認知心理學在高校景觀色彩環境中的應用與實踐

何淑君 曾銳明 曹湘波

University landscape color is an important component of university campus environment construction. As the first and foremost visual perception factor， color can strongly forge the unique brand image of universities and play an important role in the construction of university-specific characteristics.

引言

隨著社會對高等教育環境的不斷重視，高校建設逐漸成為 提升學術氛圍和促進學生發展的核心議題。在這一背景下，景觀 色彩作為校園環境的重要組成部分，對個體的感知、情感體驗以 及認知過程產生著深遠的影響。認知心理學的引入為深入理解高 校景觀色彩環境的影響提供了新的視角與方法 。

本研究旨在探討認知心理學在高校景觀色彩環境研究中的 應用方法，以提供科學的決策依據，優化校園設計，提高師生的 學術體驗。通過眼動追蹤技術和認知任務設計，試圖深入了解不 同色彩條件下個體的感知和認知過程。該研究不僅關注個體對色 彩的主觀感受，更關注背后的認知機制，探討色彩如何影響視覺 注意、情感識別和記憶等認知過程。

一、以色彩為感知對象的認知心理過程解讀

認知產生的過程是一個復雜的系統，其中涉及多個階段， 從感覺處理到色彩信息的初步分析，再到注意機制的作用，進一 步的加工和篩選，最終將色彩信息儲存在記憶系統中，對整體認 知產生深遠的影響 。

在感覺處理階段，視覺系統起著關鍵作用，接收外部環境 的光學刺激。特別是在色彩信息的處理中，視覺系統對光的波長 和強度進行高度敏感的分析。光譜特性的初步分析使得感知主體 能夠分辨不同的色彩，形成對色彩的初步印象。在這個過程中，注意機制扮演著引導和過濾信息的角色。個體的注意力被引導到 特定的感知特征或區域，以確保對重要信息的關注。注意機制的 作用有助于在眾多感知輸入中篩選出與任務或目標相關的信息， 從而優化認知資源的利用。

隨后的階段涉及對色彩信息的進一步加工和篩選。這包括 對色彩的組合、對比和關聯的處理，以建立更為綜合和抽象的色 彩概念。這個加工過程是動態的，受個體的經驗和文化背景等因 素的影響。

色彩信息最終儲存在記憶系統中，這對整體認知產生持久 的影響。記憶系統承擔著存儲和檢索信息的任務，通過先前的經 驗，個體能夠在感知到的色彩信息中找到關聯和共鳴。這種記憶 的參與使得個體對色彩的認知更富有深度和維度。

總體而言，認知產生的過程在色彩信息處理中經歷了一系 列精細而協調的階段，從感覺處理到注意機制的引導，再到進一 步加工和記憶儲存，最終影響整體認知（圖1）。這一過程的深 入研究有助于我們更好地理解人類感知和認知的基本機制。

二、認知心理學在高校景觀色彩環境中的應用方法

為深入研究認知心理學在高校景觀色彩環境中的應用，采 用了綜合性的研究方法，以全面了解色彩對個體認知和情感的影 響機制。以下是具體研究中采用的方法：

2.1 受試者招募

在研究初期，通過高校通告和在線平臺招募了來自不同年 級、專業的學生以及不同文化背景的教職員工，以確保受試者群 體的多樣性。最終共有120名受試者參與了實驗，其中男性和女 性比例均衡，年齡分布為18至45歲。

2.2 實驗材料

為保證實驗的真實性和有效性，采用高分辨率相機拍攝了 多個高校校園主要區域的景觀照片，展示多處由建筑、公共空 間、綠植花卉組成的景觀環境（圖2）。這些照片經過專業處 理，以確保顏色還原度和對比度，選擇了藍、綠、黃、紅、灰五 種代表性顏色進行實驗，涵蓋了有彩色與無彩色對比、冷色調與 暖色調對比。

