■ 劉思捷 LIU Sijie 吳 偉 WU Wei 宋德萱 SONG Dexuan

1 緒論

1.1 研究背景

在經(jīng)歷了幾十年全球化大潮的瘋狂洗禮后，逐漸冷靜下來的人們開始意識到，除了先進的基礎設施和如雨后春筍般崛起的高樓，這場狂歡同時給我們的城市面貌也帶來了無法忽視的問題。地域性和獨特性在勢不可擋的全球化浪潮中被消解得七零八落，“一城千面”和“千城一面”成了當今中國主要的城市風貌景象。為了改善這一現(xiàn)狀，我國向有著相似經(jīng)歷的西方國家以及日本學習，開展了大規(guī)模的城市設計浪潮，城市色彩作為建成環(huán)境（Built Environment）的重要組成部分，與市民的生活息息相關。因此，大量的學者和從業(yè)者針對色彩展開了研究和實踐。我國至今已編制色彩規(guī)劃的城市共計超過40座[1]，但這些文本大多最終因為這樣那樣的原因不可避免地走向了被束之高閣的命運，真正得以實施的少之又少。在筆者看來，我國色彩規(guī)劃中大規(guī)模應用的以剛性色譜或抽象城市主色調(diào)來規(guī)劃色彩的控制手段是造成色彩規(guī)劃文本可操作性差的主要原因。

1.2 我國色彩規(guī)劃存在的問題

剛性色譜的缺點在于過于具體：一方面，如果色譜過于單調(diào)，管控過于嚴格，這種缺乏彈性的近似于“一刀切”的方法不僅會遭到設計人員的抵觸，同時會導致建成后的整體效果過于單調(diào)乏味。而如果色譜規(guī)定的范圍過于寬泛，則會削弱色彩規(guī)劃的意義，還是無法避免色彩過于雜亂的問題。另一方面，詳規(guī)層次的城市設計，包括土地利用圖、形態(tài)平面圖、立面立體效果圖等，考慮了虛擬建筑群體的風貌色彩之后，建立起了理想中的和諧關系。而一旦投入實施，各項目的實際情況不一、設計師水平不一、開發(fā)商都想爭取優(yōu)先凸顯自己等等，導致單個項目符合規(guī)劃條文，單獨視覺效果也許不差，然而建筑群體風貌色彩不和諧、與規(guī)劃整體意圖不相符等問題普遍存在。這也是為什么目前國內(nèi)色彩設計的案例有許多驚艷之作，而色彩規(guī)劃卻大多效果不佳的根本原因。

城市或分區(qū)主色調(diào)的缺點則在于過于籠統(tǒng)抽象：例如，許多總規(guī)或分區(qū)層次的城市設計，風貌色彩的規(guī)劃布局常常照搬總規(guī)的功能分區(qū)，風貌色彩導向不明或缺乏依據(jù)，如將工業(yè)區(qū)規(guī)劃為工業(yè)風貌區(qū)，色彩為某主色調(diào)、某概念色等。這種過于籠統(tǒng)抽象的文本，容易使得許多設計師和管理者無從下手，也無法把握該地區(qū)的城市空間文化、場所情感的內(nèi)核（許多不明所以的設計師只能通過把主色調(diào)當成建筑實際顏色的設計方法來通過審批）。導致規(guī)劃人員在編制色彩規(guī)劃時藝術性強而邏輯性弱，引用性強而實用性差，編制的規(guī)劃對城市色彩未來發(fā)展趨勢的預測也難以擺脫片面性與局限性[2]。

