中科创达王宇洋：基于软件差异化，打造次世代HMI开发利器
随着汽车L2-L5的不断发展成熟，汽车座舱已由机械式发展至智能化阶段，智能座舱逐渐向第三空间演变。据盖世汽车研究院数据，智能座舱单车价值量或将达到传统座舱的3-5倍，预计2030年或将达到2000亿元人民币。此外，座舱技术边界不断拓展，未来智能座舱的功能将不断丰富。
数据来源：盖世汽车研究院
在2023第三届中国汽车人机交互创新大会上，中科创达Kanzi设计中心技术生态总监王宇洋坦言，过去一年软件定义汽车的预言得到验证，但在持续涌现的新技术浪潮中，汽车的未来应该是软件的差异化。对于开发团队和最终用户而言HMI的复杂性正在上升。
汽车行业走向HMI新阶段
HMI，即“Human Machine Interface”。在汽车领域主要指人与汽车的交互，包含UX和UI两部分。作为车辆系统和用户间的信息交换媒介，HMI通过智能化设计满足用户的驾乘需要。此外，在软硬件融合程度及网联化程度不断加深的趋势下，HMI作为功能控制和信息呈现终端也承载着越来越多的任务，透过2023第三届中国汽车人机交互创新大会可以发现，HMI总体走势向着多模交互、界面体验、情感需要三方面演进。
中科创达Kanzi设计中心技术生态总监王宇洋在会上发表演讲
所谓多模交互，即将多种感官融合。从视觉、听觉、触觉、语音等多种方式，构建出座舱与用户间多种无缝衔接的信息通道，充分模拟人与人之间的交互方式。多模交互的实际应用表现之一，正如王宇洋所言，在汽车中安装更多屏幕的趋势正在接近顶峰，甚至到了一切皆屏幕的程度。
而关于界面体验，整体呈现高质感、轻量化、个性化的特征。汽车本身的科技属性使得高质感的色彩渲染和图标设计成为车辆高级感的重要体现；此外用户不同的审美需要也使得界面设计朝着个性化前进。
中科创达HMI2.0， 图源：中科创达
最后关于情感交互，简而言之还是用户的心理诉求。当座舱成为用户生活的“第三空间”，工作、娱乐、休闲甚至育儿都能够在该场景实现。
基于以上种种，汽车行业面临着越来越多基于各种软件堆栈的场景，对于开发团队和最终用户而言HMI的复杂性正在上升。如何将HMI的多功能性更快落地，并实现商业化运营成为产业急需解决的问题。王宇洋表示：“像Kanzi One这样的一体化HMI工具链能够很好的解决行业问题，并已在业内引起共鸣。Kanzi One能够将需求、设计和工程结合起来，从而创造功能价值。我们的目标是帮助汽车制造商简化HMI开发设计流程，并最终为消费者带来创新的UI使用体验。”
HMI实现路径，Kanzi的性能优化方案
Kanzi One是什么？据王宇洋总监介绍：“Kanzi One是全球首个与安卓操作系统完全兼容的汽车HMI工具链。它整合了现代 HMI 开发所需的一切工具，包括：核心 Kanzi 框架——Kanzi Studio 和 Kanzi Engine，以及由 Kanzi Connect、Kanzi Maps、Kanzi Particles、Kanzi 、Kanzi VR等构成的功能包。与其他开发工具相比，Kanzi One可极大减少编码的工作量，轻松实现设计开发的时间及人员成本减半。”
Kanzi One设计效果图 图源：中科创达
Kanzi最大的优势就在于提高生产力。具体体现在三个方面：
首先，Kanzi通过其强大的UI框架，提供完全可视化的HMI编辑，可以消除80%的UI代码；
其次，Kanzi通过开箱即用的解决方案实现快速原型设计和轻松的部署，在虚拟环境中进行模拟、调试和性能分析，可以大大降低成本；
最后Kanzi提供高效的开发流程，设计人员和开发人员在不同的HMI组件上并行工作，加快产品的上市时间。
关于Kanzi常用的性能优化方案有哪些？这一问题，王宇洋总监从问题解决导向进行了讲解。
“一般在将纹理数据从CPU部署到GPU的过程中，PNG需要先解码为RAW Data，再部署到GPU侧。”该过程存在两个问题：
一是PNG资源的解码在启动阶段会消耗较长时间；
二是如果将所有原始数据嵌入到 Kanzi的资源文件kzb 中，文件会变得很大，系统 I/O 会很慢。
图源：中科创达
Kanzi的优化策略是使用压缩纹理格式，PNG不需要解码，可以直接部署到 GPU。其中一种压缩纹理格式是ASTC，是基于块的有损纹理压缩算法。此方案可以在设计冻结后应用。
默认情况下Kanzi使用online shader，即Kanzi Studio将源代码导入到Kanzi的资源文件Kzb中，当在目标平台上启动Kanzi应用程序时，应用程序才使用OpenGL驱动程序加载和编译, 编译增加了应用程序的启动时间。当使用Binary shader时，Kanzi使用GPU的offline shader编译器编译shader，并将编译好的shader以二进制的方式导入到Kanzi的资源文件Kzb中，这样Kanzi应用程序在启动时就能直接使用编译好的Binary Shader，减少Kanzi应用程序的加载时间。
