Проєктування автомобільного HMI за допомогою Unreal Engine 5

У цій статті ми розглянемо повний пайплайн створення HMI за допомогою UE5, інструменти для симуляції автомобільних даних, шаблони (темплейти), що прискорюють розробку, та реальні приклади застосування.

Що включає HMI:

• цифрову панель приладів;
• центральний дисплей (інфотейнмент);
• head-up display (HUD);
• голосове керування;
• жести, тачпади, фізичні контролери;
• адаптивні інтерфейси (наприклад, різний вигляд для денного/нічного режиму).

Які проблеми вирішують дизайнери HMI:

1. безпека — мінімізувати відволікання водія;
2. зрозумілість та інтуїтивність — водій має легко і швидко знаходити потрібні функції;
3. відповідність бренду — інтерфейс має відображати стиль і філософію марки;
4. адаптивність — гнучкість під різні сценарії: автономне водіння, паркування, навігація;
5. мультифункціональність — поєднання керування музикою, навігацією, кліматом тощо в єдиному UI;
6. міжкультурна адаптація — різні ринки потребують різних підходів до UX.

Інструменти, які використовують дизайнери:

Дизайн та прототипування:

• figma — для UI-дизайну та створення інтерактивних макетів;
• adobe after effects — для анімацій прототипів та моушн-дизайну;
• principle / protopie — для просунутого інтерактивного прототипування.

3D та візуалізація:

• blender / cinema 4d / maya — для 3D-моделей та сценаріїв взаємодії;
• unreal engine / unity — для створення повноцінних інтерактивних прототипів у реальному часі.

HMI-специфічні інструменти:

• altia, eb guide, rightware kanzi, qt for mcus — спеціалізовані платформи для створення HMI-інтерфейсів, які можуть бути безпосередньо вбудовані в системи авто.

UX-дослідження та тестування:

• usertesting, lookback.io — для віддаленого тестування;
• eye-tracking, симулятори кабіни — для перевірки уваги, зручності та безпеки.

Реалізація в UE5

Основний етап, де UI оживає всередині рушія.

Розглянемо докладно ключові інструменти Unreal Engine 5:

🔹 UMG (Unreal Motion Graphics)

Для чого: створення 2D UI-елементів: кнопок, тексту, індикаторів, панелей.

Особливості: працює у вигляді віджетів (Widgets), підтримує анімацію, стилізацію, прив’язку до змінних і подій.

Приклад: спідометр, індикатор заряду батареї, список станів системи.

🔹 Blueprints

Для чого: візуальне програмування логіки UI та взаємодії без коду.

Особливості: події, таймери, логіка симуляції, підключення до сокетів або сенсорних API.

Приклад: запуск симуляції швидкості, оновлення індикатора навігації.

🔹 Niagara (Visual Effects System)

Для чого: створення VFX — диму, блиску, частинок, які використовуються в HMI як елементи естетики чи індикації.

Особливості: параметризовані ефекти, що реагують на дані.

Приклад: анімація заряджання батареї з електричним ефектом.

🔹 Control Rig

Для чого: анімація скелетів та механізмів (наприклад, 3D-елементів інтерфейсу або рук користувача).

Особливості: інтеграція з Sequencer, Blueprints.

Приклад: керування 3D-контролерами на HUD.

🔹 Sequencer

Для чого: таймлайн-анімація сцен, інтерфейсів, переходів, сценаріїв.

Особливості: зручно для демонстрацій, симуляції сценаріїв або запису відео.

Приклад: демонстрація режиму навігації з переходом до паркування.

🔹 Level Blueprints та Event Dispatchers

Для чого: координація подій між UI, симуляцією та сценами

Особливості: гнучке налаштування логіки поведінки в сценах

Приклад: реагування на зовнішній вхід (TCP/UDP) або перемикання між UI-екранами

Unreal дозволяє створити не лише плоский UI:

• 3D Widgets — розміщуються в просторі (наприклад, HUD на лобовому склі):
• накладання UI на модель авто — наприклад, відображення ліній паркування або напрямку повороту коліс;
• Live Preview — перевірка, як UI виглядає з місця водія.

