邱鯉鯉 張錦鑫 劉佳桐 林婕
摘要:以廈門(mén)大學(xué)建南大會(huì)堂實(shí)景為例,基于眼動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)參與者進(jìn)行眼動(dòng)實(shí)驗(yàn),分析嘉庚風(fēng)格建筑的視覺(jué)感知特征,結(jié)合嘉庚建筑歷史及嘉庚先生事跡的文化內(nèi)涵,挖掘嘉庚建筑中蘊(yùn)含的嘉庚精神,并于廈門(mén)大學(xué)百年校慶之際,制作紀(jì)念性文創(chuàng)產(chǎn)品,對(duì)廈門(mén)大學(xué)當(dāng)代青年進(jìn)行“嘉庚精神”宣傳教育,是將建筑與城市規(guī)劃新技術(shù)與建筑文化結(jié)合研究的創(chuàng)新嘗試。
關(guān)鍵詞:嘉庚建筑;嘉庚精神;眼動(dòng)實(shí)驗(yàn);文創(chuàng)產(chǎn)品
中圖分類號(hào):F293 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1001-9138-(2021)09-0073-79 收稿日期:2021-09-10
作者簡(jiǎn)介:邱鯉鯉,廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院工程師。
張錦鑫,廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院本科生。
劉佳桐,廈門(mén)大學(xué)信息學(xué)院研究生。
林婕,通訊作者,廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院團(tuán)委副書(shū)記。
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“遺產(chǎn)價(jià)值視角下的旅游者空間感知評(píng)價(jià)與優(yōu)化研究”(42171219);2021年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃支持項(xiàng)目“愛(ài)我百年廈大,弘揚(yáng)嘉庚精神——面向校園文化傳承的嘉庚風(fēng)格建筑特征視覺(jué)感知研究”(項(xiàng)目編號(hào):202110384144)資助。
1 研究的緣起:嘉庚建筑及嘉庚精神
1.1 嘉庚建筑
嘉庚風(fēng)格是陳嘉庚先生在建造廈門(mén)大學(xué)時(shí),所形成的獨(dú)特建筑風(fēng)格,是建筑歷史上一朵絢麗的浪花;它不僅蘊(yùn)涵了愛(ài)國(guó)愛(ài)鄉(xiāng)精神和中國(guó)傳統(tǒng)思想,而且體現(xiàn)了因地制宜、多元融合的創(chuàng)新精神。其建筑特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:就地取材、中西合璧;在建筑外觀上,采用內(nèi)外廊、“一”字型格局等,既符合閩南當(dāng)?shù)氐臍夂蚝铜h(huán)境,又營(yíng)造出宏偉的氣勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)所選取建筑——建南大會(huì)堂,作為“建南樓群”主樓,具有許多嘉庚風(fēng)格建筑的特點(diǎn),如內(nèi)廊道、燕尾脊和閩南特色的雅致小窗。
1.2 嘉庚精神
陳嘉庚,福建廈門(mén)人,愛(ài)國(guó)華僑領(lǐng)袖,創(chuàng)辦了廈門(mén)大學(xué)、集美學(xué)村等著名學(xué)府,形成了建筑歷史上著名的“嘉庚風(fēng)格建筑”,同時(shí)留下了寶貴的精神財(cái)富——“嘉庚精神”。
嘉庚精神:即“忠公、誠(chéng)毅、勤儉、創(chuàng)新”四詞。且反映在愛(ài)國(guó)主義精神;憂公忘私的奉獻(xiàn)精神;誠(chéng)實(shí)守信的崇德精神;堅(jiān)忍不拔的自強(qiáng)精神;艱苦樸素的清廉精神,自我迭代的創(chuàng)新精神等六個(gè)方面。百年來(lái),“嘉庚精神”影響著每一位“廈大人”的學(xué)習(xí)生活,涌現(xiàn)了一群嘉庚精神的繼承者和發(fā)揚(yáng)者,例如自立自強(qiáng)的薩本棟校長(zhǎng)、鍥而不舍的陳景潤(rùn)教授等。
2 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)在建筑認(rèn)知中的應(yīng)用
