付 瑤，王樞文，劉宇彤，王梓通

(1.沈陽建筑大學(xué) 寒地健康城市與舒適建筑研究中心，遼寧 沈陽 110168；2.上海聯(lián)創(chuàng)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，上海 200082)

街道作為人們?nèi)粘Ｉ铑l繁使用的公共空間，應(yīng)該營造良好的視覺環(huán)境，帶給人愉悅舒適的感知體驗(yàn).隨著人們對(duì)人居環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，視覺感受的舒適性與美學(xué)體驗(yàn)成為了街道空間營造的重要切入點(diǎn).揚(yáng)·蓋爾在《人性化的城市》提到“在充滿活力的外觀立面前的平均人數(shù)是消極立面前活動(dòng)人數(shù)的7倍，這對(duì)步行者而言就有值得注意的傾向[1]”.而現(xiàn)階段由于商業(yè)街界面設(shè)計(jì)的簡單重復(fù)、城市管理的粗放化以及經(jīng)營宣傳的個(gè)性化導(dǎo)致界面混亂、尺度趨同、視覺傳達(dá)能力降低等問題的發(fā)生，對(duì)街道視覺感知體驗(yàn)與整體活力有較大影響.因此，不僅是從街道整體環(huán)境還是從步行者體驗(yàn)的角度，以視覺感知舒適角度發(fā)現(xiàn)商業(yè)街底層臨街面的不足之處并進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)十分必要.

對(duì)街道空間的研究，既有通過理論總結(jié)調(diào)研分析街道空間設(shè)計(jì)影響要素與作用機(jī)制，例如，白驊通過對(duì)街道界面景觀構(gòu)成要素歸納與總結(jié)，得出街道界面設(shè)計(jì)景觀因素結(jié)合方法[2]，陳泳等[3]分析街區(qū)建設(shè)環(huán)境變量對(duì)各類步行通行活動(dòng)的影響，徐磊青[4]總結(jié)商業(yè)街空間建筑底層臨街面的形態(tài)特征對(duì)街道活動(dòng)的影響關(guān)系，胡昂等[5]利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行街道空間品質(zhì)的測度研究，并構(gòu)建多維評(píng)價(jià)體系；也有從人的感知層面建立數(shù)學(xué)模型對(duì)街道物理環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如周鈺[6]建立街道界面的“物理形態(tài)-心理認(rèn)知”研究框架并推導(dǎo)出“界面密度”與“貼線率”相結(jié)合的參數(shù)量化方法；還有通過物理數(shù)據(jù)特征測量對(duì)街道空間進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，例如陳靜等[7]基于對(duì)街道熱環(huán)境參數(shù)測試，給出生態(tài)步行街道的設(shè)計(jì)程序.大部分研究主要采取專家打分法、問卷調(diào)查法、行為標(biāo)記法和觀察法等研究方法，但在一定程度上存在主觀評(píng)價(jià)的誤差性，而對(duì)客觀環(huán)境進(jìn)行描述的研究又忽視了人的體驗(yàn)在街道空間設(shè)計(jì)中的重要作用，較難實(shí)現(xiàn)客觀環(huán)境與主觀體驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合.近年來生理傳感器開始逐漸被應(yīng)用于建筑學(xué)領(lǐng)域研究之中，將無法直觀衡量的感知與情緒轉(zhuǎn)化為了可以采集量化的生理數(shù)據(jù)[8].例如Benjamin Bergner[9]通過收集實(shí)景狀態(tài)下人的皮電變化，分析空間中潛在的壓力源；陳箏[10]及其研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用可穿戴生理反饋技術(shù)，總結(jié)空間中誘發(fā)壓力的環(huán)境因素；Dongying Li等[11]通過對(duì)皮膚電、LF/HF(低頻峰與高頻峰之比)等多種生理數(shù)據(jù)測量探索了校園景觀對(duì)壓力和精神疲勞恢復(fù)的影響程度與作用路徑；龍瀛等[12]基于眼動(dòng)技術(shù)，分析城市空間形態(tài)與相關(guān)效應(yīng).利用空間特征要素化實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀環(huán)境的描述并聯(lián)系生理數(shù)據(jù)的采集與分析，從感知層面出發(fā)是實(shí)現(xiàn)街道空間優(yōu)化的有效途徑.