1.3 柔性色彩規(guī)劃策略

針對俗成的色彩規(guī)劃要么過于具體，要么過于抽象的問題，國內(nèi)外許多色彩專家和學者提出了柔性色彩規(guī)劃的解決方案。法國色彩學家弗朗西·科勒（France Cler）與米克爾·科勒（Michel Cler）夫婦認為，從項目的開始階段，色彩就應該被考慮進去，而色彩咨詢的行為應該貫穿于整個項目的實施過程。他們主張進行“氛圍研究”來制定色彩參考[3]。弗朗西·科勒解釋說，通過建筑外立面的色彩來完成住區(qū)的視覺組織是可行的，特別是在一些新區(qū)開發(fā)中，這些新區(qū)開發(fā)包含了不同的區(qū)段，這些區(qū)段中的建筑群由于其建筑師的不同，其設計也是不同的。因此，通過營造一個整體的特定氛圍，能夠更好地規(guī)劃不同項目之間的色彩聯(lián)系。在其案例中，他們建議色彩圖譜的設計應該創(chuàng)建“鄰里氛圍”（Neighborhood Ambience）來對不同的建筑形式給予視覺聯(lián)系。日本色彩學家吉田慎悟師從色彩地理學之父朗克洛，他依據(jù)自身經(jīng)歷和思考，在對建筑群體色彩關系的理解上提出了色彩現(xiàn)象學的重要性。簡單來說，就是在思考建筑群體色彩關系時，需要針對一個整體進行色彩的描述和感知。由此，他提出了“色彩印象”的概念，這是一種將建筑群體色彩組合成整體來思考的方法?？梢员苊庖驒C械化地照搬色彩心理學結論而帶來的負面效果[4]。著名色彩學家和色彩咨詢師Frank H. Mahnke在他的著作《色彩，環(huán)境以及人們的響應》（Color,Environment, and Human Response）中，提出了一個關于如何通過建筑群體氛圍來管控建筑色彩設計的初步框架[5]。他提出了一個名為語義表（The Polarity Profile）的工具。首先，需要仔細斟酌建成后期望達到的空間感受，然后制定出相關的語義形容詞表格以及它們的反義詞。例如，這個空間建成后希望是多樣化（Variable）而不是單調(diào)的（Monotonous）；復雜的（Complex）而不是簡單的（Simple）；溫暖的（Warm）而不是涼爽的（Cold）等等。這個表格需由設計師、客戶和使用者共同決定，從而避免設計師個人的品味成為主導。建筑色彩的整個設計流程都必須遵循期望的建筑群體氛圍，建筑施工完成后，需要召開專門的研討會來評價建筑色彩設計是否達到了預期的建筑群體氛圍。

這些理論背后的核心思想反應了學者們意識到，對于城市色彩來說，僅僅依靠硬性的建筑色譜控制，會造成將色彩與其他設計因素以及環(huán)境割裂的副作用，通過建筑群體色彩組合所營造的場所氛圍來進行柔性建筑色彩管控，才是色彩規(guī)劃的正確方向。這一理念向傳統(tǒng)的色彩規(guī)劃方法提出了兩大轉變：①色彩規(guī)劃的重點控制對象應當由建筑單體轉向建筑群體整體；②色彩規(guī)劃的主要控制手段應當從具體的顏色指定轉向建筑色彩所營造的氛圍。

1.4 研究目的和意義

應用建筑群體氛圍來進行柔性色彩規(guī)劃的方法中，首先要做的是建立一個簡單易懂、適用性廣泛的科學衡量建筑群體氛圍的依據(jù)，而這也是本文的研究目標。因此，本研究將應用PAD情感模型、語義分析法、主成分分析（PCA）、k-均值聚類、最小距離法等方法，來開發(fā)一個用于衡量建筑群體氛圍的坐標軸。然后，通過問卷調(diào)查，將80張建筑群體圖像進行建筑群體氛圍的分類評估。而該研究的目的和意義即在于，為從業(yè)人員和規(guī)劃管理人員提供一個科學的衡量建筑群體氛圍的標準，并以經(jīng)過評估的建筑群體圖像作為具象化的參考；以便幫助他們更好地理解掌握建筑立面顏色組合與建筑群體氛圍的關系，從而有效地營造出期望中的建筑群體氛圍，更好地提高柔性色彩規(guī)劃的實效性。

2 建筑群體氛圍評價圖片庫

2.1 建筑群體氛圍坐標軸

2.1.1 建筑群體氛圍坐標軸的維數(shù)確定

汪玉娟在她的碩士論文《街墻表情類型研究》中，抽取了適合描述街墻的202個形容詞[6]，這些詞語和Kobayashi在其“色彩意向坐標[7]”中梳理的180個形容詞一起，形成了最初的建筑群體氛圍形容詞初選庫。研究小組人員共同在其中挑選了48個適合用于描述建筑群體氛圍的形容詞進行接下來的實驗。

