)之一。
我們不禁要問，Qt究竟提供了哪些獨(dú)特價(jià)值，能夠贏得這些國際知名OEM的青睞？首要原因便是Qt引擎的獨(dú)特性——它是一個(gè)完整且統(tǒng)一的2D與3D渲染引擎。對(duì)于技術(shù)人員而言，采用單一的3D引擎進(jìn)行開發(fā)時(shí)，往往會(huì)遇到這樣一個(gè)難題：當(dāng)需要在3D界面上疊加2D觸控或操作元素時(shí)，這些2D內(nèi)容往往無法由3D引擎直接提供，而需要引入第三方的2D解決方案。這種做法會(huì)導(dǎo)致2D與3D內(nèi)容無法在同一渲染上下文中進(jìn)行，從而引發(fā)同步與效率方面的問題。在Qt的引擎中，這些問題將不復(fù)存在。Qt提供了一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)工具，能夠輕松應(yīng)對(duì)2D與3D的渲染需求，無需擔(dān)心上下文不一致的問題。
其次，Qt提供了靈活的渲染后端選擇。針對(duì)不同類型的平臺(tái)，開發(fā)者可以根據(jù)需要選擇適合的渲染API，如Vulkan或OpenGL等，以滿足特定的渲染需求。此外，Qt還面向設(shè)計(jì)師推出了一款低代碼開發(fā)工具——Qt Design Studio。這款工具極大地簡化了設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)師只需通過拖拽操作，即可輕松實(shí)現(xiàn)所見即所得的設(shè)計(jì)效果，無需編寫復(fù)雜的代碼。
另外是Qt在2D資產(chǎn)導(dǎo)入方面的優(yōu)勢。當(dāng)前，設(shè)計(jì)師主要使用如Figma和Photoshop等工具進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的工作流程中，設(shè)計(jì)師需要將設(shè)計(jì)稿交給程序員進(jìn)行集成，這一過程往往繁瑣且耗時(shí)。Qt通過Bridge插件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)資產(chǎn)的一鍵導(dǎo)入功能，設(shè)計(jì)師只需將設(shè)計(jì)稿導(dǎo)入到Qt Design Studio中，該工具便能自動(dòng)生成相應(yīng)的代碼，極大地提高了工作效率。
其次，Qt還支持3D資產(chǎn)的便捷導(dǎo)入，設(shè)計(jì)師可以將常見的FBX等3D文件格式直接拖入Qt引擎中。Qt能夠高度還原設(shè)計(jì)端的內(nèi)容，包括材質(zhì)、紋理、燈光效果，甚至動(dòng)畫，均能得到完美支持。此外，Qt還涵蓋了常規(guī)的2D設(shè)計(jì)、3D設(shè)計(jì)、狀態(tài)機(jī)管理、數(shù)據(jù)綁定以及時(shí)間軸動(dòng)畫等功能，特別是強(qiáng)大的動(dòng)畫系統(tǒng)，為設(shè)計(jì)提供了更多可能性。
為了進(jìn)一步優(yōu)化HMI效果，Qt還配備了針對(duì)后期特效處理的獨(dú)立工具，使設(shè)計(jì)師能夠輕松調(diào)整HMI的視覺效果。同時(shí)，Qt還提供了便捷的部署功能，設(shè)計(jì)師可以將設(shè)計(jì)作品直接部署到安卓設(shè)備或嵌入式板卡上，實(shí)時(shí)查看效果。由于Qt支持跨渲染API，設(shè)計(jì)師還可以將設(shè)計(jì)好的作品拖拽到瀏覽器中，利用Web技術(shù)直接在瀏覽器內(nèi)播放設(shè)計(jì)，從而方便不同部門之間的工作協(xié)調(diào)與展示。
此外，我們還提供了一系列其他特性以滿足多樣化需求。鑒于國內(nèi)中控系統(tǒng)主要以安卓為主，我們現(xiàn)已增加了對(duì)安卓原生環(huán)境的支持，開發(fā)者可以在安卓原生開發(fā)環(huán)境中，輕松地將Qt的渲染場景嵌入到Android Studio項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)無縫集成。
另一個(gè)值得關(guān)注的特性是關(guān)于RenderingService，即多窗體渲染解決方案。我們通過后臺(tái)運(yùn)行的統(tǒng)一Qt渲染服務(wù)，能夠支持多個(gè)窗體在不同場景下的渲染需求。我們不僅針對(duì)多窗體下不同視角的渲染進(jìn)行了優(yōu)化，還提供了一套完整的渲染生命周期管理方案，以及不同進(jìn)程間的通信解決方案。這一創(chuàng)新功能預(yù)計(jì)將在Qt 6.12長周期版本中發(fā)布，為用戶提供更為高效和靈活的多窗體渲染體驗(yàn)。
