基于虚拟现实视知觉评估的大学普通教室空间特征量化设计研究

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基于心理学原理,文章从视知觉评估的角度量化研究大学普通教室的空间物质特征。感性与理性的辩证贯穿整个建筑学发展,建筑不应是建筑师自我陶醉的艺术品或冰冷的数物模板。视知觉是人感知空间最普遍直接的方式,理应作为设计的起点并与建筑外化的物质特征构建起人与空间互动的桥梁。这恰好为解决大学普通教室师生感知需求与空间设计间提供了一个科学的优化切入点。19世纪开始,以环境心理学、知觉现象学等为代表的领域进行了视知觉与建筑空间的理论方法探讨。但由于感知数据-图形模型-建筑操作的“转化”困难,研究难以推进到设计实践。其症结主要有两点:现实状态空间干扰因素阻碍控制变量和专项提纯,得不到针对性结果;感知量化数据和建筑策略间未形成缜密畅通的逻辑线索。直到21世纪通过统计学、心理学、医学的学科交叉结合具体空间的研究使该领域有了最新突破——关联和量化,加之虚拟现实技术飞速发展,这让视知觉研究更贴近建筑的实际应用,为化解建筑视知觉中的“转化”症结点亮了启明星:VR为沉浸式多建筑空间体验提供平台,可通过对单一建筑特征的控制变量进行比较性“提纯”研究,筛除干扰因素以获取建筑物质特征与视知觉的精确逻辑关联;2018年Semiha Ergan等人在知觉量化领域研究综述的基础上,结合SD和PANAs量表,指导性地总结出了与学校对应的两类感知15对形容词11种建筑特征。本文基于视知觉评估量化教室物质特征的探索由此展开。为得出物质特征与视知觉整体和分项的关联强度和内在规律,量化得到各个感知最佳状态对应的空间特征数值范围,进而推导出改善人的空间感知、缓解学生压力焦虑的教室特征设计策略。文章首先建立普适的大学普通教室原型,在此基础上针对7种关键特征对原型进行控制变量改造,每种特征设置5个数据对照场景,其次将7组35个虚拟场景导入VR平台;然后被测者以组为单位,对VR中的对照场景进行体验感知并作出对应的SD视知觉评价和喜好排序,进而对数据结果进行ANOVA等分析,追根溯源研究各特征对应的视知觉状态;最终吸纳视知觉的修正反馈获取7个特征的最佳参数取值范围,将不同单一特征的关联优化进行组合构成完整的教室空间物质特征优化校验。经过从建筑视知觉相关文献的细化梳理、到量化评估逻辑体系的建立、再到以VR实验为主导的参数评估量化,直至结合建筑设计策略的整体优化模型建立与再验证,层层推进,研究获得了如下结论:(1)对单一建筑特征的专项视知觉研究发现视知觉与建筑空间特征的有效关联,并推动建立了逻辑清晰的循证式研究技术路线,在人性化建筑实践中具有普适性。(2)验证并深化Ergan等人相关的研究,将学校的视知觉感知从定性推进到教室的7个特征和三类感知6对知觉形容词对(放松-紧张、精力充沛-困倦、愉快-沮丧、自由-拘束、平静-焦躁、专注-分散)的定性定量;(3)从参试者对特征场景的视知觉反馈,分析出7个特征和6个视知觉分项间的整体与内在联系规律,得到视知觉的关联的特征由强至弱分别为:窗外自然绿化环境设置、生均面积、室内桌椅摆放方式、窗户大小、天花板高度,而人工照明色温和室内墙体颜色不具备显著性;在分类定性基础上实现特征的量化细化,得到了7个特征的最佳建议数值范围及知觉单项上的特征优化取值;(4)以上述成果为基础,结合建筑设计策略,通过对大学普通教室7个空间特征的重组,验证了空间特征改进的整体有效性。文章各部分的主要工作为:第一章提出研究问题,明确研究对象及目的,建构研究思路逻辑;第二章分析并梳理相关研究理论和方法;第三章在前两章的基础上,制定出整个VR实验研究的框架,从教室原型及特征形容词的选定这两个方面夯实实验基础,并紧随其后推进实验的深化准备(含特征分级、问卷制定、VR场景建模、观察视角设定等);第四章作为研究核心,紧扣第三章展开教室特征与视知觉的关联研究,包含具体实验过程和结果分析两大模块,通过实验数据的检测分析,定性定量得出各特征的最佳取值范围;第五章吸纳第四章结论,进行教室整体优化的校验和实践性验证;第六章则为成果总结和启发展望。本文作为视知觉指导建筑空间设计实践的探索,为相关研究提供了可参考的方法架构,也为大学普通教室中,与压力焦虑、恢复力等感知关联紧密的7种空间特征设计提供了参数基础。
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