此外，Kanzi提供了预加载技术加载资源的方法，加快了启动的时间；同时Kanzi提供了强大的性能分析工具，可以分析整个系统启动过程每一帧系统进行了哪些工作，可以在项目优化阶段应用。
Kanzi畅想的智驾未来
过去，用户在选择新车时使用的是传统标准，像外观、动力、速度、续航里程、内室设计和娱乐功能等等方面，在汽车下线后已成定势。而中科创达Kanzi设计中心技术生态总监王宇洋提出：“未来，汽车的配置可以在销售阶段进行更改，以满足用户的需求。例如当用户想要更换车身的颜色，从应用商店中选择一个，片刻时间即可获得喜欢的车身配色；当需要更长的续航里程时，用户下载一个功能包就能实现。”
图源：中科创达
Kanzi作为工具软件，将持续助力便捷的研发设计和高级的用户体验。相较于此前的版本，Kanzi One进一步升级，具体呈现出四方面的新特性：
第一，Kanzi One进一步内置了基于物理的HDR渲染管线，简化了设计和开发人员创建高质量图形的过程；
此外Kanzi支持线性颜色空间。由于人眼对光的感知是非线性的，计算机显示器对光强度的反应同样是非线性响应，所以相较于浅色人眼更能区分深色。基于以上原因，在屏幕上显示图像时保持暗强度的准确性非常重要。但在非线性颜色空间中执行颜色计算会导致颜色和α混合的结果不准确，Kanzi在操作之前会将所有的颜色值转换为线性颜色空间，使得逼真的光照计算和正确的颜色混合成为可能，特别是使用基于物理的渲染技术。
图源：中科创达
第二，与Android 深度集成。
首先Kanzi One Engine已经完全支持Java API并将Kanzi 引擎集成到 Android UI 线程中，Kanzi UI framework为Android 用户界面提供丰富的图形和高级可视化功能，允许开发人员完全自定义UI外观。同时，扩展了 Android API，为 Android 应用程序开发人员提供了额外的功能。
其次，可以使用标准开发工具，开发、部署和调试基于 Kanzi 的应用程序，例如 Android Studio 。
最后在 Android UI 中可以自由组合 Kanzi View。Kanzi View本质是一个Android的view组件，可以与 Android UI 层次结构自由的组合，在架构上类似于 Android 的 Camera view、Video view 和 GL surface view。
第三，全新的 UI Workflow。
Kanzi One引入了全新的Activity 子系统，重新定义了UI Workflow。Activity 子系统提供模块化、动态的 UI 状态管理，以实现最佳性能和资源处理。借助Activity 子系统，基于Kanzi开发的项目可以被划分成多个易于管理的小的 UI 模块，这些UI模块仅在需要时动态加载，在不活动时卸载，以实现设计工作流程和性能的极致效率。
图源：中科创达
第四，全新商业模式，免费提供量产插件。
Kanzi拥有近12年的车载行业量产经验，从国内到国际、从低端到高端、从乘用车到卡车遍及各大OEM品牌。截止到2021年年底，Kanzi已应用于全球3000多万辆量产汽车，而多家OEM的内部评估也验证了Kanzi性能第一的排名。
当前，人们正亲身经历着汽车行业的巨大飞跃，软件定义的汽车不再只是一个愿景。类似Kanzi One的HMI工具软件，将加速汽车行业的发展，使“第三空间”内的高级用户体验更加丰富多彩。
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简述组态软件开发的步骤有哪些
什么是组态?
在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“”,其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。
在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。
组态软件产生的背景
“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（ Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。
自动化软件
首先，自动化软件主要包括人机界面软件（HMI），像Intouch、iFix、组态王等；基于PC的控制软件，统称软PLC或软逻辑，像亚控的KingAct以及即将推出的组态王嵌入版、西门子的WinAC等；还包括生产执行管理软件，许多专家也将这一类软件归为MES（ Execution System），像公司的iBatch、公司的InTrack等，另外，与通用办公自动化软件相比，自动化软件还应包括相应的服务。
其次，自动化软件主要具备如下功能及特征：工业过程动态可视化；数据采集和管理；过程监控报警；报表功能；为其他企业级程序提供数据；简单的回路调节；批次处理；SPC过程质量控制；符合IEC1131-3标准。
什么是组态软件?