眾所周知，儀表域?qū)Π踩缘囊髽O高。Qt是目前市面上所有HMI解決方案中，唯一一款通過ASIL B級(jí)別渲染引擎認(rèn)證的渲染引擎。我們憑借對(duì)硬件的支持，如高通DPU的校驗(yàn)功能，以及英飛凌單片機(jī)上的安全引導(dǎo)機(jī)制，成功實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控與安全渲染的綜合解決方案。
除了擁有經(jīng)過認(rèn)證的安全渲染引擎外，我們對(duì)軟件質(zhì)量也始終保持著極高的追求。為此，公司收購了多款測試工具，旨在全面保障軟件質(zhì)量。這些工具涵蓋了界面自動(dòng)化測試、代碼動(dòng)態(tài)測試、代碼靜態(tài)測試以及軟件架構(gòu)測試等多個(gè)方面，確保整個(gè)軟件生命周期內(nèi)的可控性。通過這些工具，我們能夠有效地監(jiān)控和管理軟件的開發(fā)過程，確保最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
接下來探討Qt在3D技術(shù)領(lǐng)域的演進(jìn)，以及當(dāng)前業(yè)界的相關(guān)發(fā)展趨勢。目前，市面上主流的車型普遍配備了所謂的SR技術(shù)，它主要應(yīng)用于ADAS場景中。在這種場景下，為了實(shí)現(xiàn)車道變換、周圍環(huán)境重現(xiàn)等功能，需要展示自車模型、周圍車輛模型、道路邊緣、行人等元素，且這些元素需符合當(dāng)前主流審美標(biāo)準(zhǔn)。此外，泊車場景、環(huán)視等功能也是當(dāng)前市場競爭的焦點(diǎn)。
我們?cè)诮衲闏ES上展示了一個(gè)demo，該demo展示了完全實(shí)時(shí)的渲染效果，通過不斷提升GPU的計(jì)算能力，可以實(shí)現(xiàn)類似大型游戲級(jí)別的3D場景設(shè)計(jì)。這個(gè)智慧出行的demo不僅適用于車輛的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，還可以拓展到航空、航天合成影像、大型游輪、農(nóng)用機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛渲染需求。
如果過度依賴硬件性能來展現(xiàn)3D效果，整個(gè)行業(yè)可能會(huì)陷入一種炫技式的惡性競爭。目前而言，車載芯片的算力上限以8295為代表，進(jìn)一步提升GPU性能已不再是主流趨勢。一個(gè)值得深思的問題是，這些炫酷的3D設(shè)計(jì)是否真的能直接提升車輛銷量？在主機(jī)廠面臨降本增效壓力的背景下，我們或許需要探索其他途徑來幫助主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。
針對(duì)這一現(xiàn)狀，Qt提出了一些解決方案和思考。首先，在架構(gòu)選型上，我們注意到一些車企正在采用LXC系統(tǒng)方案。這一方案能夠省去某些中間層，同時(shí)穩(wěn)定地復(fù)用安卓生態(tài)。具體而言，可以在一個(gè)容器內(nèi)實(shí)現(xiàn)儀表域的功能，而在另一個(gè)容器內(nèi)運(yùn)行安卓域的應(yīng)用。Qt作為一款輕量級(jí)且運(yùn)行效率高的引擎，能夠完美適配較低端的硬件平臺(tái)，在面對(duì)需要高算力及復(fù)雜應(yīng)用的場景時(shí)，Qt同樣表現(xiàn)出色。
我們甚至可以將KDE的桌面系統(tǒng)移植到當(dāng)前的主流硬件平臺(tái)上，如聯(lián)發(fā)科的8678等。我們已對(duì)此進(jìn)行了POC，證明了其可行性。KDE作為一個(gè)在Linux領(lǐng)域廣為人知的協(xié)會(huì)，其提供的KDE PlasmaLinux系統(tǒng)同樣適用于嵌入式領(lǐng)域。
目前，我們已在高通和聯(lián)發(fā)科等強(qiáng)大平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了Linux桌面的定制化開發(fā)。這不僅使我們能夠進(jìn)行2D和3D渲染，還允許我們將游戲生態(tài)引入其中。一個(gè)典型的例子是Steam Deck，這款設(shè)備能夠?qū)C上的游戲完全運(yùn)行在一個(gè)小型的平板電腦上。未來，如果車機(jī)采用Linux桌面的解決方案，那么同樣可以復(fù)用這一游戲生態(tài)，為車主提供更加豐富的娛樂體驗(yàn)。