本文在傳統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的藝術(shù)性和實(shí)用性的基礎(chǔ)上增加對(duì)人心率變異性(Heart Rate Variability.HRV)與皮膚電(Electrodermal Activity.EDA)生理信息的采集，定量研究商業(yè)街底層臨街面的影響要素.由于臨街區(qū)寬度、界面透明度、店面密度、功能密度對(duì)街道活力均具有明顯作用[13]，但臨街區(qū)寬度超出了底層臨街面的研究范圍，而功能密度又受經(jīng)營者影響較大，因此本研究選用界面透明度與店面密度為研究對(duì)象.探索人視覺感知舒適的界面要素量值，為商業(yè)街底層臨街面的感知舒適化設(shè)計(jì)提供一定指導(dǎo)意義，對(duì)未來健康城市設(shè)計(jì)與營造起到一定參考作用.

1 要素界定與研究框架

1.1 要素界定

(1)界面透明度

界面透明度代表的是界面具有視線穿透能力的界面長度在街道總長度中的所占比例,其對(duì)商業(yè)性觀望的影響較為顯著[14].本次實(shí)驗(yàn)沿用陳泳和趙杏花[10]提出的街道透明度的計(jì)算方法：根據(jù)界面視線滲透能力的不同，將界面透明度分為四種類型(表1)，并依據(jù)此分類對(duì)生活性商業(yè)街的界面透明度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為透明度=(1類界面長度×1.25+2類界面長度+3類界面長度×0.75+4類界面長度×0)/街道的建筑界面沿街總長度.

表1 界面類型劃分

(2)店面密度

店面密度指各街段中每100米的商業(yè)單元的店面數(shù)量，與店鋪的開間、街道的連續(xù)性有一定聯(lián)系.店面密度過高易使街道界面變得混亂，整潔度下降；過低又容易導(dǎo)致街道產(chǎn)生蕭條感，造成街道活力的喪失.適當(dāng)?shù)牡昝婷芏扔欣诒３纸值赖恼麧嵭?，營造良好的街區(qū)活力.本研究沿用徐磊青[4]提出的店面密度計(jì)算公式：店面密度=(總店面數(shù)量/人行道長)×100.

1.2 研究框架

街道界面的形態(tài)構(gòu)成是一種客觀實(shí)在，在人們實(shí)踐過程中被人所認(rèn)知，從而影響人的空間活動(dòng).本研究為了實(shí)現(xiàn)視覺感知的量化，利用不同空間特征下產(chǎn)生的不同生理現(xiàn)象解釋心理變化，并將生理信息與主觀問卷相結(jié)合，建立空間特征與心理感知的聯(lián)系.而要實(shí)現(xiàn)這一過程需要在空間特征、主觀感知體驗(yàn)與生理信息相互影響的作用機(jī)制條件下，完成空間特征要素化與感知體驗(yàn)量化.

(1)空間特征要素化

街道中各空間要素在相互影響的作用下構(gòu)成整體空間特征，且被賦予了準(zhǔn)確的含義與量化計(jì)算方法.與傳統(tǒng)的空間研究相比，計(jì)算機(jī)場景模擬可以從復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)街道環(huán)境中去除無關(guān)因素對(duì)研究結(jié)論的影響，實(shí)現(xiàn)變量的唯一性，使街道空間的研究更具有科學(xué)性與準(zhǔn)確性.本研究基于沈陽市街道環(huán)境實(shí)態(tài)調(diào)研與空間要素總結(jié)，選定界面透明度與店面密度為主要研究要素，并對(duì)其進(jìn)行人因?qū)嶒?yàn)量化對(duì)比.