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。
组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。
随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。
对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。
组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，办公软件()都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。
虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚至支持VB。
组态软件的组成、功能和特点
组态软件组要包括人机界面软件（HMI）、基于PC的控制软件以及生产执行管理软件。
组态软件的功能：（1）工业生产过程的动态可视化控制；（2）生产过程中生产数据的采集和管理；（3）生产过程监控报警；（4）报表功能；（5）基于网络数据的上传和相应控制。
组态软件的特点：（1）延续性和可扩充性，用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改即可方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，用户不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I／O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。
自动化软件（组态软件）的发展历史
自20世纪80年代初期诞生至今，自动化软件（组态软件）已有20年的发展历史。应该说组态软件作为一种应用软件，是随着PC机的兴起而不断发展的。80年代的组态软件，像Onspec、Paragon 500、早期的FIX等都运行在DOS环境下，图形界面的功能不是很强，软件中包含着大量的控制算法，这是因为DOS具有很好的实时性。90年代，随着微软的Windows 3.0风靡全球，以公司的Intouch为代表的人机界面软件开创了Windows下运行工控软件的先河，由于Windows 3.0不具备实时性，所以当时，80年代已成名的自动化软件公司在对于操作系统的支持上，或按兵不动，或将组态软件从DOS向OS/2移植，人们这样做的原因，是大家都认为工控软件必须具有很强的实时性和控制能力，必须运行在一个具备实时性的操作系统下，像DOS、OS/2、Win NT（1993年才推出）等。历史证明，在当时的硬件条件下，上位机做人机界面切中了用户的需求，因而在不长的时间内成为全球最大的独立自动化软件厂商，而在80年代靠DOS版组态软件起家，后来向OS/2移植的公司后来基本上都没落了。
自动化软件全球及国内市场发展状况
在全球范围内，自动化软件市场已比较成熟。目前，全球知名的自动化软件厂商不足20家，但头6家占据了整个市场75%的份额。
国内市场可细分为高端和中低端。高端市场基本上由国外品牌的软件占有，像一些级的大项目、大型企业的主生产线控制等，高端市场的特点是装机量小，但单机销售额大，目前国外品牌的软件年装机量没有一家能超过1000套。中低端市场基本由国产软件占有，亚控的组态王独占鳌头，占据了60%以上的份额，年装机量5000套左右，但单机销售额只有国外品牌的1/10~1/2。
国内有近10家自动化软件公司，与国外软件相比，国内自动化软件最大的差距并不是在技术和品牌上，而是在企业的经营策略上，比如国内不少自动化软件厂商不懂差异化经营，主要竞争手段就是低价和免费服务；许多厂商还抱着“只要有市场占有率，利润自然来”的产品时代的观念，不惜代价扩大市场占有率，这使得国内虽然厂家众多，但大多处于亏损或维持状态，不能健康发展，也不能够保证给用户带来长期的利益。
后台用php可视化用java可以吗
可以的 。数据都是存在数据库的 只要可以更改数据 什么语言都可以做,但是既然前台都是php了,后台也用php好一些 。java开发会有点复杂，而且国内的服务商比较少，空间费用较php贵好几倍。
java可以开发im即时通讯吗？
可以，java开发即时通讯也不难，你可以用即构科技的im sdk来实现，即构科技有20年经验的开发团队保障，支持Android、iOS、Windows、macOS、Web、小程序、Flutter、uniapp等平台，延时在 200 ms 以内的消息传输 ，消息100%有序可靠。可针对自身业务场景，定制所需服务规格。
java可以用来开发软件吗？
Java环境可用来开发能在任何计算平台上运行的应用软件。它实际上是一种非常基本且结构紧凑的技术，而它对WorldWide
Web以及商业的总体影响已可同电子表格对PC机的影响相比拟。
Java是巨大的推动力量
Java已用动态的交互应用软件使Web栩栩如生。它使开发人员具有‘编写一次到处运行TM”的巨大能力。而且，借助其JavaAPI及其编程语言上的Java虚拟机，它已产生一种分布信息的崭新模式
Java适合不适合开发自动化软件
Java 从90年代初期,有人用applet写过写图形监视画面的东西,也仅限于某行业封闭式的项目中,applet也没了前途.,Java发展到2.0后,逐渐走向成熟,虚拟机中运行字节码,在今天的CPU等硬件环境条件下
也是可以胜任做写控制软件的,至少象组态软件这样的"慢速"家伙,Java是可以胜任的.那样,控制室里就没必要是青一色的windows了, 另用java的JNI写过些应用的朋友,给提出些建议,
【java界面开发】常有人说java不适合开发GUI，想问java在GUI开发上究竟有什么缺点？
我知道的就是第一，做出来的东西不好看，想要好看点要费更多功夫。第二，效率很低，一个button在内存中站很大地方，java还有自己的垃圾回收机制，程序会越跑越快慢。第三，市场占有太低，java的优点是跨平台，所以大多数人都把精力放在跨平台这个优点上，GUI多数都是在windows上运行，c++优势特大。
