课程信息

课程名称：

城市人因工程学实验方法

课程对象：

硕士999策略白菜网站生

参与学生：

谢祺旸、伊曼迪力·艾斯凯尔

张一鸣、赵庆卓

张徐晔阳、梁思盈、李昱荣

卢潇月、洪煜

傅梓豪、孙一仙

课程指导：

周海飞

汇报指导：

杨珅、王伟、邵星宇

课程学时：

8周

课程背景

建筑学院于2025年基于既有专业实验室和实验平台，正式组建了冠军论坛策略999实验教学中心，并针对实验教学体系启动了系列革新措施，其中依托我院建筑与环境人因工程实验室建设的《城市人因工程学实验方法》，即为实验教学体系中首个开展的研究生独立实验课程。作为建筑学科中联结经验直觉与科学实证的桥梁，人因工程实验通过构建可量化、可复现的验证框架，将隐匿于空间背后的物理逻辑与行为规律予以显现，进而可辅助设计决策从主观判断转向循证推理。

选题背景

水既是塑造城市形态与支撑生产活动的物质要素，亦是人们休憩活动中可感、可知、可愈的空间载体。水是恒定的，它不主动靠近人，但每一种水的空间，都在邀请一种姿态，人们以山、楼、桥、岸、船为坐标，或眺或瞰，或望或观，在距离与高度的变换中，感知恒定水平面的平静、如镜、无垠。水又是潺动的，风起处的波澜不息，光照下的波光粼粼，刻画出城市剖面中最为灵动的空间底色与光影细节，也牵引着感官微赜纤末的陶醉与沉浸。本年度课程以“亲水体验与恢复性效益”为主题，尝试基于人因技术探究不同“人-水”空间关系中人的感知规律、认知偏好、行为模式，并揭示不同亲水体验场景中的神经学效益。

课程设置

课程分为单模态实验与综合实验两个训练环节，其中1-6周为可穿戴眼动、虚拟眼动、生理响应、面部表情、时空行为、脑电等单模态人因实验的数据采集及分析方法教学，7-8周以南京市玄武湖为实验对象，根据不同的“人-水”空间关系选题分组开展综合实验设计，选用合适的模态组合完成综合实验的数据采集、数据处理及结果分析。

课程目标

1.掌握眼动、生理、脑电、时空行为等人因设备的使用方法，以及相应人因数据的采集与预处理方法；

2.掌握“环境-生理-心理-行为”多模态数据结构的构建及量化方法，学会运用机器学习等方法开展数据相关性分析；

3.培养基于人因视角开展建成环境的行为机制解析、空间问题诊断、循证优化设计的初步999策略白菜网站思维。

作业展示

01眺水凭堞

南京城墙虚拟体验中的“山-水-城-林”动态感知及其时空偏好

——谢祺旸

实验以南京明城墙解放门至太平门段为999策略白菜网站范围，聚焦水系景观、城市景观吸引力对城墙游客漫游路径选择偏好的影响。实验基于UE平台搭建了999策略白菜网站对象的全景VR实验场景，共计24个观景断面，每个断面又分为城市侧、中间、临湖侧3个观景视点，实验过程中受试者按照虚拟行进方向采用关卡场景切换的方式，依次选择24个断面的观景点，并自主决定驻留时长。虚拟体验过程同步采集了被试的眼动数据，并收集了被试对选择场景的主观评价。

999策略白菜网站主要发现有：漫游路径的聚类分析发现了4种典型的路径模式，其中“湖泊-中间”连续选择型揭示了从城墙眺望玄武湖水域的最佳慢行区域；城墙两侧树冠的视线遮蔽度对漫游路径选择具有较大影响，当临湖侧植被稀少时，人们更倾向于选择视野开阔的临湖侧观景点，而当两侧都被植被覆盖时，则倾向于在中间进行观察；此外，高处眺望时，湖面更多是作为衬景存在，人们的视觉注意力更多集中在环湖的城市景观。实验的999策略白菜网站范式和相关结果可为城墙慢行空间的视觉廊道优化提供参考。