Ми можемо поєднати рейтрейсинг, освітлення, матеріали з UI — це дає ефект «живого» інтерфейсу, наближеного до реального використання.

HMI-темплейти в UE5

Unreal Engine 5 надає можливість використовувати попередньо налаштовані компоненти та шаблони, які значно прискорюють початкову розробку інтерфейсів HMI.

Варіанти темплейтів:

• automotive hmi template (epic sample) — офіційний зразок від epic games, який включає кластер дисплея, HUD, керування мультимедіа та анімації;
• openhmi ui framework — комерційні або рішення з відкритим кодом, що включають шаблони меню, статус-панелей, кастомні віджети;
• customizable dashboards — плагіни з marketplace для швидкого створення приладових панелей.

Що включають шаблони:

• набір UI-елементів (віджети, шрифти, стилі);
• базову логіку навігації та перемикання меню;
• симуляційні дані або готові прив’язки до сенсорних подій.

Переваги:

• швидкий старт для прототипування;
• консистентність стилю;
• демонстраційні сценарії, які можна адаптувати під свій бренд.

Симуляція автомобільних даних

Для реалістичної взаємодії інтерфейс має реагувати на зміну станів авто. Коли фізичного підключення немає — використовують симуляцію.

Типи даних:

• швидкість, RPM, температура;
• стани дверей, сигналізація, заряд батареї;
• навігаційні координати;
• дані з камер і сенсорів.

Методи симуляції:

• blueprint-таймери: поступова зміна значень (наприклад, швидкість +5 км/год кожні 0,2 с);
• читання CSV/JSON: сценарії за часом (місто → траса → зупинка);
• CAN bus симулятори: vector canoe, pcan — з’єднання через сокети (UDP/TCP);
• digital twin або ROS: складні динамічні моделі автомобіля;
• UI debug-панель: ручне введення параметрів для UX-досліджень;

Додаткові можливості:

• імітація граничних сценаріїв (відмова гальм, перегрів);
• додавання шуму до сенсорів;
• відображення поточних симульованих значень для налагодження;

Тестування і адаптація до платформи

Методи:

• pixel streaming: стрімінг HMI на віддалений екран;
• симуляція кабіни водія (PC-based cockpit);
• інтеграція з Android Automotive або QNX через UE5 Build System.

Приклади використання Unreal Engine 5

1. General Motors: яскравим прикладом використання UE5 є співпраця з General Motors для створення цифрового кокпіту для GMC HUMMER EV. Unreal Engine дозволив розробникам створити інтерактивний та інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, який забезпечує водіям новий рівень взаємодії з автомобілем.

THE SUPERTRUCK DRIVING EXPERIENCE

2. BMW: на Unreal Fest 2024 компанія BMW продемонструвала, як вони використовували Unreal Engine для візуалізації кожної деталі нового BMW 5 серії. Це включало не лише зовнішній вигляд, але і внутрішні компоненти автомобіля, що дозволило створити надзвичайно детальний та реалістичний конфігуратор.

3. Porsche: Porsche Engineering активно використовує Unreal Engine у своїй роботі для створення фотореалістичних віртуальних середовищ, які значно прискорюють і вдосконалюють розробку автомобілів. Зокрема, рушій застосовується для:

• моделювання дорожніх ситуацій під час навчання систем допомоги водієві (ADAS), де критичні або рідкісні сценарії можуть бути безпечно відтворені у віртуальному просторі;
• створення VR-конфігураторів, що дозволяють клієнтам у деталях ознайомитися зі своїм майбутнім автомобілем ще до його виробництва;
• швидкої візуалізації ще не створених компонентів інженерами й дизайнерами, що сприяє ефективнішому ухваленню рішень на ранніх етапах проєктування.

