纯电汽车的个性化主动声音
设计研究
研究概述
纯电时代,汽车失去了内燃机的声音标识——安全警示、驾驶反馈、情感表达三重需求同时浮现。 本研究以「个性化」为核心,系统探索 AVAS、主动声浪、互动音乐三类声音的设计方法, 并通过可交互模拟驾驶平台完成主客观综合验证。
AVAS 车外警示音
基于声景学、电子合成与动态编曲理论,设计声景融合、科幻电子、音乐氛围三种差异化风格,兼顾安全功能与个性化表达。
车内主动声浪
突破「模仿燃油机」思路,设计运动、科幻、音乐三种取向的声浪方案,通过分层合成与 RTPC 映射实现动态交互。
互动音乐驾驶
提出「驾驶行为驱动音乐」交互范式,油门/转速/车速实时控制音乐要素,让驾驶本身成为一种音乐创作。
研究实践框架
用户调研
需求分析与风格偏好调研
确立三大设计方向
声音设计
多风格差异化创作
Wwise 中间件集成
平台搭建
UE5 + G29 模拟驾驶
RTPC 实时参数联动
实验验证
主客观评价实验
n=32 统计分析
AVAS 个性化设计
纯电动车低速行驶时过于安静,对行人构成安全隐患。传统 AVAS 多为单一提示音, 本研究提出三种差异化设计思路——声景融合、科幻电子、音乐氛围, 在满足安全功能的前提下,赋予 AVAS 品牌个性与情感表达能力。
基于不同设计理念创作的三套 AVAS 方案,各有独特的审美取向与适用场景。
用于主观评价实验的测听视频:声音与车辆运动画面同步呈现, 验证 AVAS 在真实行驶语境中的感知效果与接受度。
车内主动声浪设计
电动车加速时缺少燃油车的声浪反馈,影响驾驶乐趣与安全感。 本研究设计三种取向的主动声浪方案——运动、科幻、音乐, 通过 Wwise 分层合成与 RTPC 实时映射,实现随油门/转速动态变化的交互声浪。
运动风格还原驾驶激情,科幻风格凸显电动身份,音乐风格突破传统范式。
互动音乐驾驶系统
本研究创新性地提出「驾驶行为驱动音乐」的交互范式: 油门深度、发动机转速、车速等驾驶参数实时映射为音乐要素——音量、音高、效果器、编曲结构, 让每一次驾驶都成为独一无二的音乐演奏。
从设计概念到工程实现的完整展示:多感官可视化效果 + Wwise 互动音乐工程逻辑。
音乐参数映射体系
油门深度
控制音乐能量感
音量 · 失真度 · 滤波截止
发动机转速
控制音高与节奏
移调 · 琶音器速率 · LFO
车速 / 模式
控制编曲结构
配器层叠 · 段落切换
模拟驾驶实验平台
为验证设计方案的有效性,独立搭建可交互模拟驾驶实验平台: 以 Unreal Engine 5 为引擎,集成 Wwise 交互式音频中间件, 通过罗技 G29 方向盘/踏板实现真实驾驶输入, 构建「驾驶输入 → 物理模拟 → 参数映射 → 实时渲染」的完整闭环。
Unreal Engine 5
基于 City Sample 场景,重调 Chaos 车辆动力学(扭矩曲线、单速变速箱、单踏板制动),仿真纯电驾驶特性。
Wwise 音频中间件
分层式工程结构,20+ RTPC 参数实时映射,State/Switch 状态切换,动态混音总线。
罗技 G29 控制器
方向盘力反馈精细调参,油门/刹车踏板模拟真实驾驶输入,提供沉浸式驾驶体验。
数据通信链路
UE5 蓝图读取驾驶参数 → Wwise 插件实时传输 → 5.1 声道音响系统输出。
完整平台运行演示:UE5 驾驶场景 + Wwise 实时音频 + 方向盘交互。
主客观评价系统
为科学验证设计方案的有效性,构建主客观结合的评价体系。 自主开发 Web 端评价数据采集系统,完成 32 名被试的主观评价实验, 并结合客观声学参数进行综合分析。
采用语义差异法(SD法)构建评价量表,涵盖愉悦度、唤醒度、安全感、品牌契合度等 9 个维度。 被试在模拟驾驶平台上体验不同声音方案后,通过 Web 系统完成评价。
评价系统技术架构
主观评价模块
SD 语义差异量表 · 随机化呈现顺序 · 实时数据存储 · 防重复提交校验
客观参数采集
响度 · 尖锐度 · 粗糙度 · 波动度 · 频谱质心 · 音高清晰度
数据可视化
雷达图对比 · 方差分析 · 相关性热力图 · 回归分析可视化
数据导出
CSV/JSON 格式导出 · 兼容 SPSS / Excel 统计分析
实践成果总结
本研究从设计实践出发,以实验验证收尾,构建了「设计—实现—验证」的完整闭环, 在以下方面取得了具有实践价值的成果。
三套差异化 AVAS 设计方案
提出声景融合、科幻电子、音乐氛围三种 AVAS 设计思路,突破传统 AVAS 单一提示音的局限,为品牌个性化表达提供设计参考。经主观评价验证,三种风格在各维度具有显著差异,可满足不同用户偏好。
多风格主动声浪设计方法
建立运动、科幻、音乐三种取向的主动声浪设计方法论,从声源设计、分层合成到 RTPC 参数映射形成完整流程。证明乐音化声浪在愉悦度评价上具有优势,为电动车声浪设计提供新思路。
互动音乐驾驶交互范式
创新性地提出「驾驶行为驱动音乐」交互概念,构建了油门—转速—车速与音乐要素的映射体系。原型验证表明,该模式能显著提升驾驶趣味性与沉浸感,为车载音乐体验开辟新方向。
可交互模拟驾驶实验平台
独立完成 UE5 + Wwise + G29 模拟驾驶平台搭建,实现驾驶参数与声音系统的实时联动。该平台不仅服务于本研究的实验验证,也可作为未来汽车声音设计的快速原型验证工具。
主客观综合评价体系
构建覆盖 9 个维度的 SD 评价量表,自主开发 Web 端评价数据采集系统,完成 n=32 被试实验。结合 ANOVA、EFA、多元回归等统计方法,建立主观感知与客观参数的关联模型。