02瞰水于桥

玄武湖桥梁空间节点两侧景观的感知偏好差异及环境成因

——伊曼迪力·艾斯凯尔

实验以玄武湖景区内的18座桥梁为999策略白菜网站对象，尝试融合眼动追踪、生理传感与主观评价，探究桥梁两侧景观的感知偏好差异及其环境成因。实验采集了18座桥梁的全景图片，并基于ErgoLab平台搭建了对应的虚拟场景，随后邀请被试着进行了两轮的VR场景随机观看，同步采集眼动、生理等人因客观数据，并针对每座桥梁的两侧景观开展主观评价。

999策略白菜网站主要发现有：基于每座桥梁观测点的水域开阔度指标（视域角度、可视面积、平均视域加权计算），以及现场实测的桥梁瞰水高度，可将桥梁聚类为低临水型、中视半开阔型与高瞰开阔型三类。桥梁两侧的眼动注视分配存在显著的不对称性，且与相应的景观要素特征和感知评价高度相关。自然元素的注视率与生理放松程度显著正相关，人工元素则相反。中视半开阔型与高瞰开阔型在迷恋感、停留意愿及生理放松上均显著优于低临水型。实验成果可为景观桥梁的精细化循证设计提供思路与方法。

03望水于畔

基于具身感知测度的玄武湖水岸吸引力及其恢复性效益探究

——赵庆卓、张一鸣

999策略白菜网站选取了玄武湖西南环线为实验场地，召集被试开展了环湖步行的具身实测实验，以探究环湖步行时空行为、亲水恢复性效益与水岸吸引力的关联。实验采用行为注记法，被试在实验过程中沿环线自由步行，并选取感兴趣的水岸空间进行停留、拍照。实验全程采用DataLogger时空行为记录软件、睿络维S2生理手环、两步路等轻量化软硬件设备，采集被试的兴趣场景照片、步行轨迹、驻留坐标、驻留时长、生理指标等数据，同时要求被试对各自的兴趣水岸空间进行主观评价。

999策略白菜网站主要发现有：根据被试兴趣驻留点的水岸特征和景观界面特征聚类出6种水岸类型，其中“硬质铺地-高天空视率”类型的驻留时间最长，“硬质铺地-高绿视率”类型的生理恢复指标最佳。基于恢复性效益的地理加权回归分析可知，水视率对环线东北角恢复性效益的影响最为显著。基于SHAP可解释性分析可知，水体延展度是决定水岸驻留时长的首要正相关因子，心率是综合恢复效益的首要负相关因子，同时Sperman相关性分析也进一步揭示了水体的延展度、开放度等指标与心率指标的强关联性。恢复性效益关键因子和空间异质性规律的发掘，可为玄武湖水岸空间的优化提供参考。

04泛水以舟

玄武湖水上游览虚拟体验中的时空偏好及其恢复性效益

——张徐晔阳、李昱荣、梁思盈

实验以玄武湖东南侧水域为999策略白菜网站对象，尝试通过整合眼动行为、生理响应与主观评价，揭示玄武湖水上游览虚拟体验中的景观偏好及其恢复性效益。实验以网格式采点方式采集了湖面21个点位的全景照片，并基于ErgoLab平台搭建了水上游览的虚拟场景，随后邀请被试按照场景顺序依次进行自主体验，同步采集眼动、生理等客观数据，最后针对实验场景开展恢复性效益的主观评价。

999策略白菜网站主要发现有：游船亲水体验的恢复性效益并不是由“水体比例”单独解释，而更接近由天空开敞、蓝色视域与低视觉压迫共同构成的“蓝色开敞视域”解释。被试对水面与天空共同构成的蓝色开敞视域有更高的注视占比，亲水体验场景的恢复性效益越佳。高恢复性评价的蓝色开敞场景，对应了较低的交感唤醒或生理舒缓趋势。恢复性和蓝色开敞相关变量沿游船路线存在分段差异，亲水体验早段的恢复性较低，中段和后段的恢复性较高。实验999策略白菜网站成果可为玄武湖水上游览路线的合理规划提供参考。