我們始終強(qiáng)調(diào)，Qt不僅僅是一個(gè)HMI框架，更是一個(gè)具備高度兼容性的平臺(tái)。下圖左側(cè)圖片展示了在Figma中完成的2D設(shè)計(jì)，右下角則是Unity引擎構(gòu)建的場景，通過簡單的兩行代碼，Qt便能實(shí)現(xiàn)對(duì)Figma設(shè)計(jì)的支持以及Unity場景的集成。這一效果展示了Qt作為框架的靈活性，它能夠打包成APK文件，通過Qt框架實(shí)現(xiàn)2D渲染，并與其他引擎無縫集成。事實(shí)上，許多車企已采用Qt作為框架基礎(chǔ)，利用其進(jìn)行2D渲染，并方便地復(fù)用素材到其他引擎中。
Qt作為一款開源編程語言，在互聯(lián)網(wǎng)上擁有豐富的學(xué)習(xí)資源和文檔。我們測試了主流的大模型對(duì)Qt編程語言的支持情況，結(jié)果令人驚喜。Qt Creator中的一個(gè)插件——Qt AI助手，目前能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括代碼自動(dòng)生成以及為現(xiàn)有代碼提供專家級(jí)的建議。此外，它還能根據(jù)用戶編寫的代碼生成相應(yīng)的測試用例，主要以輔助編碼的形式提供服務(wù)。
我們測試了通用大模型對(duì)Qt編程語言的支持情況，結(jié)果顯示，通用大模型對(duì)Qt語言的支持度已經(jīng)非常高。在官方測試的一百多個(gè)測試用例中，Cloud 3.5模型已經(jīng)能夠正確處理其中的66%。這一結(jié)果表明，AI在某種程度上已經(jīng)能夠替代中等水平以下的Qt程序員的工作。
關(guān)于大模型的集成，我們的插件支持市面上所有主流的大模型，包括DeepSeek等，同時(shí)也支持用戶通過第三方API或私有云進(jìn)行接入。特別地，針對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)安全有極高要求的客戶，如國防軍工領(lǐng)域，我們提供了本地部署大模型的接入方式，確保數(shù)據(jù)在閉環(huán)內(nèi)處理，不會(huì)上傳至外部服務(wù)器。
最后，我們對(duì)未來進(jìn)行一些展望。首先，AIGC是一個(gè)值得關(guān)注的領(lǐng)域，當(dāng)前，圖文視頻類的擴(kuò)散型大模型已經(jīng)展現(xiàn)出極高的智能水平，例如通過Diffusion模型，我們可以實(shí)現(xiàn)文本生成圖像、圖像生成圖像等功能。此外，3D擴(kuò)散大模型也能根據(jù)描述生成3D模型。我們計(jì)劃將這些大模型集成到Qt設(shè)計(jì)工具中，例如通過Bridge插件，用戶可以輕松地將2D圖片資源和3D模型導(dǎo)入到設(shè)計(jì)工具中，從而極大地提升設(shè)計(jì)效率和創(chuàng)造力。
另一個(gè)重要的應(yīng)用方向是RAG技術(shù)，它允許我們構(gòu)建本地知識(shí)庫。對(duì)于Qt的資深用戶而言，他們可以將自己過去積累的文檔和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)整合成一個(gè)本地知識(shí)庫，便于內(nèi)部成員快速調(diào)用。我們官方也在積極推進(jìn)這一方向，基于我們對(duì)Qt的深入理解，未來將打造一個(gè)官方知識(shí)庫，用于生成幫助文檔。
最后一個(gè)則是Agent形態(tài)，這是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱門方向。我們計(jì)劃通過集成MCP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Agent的完全形態(tài)。屆時(shí)，用戶只需提出需求描述，Agent便能調(diào)用Qt全棧工具，自動(dòng)生成2D或3D設(shè)計(jì)。
（以上內(nèi)容來自Qt Group中國商務(wù)拓展經(jīng)理高森于2025年3月19日在第五屆中國汽車人機(jī)交互與體驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新大會(huì)發(fā)表的《AI賦能的HMI敏捷開發(fā)：Qt框架如何重構(gòu)艙駕融合新范式》主題演講。）
熱門跟貼