(2)感知體驗(yàn)量化

人的感知體驗(yàn)傳統(tǒng)研究方法是主觀報(bào)告.隨著學(xué)科交叉擴(kuò)展，依據(jù)生理測量學(xué)的基礎(chǔ)理論，通過采集人的生理信號(hào)間接地得到人的感知體驗(yàn)情況.大量實(shí)驗(yàn)證明感知體驗(yàn)與皮膚電信號(hào)、光電容積脈搏等信號(hào)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，通過生理信號(hào)的采集分析能更為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)感知體驗(yàn)的變化程度.本研究在ErgoLAB實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下，對(duì)被試者的EDA與HRV信息進(jìn)行收集與記錄，利用不同生理信號(hào)測量值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)感知體驗(yàn)量化.

(3)空間特征、感知體驗(yàn)與生理信息的作用機(jī)制

外界環(huán)境信息被人眼收集，并被大腦分析后，形成人對(duì)該環(huán)境的感知體驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)人的各項(xiàng)生理信息產(chǎn)生影響.EDA與機(jī)體喚醒水平呈線性相關(guān)[15]，當(dāng)產(chǎn)生緊張、興奮等情緒變化時(shí)汗腺排汗增多，通過檢測EDA信號(hào)使這種情感變化可被測量.HRV可精準(zhǔn)地反應(yīng)交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的平衡關(guān)系[16]，而交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)又控制機(jī)體的興奮與平靜狀態(tài)，為分析受植物神經(jīng)控制的人體感受(觸覺、聽覺、視覺等)提供了依據(jù).

基于以上的分析，研究嘗試采用場景建模、人因?qū)嶒?yàn)與調(diào)研問卷相結(jié)合的方法對(duì)界面形態(tài)與視覺感知的關(guān)系進(jìn)行研究.對(duì)街道空間要素進(jìn)行篩選，并選取界面透明度與店面密度為主要研究要素.基于街道場景調(diào)研的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)場景模擬實(shí)現(xiàn)場景再現(xiàn)，結(jié)合人因數(shù)據(jù)與主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集與整理，總結(jié)基于感知舒適的底層臨街面界面特征(圖1).

圖1 研究框架

2 商業(yè)街空間特征要素與場景模擬

2.1 生活性商業(yè)街實(shí)態(tài)調(diào)研

為了提高調(diào)研的普遍性與廣度，總結(jié)新、老生活性商業(yè)街特征，并分析兩者差異，對(duì)沈陽市渾南新區(qū)和鐵西區(qū)的8條街道進(jìn)行實(shí)態(tài)調(diào)研(圖2).鐵西區(qū)是發(fā)展較早的老城區(qū)，居住區(qū)建設(shè)時(shí)間較長，生活氣息濃郁；渾南新區(qū)的發(fā)展時(shí)間較短，街道界面的設(shè)計(jì)新穎.根據(jù)對(duì)商業(yè)街底層臨街面的形態(tài)調(diào)查與記錄，從界面透明度與店面密度兩個(gè)方面總結(jié)特征與差異，并提出問題.

圖2 目標(biāo)街道特征

依據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，商業(yè)街底層臨街面透明度主要在20%至70%之間，62%的街道透明度在50%以上，老舊街道的平均透明度(38%)遠(yuǎn)低于新建街道(52%).造成部分街道整體透明度降低的原因主要有兩點(diǎn).第一，居民在對(duì)街道的自發(fā)性改造中將臨街窗戶向外擴(kuò)張變成直接對(duì)外的出入口；第二，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)之初，僅有入口處一個(gè)對(duì)外開放的洞口.造成界面的虛實(shí)關(guān)系缺乏層次過渡，缺少節(jié)奏感與韻律感.老舊型商業(yè)街底層臨街面普遍存在店面密度過低或過高的兩種極端情況，大至23個(gè)/100 m，小至5個(gè)/100 m，而新建街道則分布于5個(gè)/100 m左右變動(dòng)不大.沿街住宅自行改造與設(shè)計(jì)初期造成的緊密并列排布是造成店面密度過低或過高的主要因素，既影響了界面的連貫性與節(jié)奏感，也降低了店面的可識(shí)別性，更易產(chǎn)生視覺疲勞.