眼動(dòng)技術(shù)通過(guò)追蹤記錄眼動(dòng)軌跡,從中獲取注視次數(shù)、注視點(diǎn)、眼跳距離、瞳孔大小等數(shù)據(jù),研究個(gè)體的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程。
眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)依托于眼動(dòng)儀器與相關(guān)軟件,分別負(fù)責(zé)記錄觀察者的眼動(dòng)軌跡與相關(guān)數(shù)據(jù)分析,在此基礎(chǔ)上精準(zhǔn)捕捉人在場(chǎng)景認(rèn)知中所感興趣的熱點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要以熱點(diǎn)圖(heat map)呈現(xiàn),其能直觀、全面地反映被試者對(duì)觀察對(duì)象的關(guān)注度等,具有極高的直觀性與整體性,有利于直接了解被試者的眼動(dòng)興趣區(qū),為實(shí)驗(yàn)提供可讀性與有效性的結(jié)論。
國(guó)內(nèi)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)發(fā)展時(shí)間雖然不長(zhǎng),但也產(chǎn)生了部分價(jià)值可觀的學(xué)術(shù)研究。進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)學(xué)者多次將眼動(dòng)儀與規(guī)劃領(lǐng)域相結(jié)合,并在實(shí)際中得到運(yùn)用。如我國(guó)學(xué)者宋靜文將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與眼動(dòng)儀結(jié)合,對(duì)步行商業(yè)街側(cè)界面形態(tài)設(shè)計(jì)做出了感知研究。依托于控制變量法與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),構(gòu)建出僅有側(cè)界面形態(tài)不同的步行商業(yè)街模型(稱為“第一次輪廓線”),探討其對(duì)步行者的感知影響;依托于眼動(dòng)技術(shù)與眼動(dòng)儀,探討建筑立面的附加物、裝飾物(稱為“第二次輪廓線”)與“第一次輪廓線”同時(shí)存在的條件下對(duì)步行者產(chǎn)生的感知影響。結(jié)果表明:“第一次輪廓線”與“第二次輪廓線”在實(shí)際中對(duì)步行者產(chǎn)生的影響與步行者觀看建筑時(shí)的視角有關(guān)。
在校園文化旅游方面,南京大學(xué)已將眼動(dòng)技術(shù)引入,對(duì)校園標(biāo)志性建筑進(jìn)行了景觀初探實(shí)驗(yàn)。他們認(rèn)為:眼動(dòng)技術(shù)與旅游領(lǐng)域結(jié)合實(shí)例較少,二者結(jié)合,可研究游者在游覽時(shí)的眼動(dòng)規(guī)律,使眼動(dòng)與旅游相結(jié)合的理論研究更加飽滿。于是在南京大學(xué)校內(nèi)進(jìn)行了眼動(dòng)儀實(shí)景實(shí)驗(yàn),對(duì)校內(nèi)“北大樓”進(jìn)行了眼動(dòng)數(shù)據(jù)采集,結(jié)果呈現(xiàn):在同一時(shí)間內(nèi),對(duì)同一建筑物的視覺(jué)信息獲取,男性視野搜索較快,而女性青睞于多次選擇;男性傾向于人文景觀建筑類,女性偏向于自然風(fēng)景類。
上述眼動(dòng)研究實(shí)驗(yàn)為本課題的研究提供了啟發(fā),揭示了人們對(duì)建筑物的普遍視覺(jué)規(guī)律,但存在幾點(diǎn)不足:首先,實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的選取沒(méi)有代表性,不能代表某地的文化內(nèi)涵;其次,得出的結(jié)論僅限于技術(shù)方面,沒(méi)有在精神文化層面有所體現(xiàn);再次,得出眼動(dòng)結(jié)論后并沒(méi)有深究其背后的原因。因此,本課題借助眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù),試圖解答以下問(wèn)題:選取什么樣的場(chǎng)景可以得出具有代表性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論?場(chǎng)景中的什么元素可吸引人群,體現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕瘍?nèi)涵?造成本次課題出現(xiàn)該結(jié)論的深層次原因是什么?