20位具有設計專業(yè)相關背景的受試者參加了第一輪實驗。他們被要求將這48個形容詞分別在PAD情感空間中的三個維度：愉悅度（Displeasure- Pleasure）、喚醒度（Sleepiness-Arousal）和主導度（Submissiveness- Dominance）上進行打分，分值范圍是1～9分。PAD情感空間（圖1）是由心理學家Albert Mehrabian和James A. Russell設計，專門用來描述在特定環(huán)境下人們心理情感響應的一種模型。PAD認為任何情感都可以應用三個可量化的分量來進行描述：愉悅度（Pleasure）、喚醒度（Arousal）以及主導度（Dominance）[8]。

收集完打分數(shù)據(jù)以后，相關系數(shù)被用來檢驗這48個形容詞在PAD三個分量上的互相關系。經(jīng)計算后的相關系數(shù)顯示（表1），這48個建筑群體氛圍形容詞在愉悅度、喚醒度和主導度三個維度的打分存在著非常高的兩兩相關性。所有的相關系數(shù)均大于0.75，且在p=0.01的水平上更為顯著。這說明建筑群體氛圍形容詞的分布在這三個坐標維度上很可能存在很強的共線性。因此，接下來，筆者將應用主成分分析法（Principle Components Analysis）來進一步探究這些建筑群體氛圍形容詞與PAD情感空間的三個坐標維度之間的關系。

主成分分析法（PCA）是一種分析、簡化數(shù)據(jù)集的技術。他在統(tǒng)計分析中經(jīng)常被用來做降維分析。其原理是：通過一個正交化線性變換，把原有的可能存在內(nèi)部線性關系的高維度數(shù)據(jù)集，投影到一個新的低維度坐標體系中去。在這一新的坐標體系中，數(shù)據(jù)在第一個坐標軸上的投影方差是最大的，我們也稱此坐標軸為第一主成分；而數(shù)據(jù)在第二坐標軸上的投影是方差第二大的——稱為第二主成分，以此類推。這是一種可以最大限度保持數(shù)據(jù)集原有特征形式的降維形式。在對48個形容詞的PAD情感空間打分進行主成分分析以后發(fā)現(xiàn)，87%的方差變化可以被一個主成分解釋。我們將48個形容詞的坐標在PAD情感空間中表示出來以后，可以清晰地看到，這些詞在三維PAD情感空間中的分布有很強的線性相關性（圖2），秉持著最后呈現(xiàn)給從業(yè)人員的工具一定要是簡單易懂的原則，我們將建筑群體氛圍分類的坐標軸由三維簡化成一維。

2.1.2 建筑群體氛圍坐標軸的分類確定

圖1 PAD情感空間 [9]

表1 48個形容詞的打分在PAD三維坐標軸之間的相關系數(shù) (＊＊ p=0.01)

接下來，筆者試圖用k-均值聚類法找到這些詞語內(nèi)在的關系。k-均值聚類在語義分析中是一個非常強大的無監(jiān)督聚類算法[10]。其核心思想就是將數(shù)據(jù)集中的n個點劃分到k個聚類中（n＞k），使得每個點都屬于離它最近的均值（此即聚類中心）對應的聚類[11]。因此，k-均值算法的數(shù)學表達式為：

( x1，x2，x3…xn)是觀測集，每個觀測都是一個實向量，μi，是Si，中所有點的均值，找到滿足上述公式的 ，即可得到k個聚類，并使每個聚類內(nèi)部的平方和（WCSS Within-Cluster Sum of Squares）最小。

筆者使用k-均值聚類方法將48個形容詞在PAD情感空間中的坐標分成9類，圖2中紅色星星代表了每個形容詞的位置，一旁的數(shù)字顯示的是各個點所屬的分類，黃色原點顯示的是每個分類的中心點。從圖中我們可以看出，形容詞沿著主成分連續(xù)分布，各個聚類中心之間有著不同的距離間隔，中性情感（位于整個空間中心點周圍的形容詞）周圍的分類之間距離較近，例如聚類8、9、4。而處于靠近坐標軸兩級的分類之間距離較遠，如聚類5、1、2等。這些特征都暗示了最后形成的建筑群體氛圍分類將是一個定序分類而不是定距分類。