2.3 實驗設計

在實驗設計中，我們采用了被動觀察和主觀評價相結合的 方法。受試者在實驗室環境中佩戴Tobii Pro眼動追蹤儀，觀看展 示高校景觀照片的幻燈片，每張照片呈現時間為30秒。在被動 觀察的同時，受試者的眼動數據被記錄，以了解他們對不同顏色 的關注程度和眼動軌跡。眼動追蹤儀是測量和記錄眼球運動的設 備，其基本工作原理涉及使用紅外光及視頻追蹤技術，通過發射 紅外光束或使用攝像頭捕捉眼球圖像，眼動儀能夠實時監測和記 錄眼球在觀看過程中的運動軌跡 。標定過程通過角膜反射或鞏 膜反射確定眼動儀的測量結果與視覺場景的對應關系，追蹤算法 分析眼球位置的變化，生成眼動數據，包括注視點的持續時間、 掃視速度和路徑（圖3）。這些數據通過相關軟件進行分析和可 視化，提供了深入理解觀察者在視覺刺激下的注意力分配和信息 處理的手段。

隨后，受試者完成了包含情感評價和認知評價的問卷調 查，以獲取他們對觀察到的景觀色彩的主觀感受和認知。由此， 實驗分為兩個主要階段：觀感評價和認知任務。觀感評價階段： 受試者首先接受觀感評價任務，被要求根據主觀感受評價不同色 彩景觀的美感、舒適度和吸引力等方面。評價采用7分 Likert量 表，以量化受試者的主觀感受。認知任務階段：在觀感評價后， 受試者進行認知任務，包括注意力、記憶和情感識別任務。通過 眼動追蹤儀記錄受試者在觀看景觀圖像時的眼動軌跡，以分析不同色彩條件下的注意力分配。此外，采用心理學實驗軟件展開記 憶測試和情感識別任務。

2.4 數據采集與分析

為了獲取準確的實驗數據，使用Tobii Pro眼動追蹤儀記錄了 眼動數據，并借助E-Prime軟件進行認知任務的實施。Tobii Pro 眼動追蹤儀通過紅外光技術實時追蹤受試者的眼球運動，記錄注 視點、掃視路徑等眼動數據。E-Prime軟件則用于設計和執行認 知任務，確保實驗中的任務刺激被呈現在屏幕上，并與眼動數據 同步記錄。同時，采用SPSS統計軟件對眼動數據和問卷數據進 行分析，運用方差分析（ANOVA）等統計方法，以檢驗不同色 彩條件下認知和情感變化的顯著性。

2.5 實驗環境控制

為確保實驗結果的內外部有效性，需對實驗環境進行嚴格 控制。實驗室內的光線均勻柔和，以避免外部光線對受試者眼動 數據的干擾。此外，為消除潛在的干擾因素，我們在實驗過程中 避免引入可能影響受試者的因素，如噪音和其他干擾源。這種環 境的控制有助于確保實驗結果的可靠性和可重復性，提高對色彩 認知和情感影響的研究的科學性。

2.6 實驗流程

為了深入了解不同色彩條件下的認知過程，本次研究使用 了Tobii Pro眼動追蹤儀記錄了受試者在觀看景觀圖像時的眼動數 據。實驗過程分為兩個主要部分：眼動 追蹤和認知任務。

在眼動追蹤任務中，受試者被要求在屏幕上觀看呈現的景 觀圖像，同時眼動儀記錄了他們的注視點、注視持續時間和掃視 路徑。實驗設計包括了五個色彩條件的景觀圖像（圖4、圖5、圖 6、圖7），每個條件下有相同數量的試次，以保證實驗結果的可 靠性。

通過眼動追蹤實驗，獲得了以下主要數據：（1）注視點 分布： 在紅色條件下，受試者的注視點更集中在圖像的鮮艷部 分，表現為對于紅色元素的更頻繁注視。相反，在灰色條件下， 注視點相對分散，沒有明顯的集中在某個區域。藍色、綠色元素的注視頻率僅次于紅色。（2）注視持續時間： 在藍色、綠色條 件下，受試者的注視持續時間相對較長，說明藍色、綠色不易引 起視覺疲勞，獲得了受試者較高程度的視覺關注。而在紅色條件 下，注視持續時間較短，受試者的目光相對較快地轉移到其他區 域，飽和度較高的顏色相對刺眼。（3）掃視路徑： 不同色彩條 件下，受試者的掃視路徑呈現出差異。藍色條件下，掃視路徑更 傾向于形成一種有序的、集中在紅色元素上的模式；而在灰色條 件下，掃視路徑呈現較為散亂的模式，缺乏集中性。（4）注視 序列分析：通過對眼動數據的深度挖掘，考察受試者在不同色彩 條件下的注視順序和模式，進行了注視序列分析。在藍、灰色條 件下，觀察到受試者更傾向于形成線性注視序列，依次注視圖像 中的冷色調元素。相反，在紅色條件下，注視序列表現出更大的 隨機性，缺乏明顯的順序性。（5）眼動瞬間速度：實驗還分析 了受試者眼動的瞬間速度，即眼球在特定時間內的速度變化。在 紅色條件下，觀察到眼動瞬間速度相對較高，尤其是在注視轉換 時。這可能表明受試者在紅色元素間迅速切換注視點，反映了對 強烈色彩變化的敏感性。而在灰色條件下，眼動瞬間速度相對較 緩，暗示受試者在觀察灰色元素時更為平穩和連貫。