3 基于眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)的嘉庚建筑文化刻畫(huà)
3.1 研究對(duì)象
本著對(duì)嘉庚建筑的特色建筑元素的探索,對(duì)建南大會(huì)堂南立面進(jìn)行調(diào)查研究,基于被試者的視線聚焦點(diǎn)以及一定時(shí)間內(nèi)對(duì)建南大會(huì)堂的印象畫(huà),結(jié)合眼動(dòng)數(shù)據(jù),提取建南大會(huì)堂南立面吸引力強(qiáng)的建筑元素,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用于制作廈門(mén)大學(xué)宣傳明信片以及用于相關(guān)文創(chuàng)產(chǎn)品。
3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
基于提取建南大會(huì)堂南立面嘉庚風(fēng)格建筑元素的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)小組首先選取合適的地點(diǎn),讓被試者盡可能看到建南大會(huì)堂全貌,同時(shí)不受其他因素干擾。經(jīng)過(guò)多次篩選,最終將實(shí)驗(yàn)時(shí)間定于11月21日、22日下午16:30-17:30,實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)定于上弦場(chǎng)。在廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院本科生中隨機(jī)選取被試者(通過(guò)隨機(jī)數(shù)生成器隨機(jī)選?。?,確定被試者后按性別將其分為男、女兩組,并確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。
預(yù)期實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理過(guò)程將根據(jù)眼動(dòng)儀和Be Gaze軟件獲取被試者的視點(diǎn)焦點(diǎn)圖、視點(diǎn)熱力圖;再對(duì)被試者印象畫(huà)分析,最終得出建南大會(huì)堂南立面吸引力強(qiáng)的建筑元素;再通過(guò)被試者人群樣本的內(nèi)部比較、分析,得出不同被試者對(duì)建南大會(huì)堂南立面建筑元素關(guān)注點(diǎn)的差異。
在廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院本科生中隨機(jī)抽取28名實(shí)驗(yàn)參與者,其中男15位、女各13位,樣本平均年齡為18歲,無(wú)視覺(jué)障礙。
實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,被試者站于上弦場(chǎng),距建南大會(huì)堂150米處(水平距離)。對(duì)被試者佩戴眼動(dòng)儀的觀測(cè)角度進(jìn)行調(diào)適,使其視野、仰角符合預(yù)期,可完整觀看到建南大會(huì)堂全景(見(jiàn)圖2),同時(shí)保證手機(jī)上能夠清晰看到被試者眼動(dòng)軌跡;設(shè)備調(diào)試完成后,記錄被試者的個(gè)人信息;個(gè)人信息采集完成后,為被試者戴好眼動(dòng)儀、進(jìn)行定標(biāo)操作等,完成后等待正式實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求其他被試者不能發(fā)出聲音或移動(dòng),以免影響數(shù)據(jù)采集。
首先,對(duì)每位被試者宣讀引導(dǎo)語(yǔ):下面請(qǐng)認(rèn)真觀看建南大會(huì)堂南立面30秒,過(guò)程中不可有其他活動(dòng)。
當(dāng)被試者觀看進(jìn)入正常狀態(tài)時(shí),通過(guò)手機(jī)進(jìn)行計(jì)時(shí),并觀察眼動(dòng)數(shù)據(jù)是否正常采集,分別記錄每位被試者進(jìn)入正常狀態(tài)后,30秒內(nèi)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集滿30秒后結(jié)束實(shí)驗(yàn),由小組成員記錄并保存數(shù)據(jù)。完成實(shí)驗(yàn)的被試者到非實(shí)驗(yàn)區(qū)域,根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)建南大會(huì)堂的印象,繪制認(rèn)知地圖(繪畫(huà)過(guò)程不可再次觀看建南大會(huì)堂),并在紙上留下姓名。繪畫(huà)完成后,讓被試者對(duì)所見(jiàn)畫(huà)面進(jìn)行簡(jiǎn)單描述;記錄每位被試者的描述并且對(duì)應(yīng)好個(gè)人信息,并將每位被試者所畫(huà)保存(見(jiàn)圖3)。后期實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中,將被試者描述與印象畫(huà)累加于眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力。