總體來說，寒地城市街道具有透明度低，缺少節(jié)奏感與韻律感；連續(xù)重復(fù)的界面形式單一，店鋪辨識(shí)度低，易產(chǎn)生視覺疲勞感等特征.

2.2 生活性商業(yè)街空間特征要素提取

現(xiàn)有研究中多位研究者和研究團(tuán)隊(duì)通過觀察記錄法、GIS運(yùn)算法、模型研究等方法對(duì)多種生活性街道界面視覺要素進(jìn)行了研究，其中對(duì)人的視覺感知影響較為明顯的要素主要集中在曲折度、店面密度、界面透明度、連續(xù)性、界面密度、貼線率、招牌設(shè)施等(表2).其中曲折度衡量街道的彎曲程度，用街道線性替代；連續(xù)性和貼線率反映的是街道上建筑立面的連續(xù)性與界面的凹凸程度[17].

表2 側(cè)界面視覺要素篩選

2.3 典型生活性商業(yè)街空間場景模擬

為了控制實(shí)驗(yàn)中變量唯一，本次實(shí)驗(yàn)采用構(gòu)建街道界面模型的方法模擬不同要素特征量級(jí)的街道.在建模過程中需要對(duì)上文中提到的各視覺要素進(jìn)行變量控制，減少界面中可能對(duì)被試者注意力造成影響的無關(guān)因素.

街道場景建模以中間雙向二車道、兩側(cè)人行空間作為實(shí)驗(yàn)的基本場景，街道寬度18 m，長度160 m.為更貼近真實(shí)的街道環(huán)境，模擬場景側(cè)界面于80 m處斷開，作為居民出入口，其余部分保持連續(xù)且位于同一街道平面內(nèi).人行道鋪磚選用紅色矩形磚塊進(jìn)行交錯(cuò)鋪砌.底層商鋪界面材質(zhì)采用灰色花崗石.店鋪招牌保持簡單樣式，不做過多裝飾，對(duì)店鋪名稱進(jìn)簡化處理.綠視率設(shè)置為20%.

現(xiàn)實(shí)生活中人們對(duì)街道立面的體驗(yàn)是行進(jìn)中的視角，而不是正立面的視角.在完成計(jì)算機(jī)場景建模后，采用場景相機(jī)按照一定的路線進(jìn)行視頻錄制，以第一人稱視角，盡可能真實(shí)地模擬人在實(shí)際街道環(huán)境中的步行狀態(tài)，得到更為準(zhǔn)確地感知體驗(yàn)數(shù)據(jù).(表3)

表3 變量控制及場景樣例示意圖

3 界面設(shè)計(jì)要素視覺舒適感知測度

基于上文商業(yè)街底層臨街面視覺設(shè)計(jì)要素篩選，將對(duì)界面透明度與店面密度兩種要素進(jìn)行視覺感知測度下的量化研究.兩種要素均在場景模擬下采用人因?qū)嶒?yàn)和主觀問卷的研究方法.向被試者播放模擬視頻，通過生理傳感器記錄EDA與HRV信息.測量結(jié)束后令被試者對(duì)不同界面進(jìn)行視覺感知舒適度的主觀評(píng)分.對(duì)主觀問卷信息與生理數(shù)據(jù)進(jìn)行相互驗(yàn)證，得到最令人滿意的商業(yè)街底層臨街面界面透明度與店面密度值.

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)分為人因生理信號(hào)采集與界面模擬兩部分，包括筆記本電腦兩臺(tái)、生理傳感器、信號(hào)接收器、電極片和消毒棉花等.