圖2 48個形容詞在PAD情感空間坐標體系中的位置

接下來，我們召回了第一次試驗20位受試者中的10位，參照k-均值聚類的結果，將48個形容詞分成了9個分類，使每個分類下都含有4～7個形容詞。

為確定最終的坐標軸，研究小組共進行了3輪問卷調(diào)查。31名建筑、規(guī)劃或者景觀園林的專業(yè)人員參加了第一輪問卷。他們被要求在每一個分類下的備選詞中挑選一個最能代表該等級的詞語，每得一票該詞得一分，少于3票的詞語被刪除，最后總共剩下了35個詞語。第二輪問卷的形式與第一輪一樣，這次請了10名建筑和規(guī)劃領域的專家參與問卷，得票最少的詞語被刪除，依據(jù)專家小組的建議，幾個具有明顯審美傾向的詞語如婉麗、諧美被刪除。并且，分類6和分類7，分類8和分類9區(qū)別不明顯應該合成一類。這一專家建議與k-均值聚類的結果幾乎一致，圖3中明顯可見，聚類6和7，聚類8和9之間的距離比別的聚類明顯要小許多，因此筆者采納專家的意見，最終形成了一個有7級分類的坐標軸，每個分類下有三個詞語。第三輪問卷共有33名專業(yè)人士被試參加，實驗流程與前兩輪相同，得到票數(shù)最高的詞語被留下，形成最終擁有7個類別的兩極建筑群體氛圍分類：凝重、沉穩(wěn)、平靜、平和、祥和、歡快和熱烈。

筆者在此想要澄清一點，本研究并不是想把所有建筑群體氛圍的分類局限到本文所討論的7種以內(nèi)。在設計本坐標軸的過程中，簡單易懂是貫穿始終的中心思想。不同的色彩規(guī)劃，完全可以根據(jù)其項目的特殊性來擴展或是優(yōu)化建筑群體氛圍分類。

2.2 建筑群體圖片的氛圍評價

2.2.1 實驗流程

確定建筑群體氛圍坐標軸以后，33名具有建筑學、城市規(guī)劃和園林設計背景的專業(yè)人員對80張建筑群體圖像進行建筑群體氛圍評估。一張二維圖像無法完整描述人們在三維空間中的動態(tài)情緒感知。因此，本文中的建筑群體氛圍是基于觀察者站在一個固定位置，以特定角度范圍下觀察建筑群體的假設之上。實驗所用的80張圖片為實驗人員精心挑選、高精度中距離的建筑群體圖片。所有圖片的中心部分包含1～3棟連續(xù)的建筑立面，背景部分的建筑不超過7棟。由于人眼的顏色恒常性原理，為防止人眼看到的顏色與計算機取色差異過大，盡量選取建筑部分陰影面積少的圖片[12]。實驗在一間會議室進行。整個實驗過程中，投影儀是唯一光源。80張建筑群體圖像依次被投影到一個2.4m×1.8m屏幕上。受試者在仔細觀察圖片后，在問卷上選擇他們認為與圖片中建筑群體氛圍最符合的形容詞。

2.2.2 實驗結果及討論

本次實驗最終共收集有效問卷33份。問卷收集的數(shù)據(jù)由最小距離分類法（Minimum Distance Classification Algorithm）進行[13]。首先，應用以下公式將每張圖片的得分轉換為一個1×7的向量：

公式中的E代表了一張?zhí)囟▓D片的建筑群體氛圍得分，x對應為7種建筑群體氛圍中的一種，n代表了x分類被選中的頻數(shù)。7種建筑群體氛圍分類的數(shù)學定義由 定義（式3），矩陣中的每一行或者每一列代表了一個詞語分類。舉例來說，矩陣中的第一行和第一列都代表了“凝重”的極端情況，即所有的被試都把票投給了“凝重”，因此“凝重”的向量就應該為：E凝重=[33 0 0 0 0 0 0] 。