4 眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果
4.1 AOI網(wǎng)格
AOI是英文 Areas Of Interest 的縮寫(xiě),翻譯為“興趣區(qū)域”。該區(qū)域集中了被試者的眼動(dòng)信息,對(duì)該區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能達(dá)到事半功倍的效果,所得數(shù)據(jù)可直觀看出被試者眼動(dòng)數(shù)據(jù)的集中區(qū)域。
從28名被試者的眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析中,可以將整個(gè)視野分為六個(gè)主要的興趣區(qū)域,分別為:天空區(qū)域,屋頂區(qū)域,頂柱區(qū)域,窗戶區(qū)域,門(mén)廳區(qū)域,綠化區(qū)域(見(jiàn)圖4)。
由眼動(dòng)興趣區(qū)域網(wǎng)格分布圖可以看出:被試者最感興趣的區(qū)域?yàn)橹?,其次為屋檐(?jiàn)圖5)。
原因有以下幾點(diǎn):1.被試者的視點(diǎn)位于上弦場(chǎng),相較于觀測(cè)目標(biāo)建南大會(huì)堂建筑主體位置相對(duì)靠下,被試者自然仰視,造成視線與頂柱和屋檐部分平齊;2.建南大會(huì)堂作為嘉庚建筑的代表之一,柱廊屋頂部分的燕尾脊,都是嘉庚風(fēng)格的代表,無(wú)疑會(huì)吸引被試者的視線;3.相同元素位于不同區(qū)域也會(huì)影響被試者觀看視線,如兩側(cè)的燕尾脊,在網(wǎng)格分布圖中對(duì)應(yīng)數(shù)值較小,原因在于它所處位置在邊角處,使人產(chǎn)生視覺(jué)疲勞,因此被試者下意識(shí)避開(kāi)而選擇視角更舒適的中間部分來(lái)欣賞。
從眼動(dòng)興趣區(qū)域相對(duì)注視時(shí)間柱形圖(見(jiàn)圖6)可以看出,在建南大會(huì)堂建筑主體中,相對(duì)注視時(shí)間占比最高的是窗戶區(qū)域,其次分別是屋檐和柱廊。
以上三個(gè)區(qū)域是建南大會(huì)堂嘉庚風(fēng)格的代表元素。三者的相對(duì)注視時(shí)間依舊有著顯著的差別,其中原因有以下幾點(diǎn):第一,不同被試者對(duì)嘉庚風(fēng)格和魅力的理解與感受不同,因此在幾個(gè)同樣有表現(xiàn)力和承載力的部分中,相對(duì)注視時(shí)間長(zhǎng)短稍有不同。第二,同一立面上,不同部分的面積和位置都有顯著差異。例如窗戶,總面積占比較大,且均質(zhì)分布,無(wú)論觀測(cè)者在哪個(gè)角度觀看,視覺(jué)沖擊很大一部分來(lái)自窗戶;而燕尾脊的位置整體偏高,需要較高的仰視角度,且所占面積有限,進(jìn)入視線的難度較大。第三,所用材料的顏色造成人眼的視覺(jué)沖擊不一。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí),柱廊、墻面大多受到夕陽(yáng)反光,對(duì)被試者造成視覺(jué)引導(dǎo);而屋檐、窗戶區(qū)域?yàn)槔渖{(diào)色彩,導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)視線被其余部分所吸引。
4.2 眼動(dòng)熱點(diǎn)圖成像
眼動(dòng)熱點(diǎn)圖可將用戶視覺(jué)焦點(diǎn)直觀反映,展示出被試者在刺激材料上的視線分布情況。紅色代表注視視線最集中區(qū)域,黃色和綠色依次次之。
由視點(diǎn)熱點(diǎn)圖(見(jiàn)圖7)可以看出:視線聚焦最集中的部分為以下幾處:“歇山式”屋頂和右側(cè)燕尾脊,左側(cè)柱廊與護(hù)欄的交界處,二層右側(cè)窗戶。這一結(jié)果與“AOI相對(duì)注視時(shí)間”相對(duì)應(yīng)。對(duì)于窗戶和屋檐區(qū)域表現(xiàn)出右側(cè)的視線聚焦明顯強(qiáng)于左邊的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為:實(shí)驗(yàn)當(dāng)天建南大會(huì)堂內(nèi)有學(xué)生活動(dòng)、環(huán)境中有鳥(niǎo)類飛過(guò),這些集中地發(fā)生在了偏右側(cè),導(dǎo)致右側(cè)吸引被試者視線,但觀測(cè)主體仍十分具體,所以對(duì)實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的影響在誤差允許范圍之內(nèi)。柱廊視線聚焦處位于與護(hù)欄的交界處,是因?yàn)樵撎幣c廊道的關(guān)聯(lián)性更大,被試者會(huì)比較留意線條與線條、線條與板面的交點(diǎn)。