人因?qū)嶒?yàn)依托ErgoLAB實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與兩組智能穿戴人因記錄儀，分別為：佩戴在手部的皮電采集模塊測量EDA信息；佩戴在耳部的光電容積脈搏采集模塊實(shí)時(shí)記錄被試者的HRV信息.通過信號(hào)接收器傳輸?shù)诫娔X中的ErgoLAB軟件中，經(jīng)過包括滑動(dòng)均值濾波(Moving Average)、高斯濾波(Guass)、Hann濾波以及低通濾波(Low pass)后，可對(duì)時(shí)域、頻域和事件相關(guān)SCR(皮膚電響應(yīng))進(jìn)行分析，工作模塊與儀器佩戴如圖3所示.

圖3 工作模塊及實(shí)驗(yàn)儀器

3.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)主要分為生理信號(hào)采集與問卷調(diào)查兩部分.第一部分：令被試觀看各段場景模擬視頻，收集EDA與HRV信息；第二部分：指導(dǎo)填寫實(shí)驗(yàn)主觀問卷.分為界面透明度與店面密度兩組.采取先進(jìn)行人因生理信號(hào)采集，再進(jìn)行填寫視覺舒適主觀評(píng)價(jià)問卷的方法(圖4).

圖4 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)收集流程圖

(1)由實(shí)驗(yàn)人員向被試介紹實(shí)驗(yàn)流程與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

(2)引導(dǎo)被試者以舒適坐姿坐在電腦前，佩戴智能穿戴人因記錄儀，令被試者放松5 min，采集基線數(shù)據(jù).

(3)令被試者分別觀看不同的實(shí)驗(yàn)視頻素材，每段視頻的時(shí)長約為兩分鐘，記錄生理數(shù)據(jù)信息.

(4)播放完畢后引導(dǎo)被試者對(duì)不同街道界面進(jìn)行視覺感知舒適度評(píng)分.1級(jí)代表最舒適，4級(jí)代表最不舒適，分別為1級(jí)—4分，2級(jí)—3分，3級(jí)—2分，4級(jí)—1分.

(5)整理生理信號(hào)與問卷調(diào)研數(shù)據(jù)，并進(jìn)行編號(hào)與分組，結(jié)束實(shí)驗(yàn).

3.1.3 數(shù)據(jù)篩選

皮電采集模塊可以收集被試者的三種皮電時(shí)域特征參數(shù)SC-mean、SC-min、SC-max，本次研究對(duì)30名被試者的皮電時(shí)域特征均值(SC-mean)值進(jìn)行整理歸納.光電容積脈搏采集模塊可根據(jù)時(shí)域分析法與頻域分析法導(dǎo)出12類數(shù)據(jù)(表4).由于實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)時(shí)程較短，頻域分析法更有利于獲得更加準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù).其中，交感神經(jīng)興奮使個(gè)體興奮度增強(qiáng)，副交感神經(jīng)興奮則使個(gè)體趨于平靜，低頻功率(LF)與高頻功率(HF)可分別作為交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的指標(biāo)，LF/HF反映的是交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的拮抗作用[18]，其比值越高越趨于興奮狀態(tài)[19].實(shí)驗(yàn)表明良好的情緒使HRV增加，消沉狀態(tài)下高頻成分(HF)增大[20].因此探究人的感知舒適應(yīng)該著重關(guān)注LF/HF數(shù)值變化率[21].

表4 相關(guān)量值對(duì)照表

3.1.4 數(shù)據(jù)處理

個(gè)體的差異導(dǎo)致其基線水平與敏感程度不同，需要通過標(biāo)準(zhǔn)化處理排除個(gè)體因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響[22].將不同界面下被試者的EDA與HRV測量值與平靜條件下的基線值相減并除以基線值，用變化率反映真正由界面變化引起的生理信號(hào)特征數(shù)值的變化情況式(1).k表示標(biāo)準(zhǔn)化后的生理數(shù)據(jù)，Xemotion表示被試在某一界面場景下的生理數(shù)據(jù)測量值，Xcalm表示被試平靜狀態(tài)的基線水平.