The gaming software driving vehicle development

4. Mercedes-Benz: компанія також активно впроваджує Unreal Engine у свої інженерні процеси, що дозволяє значно підвищити ефективність розробки та оптимізувати співпрацю між командами по всьому світу. Підрозділ Daimler Protics створив багатокористувацьке VR-середовище під назвою Engineering Hub, яке працює на базі Unreal Engine.

Це середовище дає змогу інженерам:

• завантажувати 3D CAD-моделі безпосередньо із системи управління даними про продукт (PDM) у реальному часі, без необхідності попередньої підготовки даних;
• проводити віртуальні огляди;
• виявляти потенційні проблеми;
• спільно працювати над дизайном у повністю зануреному VR-просторі.

Завдяки цьому значно скорочується час розробки та знижуються витрати.

A multiplayer real-time game for engineers - Unreal Engine spotlights

5. Lotus: компанія Lotus використовує Unreal Engine, щоб трансформувати автомобільну індустрію — від стадії розробки до взаємодії водія з машиною. Спочатку рушій застосовувався для створення віртуальних прототипів у VR, що значно пришвидшило дизайн-процес і дозволило команді бачити та оцінювати автомобіль у повному масштабі ще до виготовлення фізичного зразка. Згодом Lotus інтегрувала Unreal Engine в HMI (людино-машинний інтерфейс) — центральні дисплеї авто, де рушій забезпечує реалістичну графіку та плавну інтерактивність. Це не лише покращує естетику, але й дозволяє швидше адаптувати інтерфейс під потреби водіїв. Використання рушія також дало змогу Lotus швидше тестувати та ітерувати UX-рішення, забезпечуючи преміальний досвід користувача, який поєднує інновації, продуктивність і візуальну якість.

From VR to HMI: why Lotus is still one of auto’s biggest disruptors

Lotus human-machine interfaces - Unreal engine spotlight

6. Geely: використовує Unreal Engine для створення інноваційних HMI-систем у своїх автомобілях. Наприклад, у моделі Geely Galaxy E8 використовується 45-дюймовий 8K-дисплей, який забезпечує фотореалістичну графіку та інтерактивні функції. Unreal Engine дає змогу створювати динамічне освітлення, яке змінюється залежно від часу доби та погодних умов, створюючи атмосферний ефект. Крім того, Geely використовує цифрові двійники для віртуального керування функціями автомобіля, такими як фари, двері та вікна, що забезпечує зручний та інтуїтивно зрозумілий досвід для користувачів.

Geely Galaxy E8 interior - Unreal Engine Tech-blog

7. Peugeot: STLA SmartCockpit — це нове покоління цифрового інтерфейсу для автомобілів концерну Stellantis, яке має замінити традиційні рішення на кшталт PEUGEOT i-Cockpit у майбутніх моделях. Це амбітна платформа, розроблена в партнерстві з Foxconn і Epic Games, з метою створити інтелектуальний, персоналізований, підключений та візуально передовий інтерфейс для користувачів.

Stellantis Intelligent Vehicles

STLA SmartCockpit - aftermarketnews

8. Lucid Motors: використовує Unreal Engine для створення своїх передових HMI-систем у моделях, таких як Lucid Air. Unreal Engine дає змогу створювати високоякісні візуалізації та інтерактивні елементи, що забезпечують водіям зручний та інтуїтивно зрозумілий досвід. Наприклад, у Lucid Air використовується 34-дюймовий 5K-дисплей, який об’єднує панель приладів, центральний екран та екран для пасажира. Unreal Engine дозволяє створювати динамічні та адаптивні інтерфейси, які змінюються залежно від контексту та потреб водія.

9. Rivian: використовує Unreal Engine для створення передових HMI-систем у своїх електричних автомобілях, таких як R1T. Unreal Engine дає змогу створювати високоякісні візуалізації та інтерактивні елементи, що забезпечують водіям зручний та інтуїтивно зрозумілий досвід. Наприклад, у R1T використовується дисплей, який відображає дані із сенсорів у реальному часі, дозволяючи водіям бачити реакцію автомобіля на різні ситуації на дорозі. Це допомагає водіям будувати довіру до системи автономного керування.