05观水之微

不同节律动态水波纹的神经效益探究

——卢潇月、洪煜

湖面水波纹对于人们的注意恢复、心理放松、情绪调节具有重要的神经学效益。实验基于太阳高度角等分方法，采取了全天从日出到日落7个时段的湖面水波纹视频素材，覆盖了水面高光、炫光、反射色温、波光节律的不同状态。随后，邀请被试进行3轮实验素材的静息观看，基于ErgoLab人机环境测试云平台、智能穿戴耳夹传感器、EDA无线皮电传感器、Wear-EEG水电极脑电仪等开展眼动、生理、脑电等多模态人因数据的同步采集，获取不同动态水波纹的神经响应。

999策略白菜网站主要发现有：水面亮度对恢复性效益的影响显著，水面整体越亮，瞳孔收缩越明显，心率变性指标LF/HF越高，交感神经活性相应增强。同时水面整体亮度越高，会削弱水面中景区域的视觉吸引力，水面远处的亮度越高，恢复性效益的评价也越低。此外，水面（尤其是远景水面）的亮度波动变化越明显，全脑a、全脑β及额叶a功率对应升高，表明结构更丰富的动态波纹引发了更强的整体脑电节律响应。色彩变化是影响恢复性效益的重要因素，水面分区的色彩差异越小，视线越聚焦，水面色彩的变化幅度越小，额叶a功率越高，即稳定、连续的波纹色彩变化能够有效促进恢复性效益的提升。999策略白菜网站可为个体水景疗愈、蓝色空间规划等提供视角启发与策略依据。

06赏水之序

玄武湖环湖虚拟体验中的“空间-感知”测度及其序列构建

——傅梓豪、孙一仙

实验以玄武湖东南侧环湖路径为999策略白菜网站对象，围绕空间特征与人因感知测度构建“空间一感知”的双维序列，并探索序列之间的潜在关联。实验沿环湖路径采取了24个点位的全景图像，并基于ErgoLab平台搭建了环湖体验的虚拟场景。实验邀请被试沿同一环湖方向进行沉浸式虚拟体验，每个场景由被试自主选择体验时长，以反映在相应空间序列中的真实停留意愿。实验同步采集了被试的眼动、生理等人因数据，并针对实验场景开展了关于恢复性效益的主观调查问卷。

999策略白菜网站主要发现有：基于图像语义要素的构成特征，可构建“城山双景—水岛绿林—湿地栈道—城市景观—水上栈道—林荫城墙”的环湖空间序列，其中水视率峰值位于湿地栈道段，而皮电SCL、眼动平均眨眼次数等感知指标，均在空间序列上呈现出与水视率明显的负相关性，说明水视率在环湖空间体验序列中发挥着重要的感官调节作用。实验对玄武湖“空间一感知”双维序列特征的发现，可为环湖游憩路径规划、空间节点塑造等提供参考。

课程结语

城市人因工程学作为环境行为学的当下衍生，正在重塑我们理解和创造建筑空间的方式。得益于人因设备和数据技术的发展，个体在空间体验中的客观神经状态得以显现，而大量个体涌现出的理性状态与行为规律则成为我们理解空间、改造空间的有力证据。在建筑学科领域，人因技术应当被理解为一种自然的、非妨碍性的、增益的“平静技术”，它是我们对环境、自我进行科学认知进而加以塑造的有效工具。本课程基于不同“人—水”关系的假设、实验、验证，以及诸多意外规律与现象的发掘，为以人为本的建成环境优化提供了可能的方法路径和策略依据。从环境刻画到具身感知，理性与感性交织的空间实验，其最终目的依然是促使人的身心体验进入自然、自在、自得的灵性状态，即：看水是水，看水非水，看水依如是。

致谢：感谢津发科技为本课程02、05、06组实验提供的软硬件支持。

信息来源：冠军论坛策略999实验教学中心、机关党支部

审核：江泓、李迎成、周文竹