(1)

3.2 界面透明度感知測度研究

3.2.1 實(shí)驗(yàn)變量設(shè)置

基于沈陽市8條生活性商業(yè)街實(shí)態(tài)調(diào)研結(jié)果的分析，街道透明度分布在20%～70%之間，本次實(shí)驗(yàn)將透明度最低值設(shè)為20%，以20%作為變化梯度，設(shè)置20%、40%、60%和80%四個(gè)量級(jí)(表5).為了保證實(shí)驗(yàn)變量唯一，根據(jù)盧埃林·戴維斯(Davies L)將街道按活力劃分為五個(gè)等級(jí)，其中第一等級(jí)街道每百米內(nèi)應(yīng)包括15間以上的店鋪[23]，則將店面密度設(shè)置為15個(gè)/100 m.

3.2.2 數(shù)據(jù)分析

界面透明度實(shí)驗(yàn)共邀請(qǐng)33名被試，有效被試30人，其中男性被試13名，女性被試17名.

(1)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

通過非參數(shù)檢驗(yàn)中獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，對(duì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，男性、女性的舒適度不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，則不進(jìn)行分組討論.在事后兩兩比較中界面透明度為20%的一組與其他各組有明顯差異；界面透明度為80%時(shí)與40%有明顯差異；40%與60%處的舒適度評(píng)價(jià)相對(duì)較高，但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒有差異.綜合分析界面透明度在20%時(shí)舒適度最差，在透明度為40%時(shí)存在隨著透明度數(shù)值上升或者下降舒適度降低的趨勢，但還不能完全確定舒適度最佳的界面透明度，需要結(jié)合人因數(shù)據(jù)繼續(xù)分析.根據(jù)數(shù)據(jù)分布提出假設(shè)：當(dāng)界面透明度為40%時(shí)視覺舒適度最佳，透明度上升或下降均會(huì)降低舒適度(圖5、6).

圖5 主觀舒適評(píng)價(jià)箱型圖

圖6 主觀舒適評(píng)價(jià)均值圖

(2)EDA數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后取平均值，當(dāng)界面透明度為40%與80%時(shí)差異明顯，40%時(shí)被試者EDA變化明顯而80%時(shí)變化最弱，結(jié)合主觀問卷分析結(jié)果可以得出當(dāng)界面密度為40%時(shí)視覺感知舒適度最高，而透明度為80%時(shí)舒適度較低(圖7).

圖7 被試EDA標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計(jì)

(3)HRV數(shù)據(jù)分析

在界面透明度為80%、60%和40%時(shí)被試者的LF/HF平衡比變化率都比較高，以40%最為顯著；而在界面透明度為20%時(shí)，被試者的LF/HF平衡比變化率較低；透明度為20%與40%時(shí)LF/HF平衡比存在顯著差異，被試者的視覺舒適發(fā)生顯著變化.(圖8).

圖8 被試LF/HF標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計(jì)

(4)綜合分析結(jié)果綜合30名被試者的EDA和HRV數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以推斷，當(dāng)界面透明度為40%時(shí)被試者的視覺感知舒適度較高，20%透明度的街道界面舒適度較差；實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)假設(shè)，即當(dāng)界面透明度為40%時(shí)視覺舒適度最佳，透明度上升或下降均會(huì)降低舒適度.

3.3 店面密度感知測度研究

3.3.1 實(shí)驗(yàn)變量設(shè)置

根據(jù)前期調(diào)研，商業(yè)街底層臨街面的店面密度多分布在5～20個(gè)/100 m之間，本次模擬將店面密度的最低值設(shè)定為5個(gè)/100 m，并以5作為變化梯度，將實(shí)驗(yàn)中的店面密度設(shè)置為5、10、15、20個(gè)/100 m四個(gè)量級(jí)，探究這四種不同店面密度下人的感知舒適度(表6).街道透明度設(shè)置為40%.