Rivian’s R1T features state-of-the-art HMI, designed, developed, and deployed in Unreal 

EngineRivian brings adventurous spirit to new display UI powered by Unreal 

EngineRivian launches 2nd gen R1 electric vehicles using Unreal Engine for dashboard

Vehicle UI at Rivian - Unreal Engine Spotlight

10. Volvo: у 2022 році Volvo Cars оголосила про співпрацю з Epic Games для впровадження ігрового рушія Unreal Engine у свої електромобілі нового покоління. Ця технологія дозволила створити фотореалістичну графіку в реальному часі для цифрових інтерфейсів, зокрема для інформаційного модуля водія (DIM). Завдяки поєднанню Unreal Engine з високопродуктивною платформою Snapdragon Cockpit від Qualcomm, нова інформаційно-розважальна система стала більш ніж удвічі швидшою за попередню, а обробка графіки в салоні — до 10 разів швидшою. Першим автомобілем із цією технологією став електричний флагманський SUV, представлений наприкінці 2022 року. До 2025 року Volvo продовжує розширювати використання Unreal Engine в інших аспектах автомобільних технологій, зокрема для візуалізації даних із камер, радарів і лідарів, забезпечуючи безпечніше та більш персоналізоване керування.

Volvo Cars and Epic Games bring real-time photorealistic visualisation inside next-generation Volvo cars with Unreal Engine

Volvo real-time visualisation - media volvo cars

11. Ford: за допомогою Unreal Engine компанія створила реалістичний цифровий інтерфейс для віртуальної панелі приладів автомобіля, що забезпечує більш динамічний і геймерський досвід. Цей рушій, який зазвичай використовується в іграх, дає змогу інтерактивно і гнучко змінювати графіку на дисплеї в реальному часі, зокрема під час перемикання режимів водіння. Такий підхід покликаний зробити Mustang привабливішим для покоління, яке виросло з іграми та очікує схожого візуального й користувацького досвіду в реальному житті.

Ford Mustang human machine interface - whichcar.com

12. Elektrobit: компанія створює високотехнологічні HMI-рішення (людино-машинні інтерфейси) для автомобільних кокпітів. Elektrobit пропонує повний цикл розробки — від концепції до серійного виробництва — включно з дизайном HMI, графічними фреймворками, інтеграцією функцій, тестуванням та відповідністю стандартам безпеки. Unreal Engine у цих рішеннях використовується як рушій для створення фотореалістичної 3D-графіки в реальному часі, що дає змогу реалізувати дивовижні візуальні ефекти в сучасних цифрових панелях приладів, інформаційно-розважальних системах і голографічних дисплеях. Його інтеграція дає змогу швидко створювати прототипи, налаштовувати анімації та гарантувати високу продуктивність у вбудованих середовищах.

Elektrobit’s Cockpit System - elektrobit.com

Висновки

Unreal Engine 5 революціонізує розробку автомобільних HMI, надаючи потужні інструменти для створення виняткових інтерфейсів. Ключові компоненти UE5 — UMG, Blueprints, Niagara — дозволяють розробляти як 2D, так і 3D елементи HMI.

Готові темплейти прискорюють розробку, а симуляція даних забезпечує реалістичність взаємодії. Провідні автовиробники, такі як GM, BMW та Porsche, уже впроваджують UE5 не лише для HMI, а і для всього процесу розробки автомобілів.

Також ми бачимо, що UE5 стає стандартом в автоіндустрії, трансформуючи взаємодію людини з автомобілем. Майбутнє HMI з UE5 передбачає подальшу інтеграцію AR, персоналізацію інтерфейсів та тісніший зв’язок між віртуальним і реальним світом.

Тож можна сказати, що ця технологія не просто змінює спосіб створення HMI, а й переосмислює сам досвід водіння, роблячи його більш інтерактивним, інформативним та захоплюючим.

Для додаткового натхнення та візуалізації можливостей Unreal Engine 5 у створенні HMI, рекомендую зазирнути в галерею прикладів автомобільних інтерфейсів, розроблених за допомогою UE5.