通過這些眼動追蹤數據的分析，揭示了不同色彩條件下受 試者在視覺關注、注視持續時間和掃視路徑上的差異，為顏色對 認知過程的影響提供了客觀的定量化數據。

三、實驗結果與討論

3.1 觀感評價結果

在觀感評價階段，受試者對不同色彩的景觀圖像進行了主 觀感受的評價。通過對評分數據進行方差分析（ANOVA）統 計，分析結果為（F（4， 115） = 12.34， p < 0.001），發現不同色 彩條件下在美感、舒適度和吸引力等方面的評價存在顯著差異。 具體而言，藍色和綠色被評價為最具吸引力與舒適性，而灰色在 美感上表現相對較低。7分Likert量表是受試者對不同色彩的景觀 圖像進行主觀感受的評價，其中1表示極不滿意，7表示極滿意 （表1）。

3.2 認知任務結果

在認知任務階段，通過眼動追蹤和認知任務測試獲得了詳 細的實驗數據。眼動數據分析顯示，在不同色彩條件下，受試者 的注意力分配存在明顯的差異。其測試結果為：

（1）眼動追蹤：紅色引起了較高程度的視覺注意，尤其集 中在景觀的鮮艷部分?；疑鹆讼鄬^低的注意水平，受試者 的視線相對分散。

（2）情感識別和記憶測試：受試者在紅色條件下表現出更 積極的情感識別，記憶得分相對較高?；疑珬l件下的情感識別和 記憶表現相對較差。

認知任務中，受試者在情感識別和記憶測試中也表現出了 與觀感評價結果一致的差異，進一步支持了顏色對認知過程的 影響。

3.3 數據綜合分析

通過對觀感評價和認知任務結果的綜合分析，我們得出了 以下結論：首先，顏色對觀感評價產生顯著影響。藍色和綠色在 美感、舒適度和吸引力等方面得分相對較高，這可能與這兩種顏 色在心理層面引發的平和寧靜之感有關，屬于積極的心理暗示。 而灰色則在這些方面表現相對較低，與其冷色調和較低的明度有 關，顯示出較為消極的心理暗示 。其次，顏色對認知過程產生 顯著差異。通過眼動追蹤和認知任務測試，我們發現不同色彩條 件下，受試者的注意力分配、情感識別和記憶等認知過程存在明 顯差異。紅色能引起較高程度的視覺注意，而灰色則相對較低， 這與顏色的飽和度、明度等基礎屬性相關，也與色彩在心理層面 引發的情感反應和認知加工方式有關 。

四、結論與展望

通過本次實驗，深入探討了認知心理學在高校景觀色彩環 境研究中的應用方法。觀感評價和認知任務的綜合分析揭示了不 同色彩條件下個體的主觀感受和認知差異。這為高校景觀設計提 供了科學的指導和決策依據，強調了色彩在塑造環境認知和情感 體驗中的重要作用。

本研究結果不僅對高校景觀設計領域具有實際應用價值， 同時為認知心理學在實際環境中的應用提供了新的視角。未來的 研究可以進一步探討不同文化背景下個體對顏色的認知差異，以 及其他可能影響色彩感知的因素。通過持續深入的研究，期望為 高校環境設計和認知心理學領域的交叉應用提供更為豐富的理論 支持和實踐經驗。

基金項目：廣東理工學院“創新強校工程”科研項目 （2023YBSK029）：基于認知心理學的高校景觀色彩環境研究。

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