表6 四種店面密度街道示意圖

3.3.2 數(shù)據(jù)分析

店面密度實(shí)驗(yàn)共邀請(qǐng)30名被試參與，有效被試為28人，其中女性被試15名，男性被試13名.

(1)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

通過非參數(shù)檢驗(yàn)中獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，對(duì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，不同界面密度與舒適度之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.在事后兩兩比較中界面密度為5的一組與其他各組有明顯差異.

不同界面密度與視覺舒適度的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示.界面密度在5個(gè)/100 m時(shí)舒適度評(píng)價(jià)集中在最不舒適；其他3組的視覺舒適得分情況差異不大，其中密度為10或15個(gè)/100 m時(shí)中位數(shù)達(dá)到舒適的標(biāo)準(zhǔn)，密度為20個(gè)/100 m時(shí)分布相對(duì)均勻.當(dāng)?shù)昝婷芏葹?個(gè)/100 m時(shí)視覺舒適度最差，尚且不能判斷最佳情況，但可根據(jù)數(shù)據(jù)分布提出假設(shè)；當(dāng)?shù)昝婷芏仍?5個(gè)/100 m時(shí)舒適度最佳，界面密度上升或下降均會(huì)導(dǎo)致舒適度緩慢下降(圖9、10).

圖9 主觀舒適評(píng)價(jià)箱型圖

圖10 主觀舒適評(píng)價(jià)均值圖

(2)EDA數(shù)據(jù)分析

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)去除離群值后計(jì)算各密度下被試者EDA數(shù)據(jù)的平均值，當(dāng)?shù)昝婷芏葹?5個(gè)/100 m時(shí)，被試者的EDA數(shù)據(jù)變化明顯；當(dāng)?shù)昝婷芏葹?個(gè)/100 m時(shí)，被試者的EDA數(shù)據(jù)變化最弱；當(dāng)?shù)昝婷芏葹?0個(gè)/100 m或20個(gè)/100 m時(shí)差距不大，但相較密度為15個(gè)/100 m時(shí)下降明顯(圖11).

圖11 被試EDA標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計(jì)

(3)HRV數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的LF/HF數(shù)據(jù)取平均值.根據(jù)LF/HF平衡比可以看出，當(dāng)?shù)昝婷芏葹?5、10、5個(gè)/100 m時(shí)被試者的LF/HF平衡比水平較高，而在店面密度為20個(gè)/100 m時(shí)，被試者的LF/HF平衡比變化率較為低，說明在此處被試者的視覺感知舒適程度發(fā)生了較大的變化(圖12).

圖12 被試LF/HF標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計(jì)

(4)綜合分析結(jié)果

綜合28名被試者的主觀評(píng)價(jià)、EDA和HRV數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以判斷，當(dāng)?shù)昝婷芏葹?5個(gè)/100 m時(shí)視覺舒適度最佳，店面密度為5個(gè)/100 m時(shí)舒適度最低；實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)假設(shè)，即當(dāng)?shù)昝婷芏仍?5個(gè)/100 m時(shí)舒適度最佳，界面密度上升或下降均會(huì)導(dǎo)致舒適度緩慢下降.

3.4 感知測度結(jié)果

在保持其他要素不變的情況下，當(dāng)界面透明度達(dá)到40%時(shí)使用者最為舒適，上升或下降均會(huì)導(dǎo)致視覺舒適度下降，且當(dāng)透明度下降時(shí)舒適度降低的速度快于透明度上升；當(dāng)?shù)昝婷芏葹?5個(gè)/100 m時(shí)使用者最為舒適，過大或過小都會(huì)對(duì)街道環(huán)境的舒適性產(chǎn)生不利影響.