在熱力圖中,男性表現(xiàn)出了和總體結(jié)果一定程度上的差異(見(jiàn)圖8),男性左右兩側(cè)聚焦程度差異較為明顯,且對(duì)建南大會(huì)堂的底柱表現(xiàn)出非常明顯的視線聚焦。此現(xiàn)象經(jīng)討論得出:男性身高相對(duì)較高,仰視角度較低,關(guān)注點(diǎn)位于更下方;同時(shí)男性注意力集中程度不如女性,更容易被一些外界活動(dòng)干擾。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5.1 AOI數(shù)據(jù)分析結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)主要采用了眼動(dòng)興趣區(qū)域的網(wǎng)格分布圖、相對(duì)注視時(shí)間柱形圖和視線聚焦熱力學(xué)成像圖,綜合考量圖表結(jié)果、被試者情況和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況,得出了以下結(jié)論:
(1)對(duì)于建南大會(huì)堂立面建筑元素,被試者眼動(dòng)興趣最高的部分是柱廊區(qū)域和屋頂燕尾脊區(qū)域。盡管被試者感興趣的部分和對(duì)象所處位置是否處在視線較為舒適和自然角度有一定的關(guān)系,但總體而言,柱廊和燕尾脊的興趣對(duì)應(yīng)數(shù)值要遠(yuǎn)高出其他部分,可以說(shuō)明建南大會(huì)堂吸引被試者的建筑元素就在于此。
(2)被試者對(duì)建南大會(huì)堂立面的相對(duì)注視時(shí)間占比最高的依次是窗戶、燕尾脊和柱廊。影響相對(duì)注視時(shí)間的因素除了對(duì)被試者的吸引力之外,還包括所占面積大小、位置分布和觀測(cè)角度等。因此,窗戶面積占比較大且分布較均勻,一定程度上需要削弱其在興趣程度上的評(píng)估;而燕尾脊和柱廊,前者所占面積小,觀測(cè)角度不佳,后者分布位置單一,相對(duì)注視時(shí)間占比較高能較有力說(shuō)明被試者對(duì)這兩者的興趣程度較高。
(3)被試者作圖結(jié)論:在建南大會(huì)堂立面的主要四個(gè)建筑元素中,所有的被試者都畫(huà)出了燕尾脊,這一比例高于其他部分。四個(gè)主體部分中,畫(huà)出燕尾脊的人數(shù)比例占到100%,門(mén)廳、窗戶、頂柱的占比則分別為80%,46.7%,33.3%,通過(guò)印象畫(huà)這一數(shù)據(jù)表明:進(jìn)行觀測(cè)的一段時(shí)間后,被試者留有印象最深的是燕尾脊。這一結(jié)果可以直觀說(shuō)明建南大會(huì)堂中給人留下最深印象的就是燕尾脊。
5.2 文創(chuàng)產(chǎn)品
(1)設(shè)計(jì)理念。依據(jù)本次實(shí)驗(yàn)得出建南大會(huì)堂最具吸引力的嘉庚建筑元素為:窗戶、屋頂、屋檐等。通過(guò)了解嘉庚先生與嘉庚建筑的故事,我們可以知道:屋頂部分具有大面積的“嘉庚瓦”,是嘉庚先生自我創(chuàng)新的表現(xiàn),嘉庚先生在當(dāng)時(shí)艱難條件下,因地制宜,制造出符合廈門(mén)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的“嘉庚瓦”,不僅解決了燃眉之急,也改善了閩南地區(qū)用不起進(jìn)口瓦且無(wú)替代品的局面。屋檐部分含有福建閩南地區(qū)傳統(tǒng)民居的飛檐、翹脊,最為典型即為“燕尾脊”,多次用到“燕尾脊”的嘉庚建筑,體現(xiàn)了嘉庚先生雖遠(yuǎn)在他鄉(xiāng),但不忘家國(guó)的“愛(ài)國(guó)愛(ài)鄉(xiāng)”的精神。嘉庚先生將南洋的建筑與閩南的建筑進(jìn)行了巧妙融合,建造出許多諸如建南大會(huì)堂好看又好用的極品建筑,為“中西合璧”的嘉庚風(fēng)格建筑奠定了基礎(chǔ),傳遞著吸取各文化優(yōu)秀之處的精神。
(2)文創(chuàng)產(chǎn)品成果。本實(shí)驗(yàn)所得文創(chuàng)產(chǎn)品為帶有“嘉庚風(fēng)格”建筑元素的明信片(見(jiàn)圖9),可用于“嘉庚精神”、“嘉庚建筑風(fēng)格”的宣傳;結(jié)合微信公眾號(hào)“筑視百年嘉庚”進(jìn)行精神教育,力求將該明信片作為“產(chǎn)、學(xué)、研”合作成果,將科研成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)服務(wù)于公益宣傳的目標(biāo)落地。
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8.李學(xué)芹 趙寧曦 王春釗 王明 黃華.眼動(dòng)儀應(yīng)用于校園旅游標(biāo)志性景觀初探——以南京大學(xué)北大樓為例.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào).2011.23 (06)
9.劉思文 陳燁.眼動(dòng)儀應(yīng)用于公園景觀興趣點(diǎn)研究初探——以南京市玄武湖公園駁岸場(chǎng)景為例.城市建筑.2021.18 (06)
注:感謝廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院賴瑩瑩、劉鎧聞、沈謝俊對(duì)本研究的大力支持。