4 討論與應(yīng)用

為了研究街道透明度與店面密度對(duì)視覺感知舒適的影響，實(shí)驗(yàn)控制了許多外界因素變量，包括貼線率、綠視率、招牌及裝飾等.計(jì)算機(jī)場景模擬的研究方法也減少了實(shí)際中可能對(duì)被試者注意力造成影響的無關(guān)因素，增加了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部有效性[24].除了街道臨街面要素以外，人的舒適度還受到人流狀況、行為活動(dòng)差異等多種不穩(wěn)定因素影響，場景模擬無法完美地復(fù)制真實(shí)場景，舒適度測定結(jié)果也會(huì)存在差異.除此之外，兩組實(shí)驗(yàn)各設(shè)四組數(shù)值，無法做到要素值連續(xù)變化.

研究采用生理測量模塊對(duì)被試者的EDA與HRV生理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)其中的兩組數(shù)據(jù)(SC-mean與LF/HF)進(jìn)行分析.而其他多種生理指標(biāo)也提供了關(guān)于機(jī)體所處喚醒程度水平的信息，例如：腦電、皮膚溫度、肌電、血壓、眼動(dòng)、肌肉張力等，未來可通過對(duì)不同生理指標(biāo)的收集對(duì)感知舒適情況進(jìn)行綜合分析.現(xiàn)階段生理數(shù)據(jù)的采集過程繁瑣，多局限于實(shí)驗(yàn)室研究，實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長與實(shí)驗(yàn)儀器佩戴不方便的問題也會(huì)對(duì)人的感知體驗(yàn)造成影響.在今后的研究中希望能找到更加科學(xué)、精細(xì)的研究方法與實(shí)驗(yàn)儀器，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確.

多個(gè)城市設(shè)計(jì)導(dǎo)則中要求商業(yè)街底層臨街面的門洞開口率(一段界面中洞口的面積與總面積的比值)應(yīng)在60%～75%左右浮動(dòng)[25].門洞開口率與界面透明度分別在面積占比與長度兩個(gè)層次進(jìn)行定義.為實(shí)現(xiàn)長度與面積要素上的平衡，可通過增加豎向界面類型劃分的方式實(shí)現(xiàn).例如店面開口率過大的店鋪可通過增加豎向?qū)嶓w宣傳隔板的方法降低透明度，開口率低的店面則可通過增設(shè)廣告式玻璃櫥窗的方法提升透明度.通過不同界面類型的變化實(shí)現(xiàn)界面的韻律感與節(jié)奏感.

適當(dāng)?shù)牡赇仈?shù)量與虛實(shí)適宜的界面布置對(duì)于創(chuàng)造良好的街道界面視覺感知有重要作用.依據(jù)店面密度為15個(gè)/100 m的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，大約每家店鋪開間為6.6 m左右；出于經(jīng)濟(jì)性方面考慮，柱距一般保持在8 m左右，在此探討幾種店面密度為15個(gè)/100 m左右的店面布置方式.

(1)A+A′型店鋪布置

將每間店鋪的開間定為6.3 m，即每三柱跨之間布置四間店鋪.將店鋪的入口設(shè)置在靠墻一側(cè)，另一側(cè)為完整的玻璃櫥窗，相鄰店鋪采用對(duì)稱布置.在立面上形成一定的變化，增加界面的韻律感和節(jié)奏感.(圖13)

圖13 A+A′型店鋪布置示意圖

(2)A+B型店鋪布置

在柱距為8.4 m的基礎(chǔ)上，將店鋪的開間設(shè)置為8.4 m和與4.2 m兩種，除居中開門以外，同樣也可采用第一種方式中相鄰店鋪對(duì)稱布置的方式.多種尺度的店鋪設(shè)計(jì)不僅降低了街道中店面的密集性，增加了店面尺度的多樣性，也能滿足不同使用者對(duì)店鋪空間的需求，減少空間浪費(fèi)，使空間劃分更為靈活.(圖14)

圖14 A+B型店鋪布置示意圖

注釋：

①采用石峰《度尺構(gòu)形——對(duì)街道空間尺度的研究》中對(duì)界面貼線率的描述方法：街道兩側(cè)緊貼與街道中心線相平行的臨界線的界面面寬與所有界面面寬投影總和的比率.