同理可推得其他分類的定義如下：

式中n代表了所有被試的人數(shù)。然后，圖片得分向量與各個分類向量之間的距離由歐幾里得距離公式（4）進行計算：

Ei代表圖片i的建筑群體氛圍得分向量，n是矩陣Ie的行數(shù)。哪一個分類與圖片的分類距離最小，最后圖片就被歸類于哪一個建筑群體氛圍的分類中去。

將問卷數(shù)據(jù)按公式（2）～（4）進行計算建筑群體氛圍得分后，得到的建筑群體氛圍頻數(shù)分布如圖3所示。

K-S檢驗（Kolmogorov-Smirnov）顯示，建筑群體氛圍的頻數(shù)分布符合一個均值為11.23，標準差為4.57的正態(tài)分布。本次用來作為視覺刺激的80張圖片中，有18張圖片位于平和，是分得圖片最多的一個分類；而后是平靜和祥和，分別有15張和14張圖片落入這兩個分類中；熱烈和凝重的圖片最少，分別只有9張和3張圖片屬于這兩類。這個統(tǒng)計結果與我們平時在城市中的空間體驗相符，能激發(fā)強烈情緒響應的城市場景只是少數(shù)，而大部分的城市空間給人帶來的感受都是比較平和、舒緩的。從認知學的角度來解釋，造成這種現(xiàn)象的原因在于，我們每天的腦部感知系統(tǒng)主要是為實際功能所服務的，人們視覺感知的主要任務和精力都用在了識別物體這個動作上。由于這種導向太過強大和整個視覺處理過程的無意識性，一般情況下，其他的腦部活動是被抑制的[14]。只有在人們經(jīng)歷強烈的情緒感受，比如不同凡響的美學刺激時，腦部的其他活動諸如關注、欣賞等才會被激發(fā)，進而壓抑不停識別物體的傾向[15]。

圖3 圖片的建筑群體氛圍分類頻數(shù)分布

一直以來，就有女性較男性而言，對顏色更為敏感的說法。有研究表明，男性與女性在視覺上有較大區(qū)別：女性在對顏色的識別上要強于男性，而男性的視覺優(yōu)勢則體現(xiàn)在對遠處物體的細節(jié)敏感度以及對快速移動物體的追蹤能力上。研究人員稱，這種區(qū)別的出現(xiàn)是因為從遠古時代開始，男性與女性長期社會分工角色的不同而形成[16]。為了知道男女是否在建筑群體氛圍的體驗上也有明顯的性別差異，筆者計算了男女觀察者之間對于建筑群體氛圍感知打分的相關系數(shù)，經(jīng)計算，Pearson相關系數(shù)為0.941，在p=0.01的水平上顯著。這說明，不同性別對于建筑群體氛圍的感知相關性極高，達到了基本一致的程度。因此，可以推論，在本研究的情境下，男性與女性對于顏色情緒的感知并沒有差別。

3 建筑群體氛圍評價庫在實際項目中的應用舉例

建筑群體氛圍評價庫中的建筑群體氛圍坐標軸和經(jīng)過分類的圖像互為注釋，在柔性的色彩規(guī)劃中分別起到情態(tài)控制和啟示性的作用。在對某一區(qū)域內(nèi)的建筑群體進行了建筑群體氛圍的類別指定以后，規(guī)劃師和管理方可選取圖庫中該類別下與規(guī)劃期望效果相似的建筑群體圖片，對這一類別進行進一步具象化的詮釋。當然，也可以先選擇建筑群體圖像，再選擇對應的氛圍。如果圖庫中沒有合適的圖像或是該項目對建筑群體氛圍有特殊的要求，也可按照本文所搭建的框架開發(fā)適合具體實際項目的建筑群體氛圍分類和圖像。

青島市色彩規(guī)劃和上海虹橋商務區(qū)核心區(qū)風貌色彩規(guī)劃，都突破了傳統(tǒng)的單一色譜控制方法，除了提供相應自由且多樣的色譜以外，通過定位“建筑群體場所氛圍（表2）”和“建筑啟示圖群”、“色彩啟示性”（圖4、5）圖則的方式，對建筑群體色彩進行引導，并最終落實到控制性詳細規(guī)劃的具體地塊建設要求上。俗話說，一圖抵千詞。因此，啟示性導則的作用，即是要把相對模糊抽象的區(qū)域色彩意向以具象化的方式呈現(xiàn)出來，從而為這片區(qū)域期望達到的建成后的色彩氛圍，在設計從業(yè)人員和規(guī)劃管理人員心中形成一個“錨定”效應。

4 結語

基于建筑群體氛圍的柔性色彩規(guī)劃策略研究，首先分析了目前所廣泛應用的剛性色譜與主色調(diào)控制手段的弊端，從而引出了基于“建筑群體氛圍”的柔性規(guī)劃思想。為了能使這一思想落實到具體的色彩規(guī)劃中去，研究通過問卷調(diào)查和大量統(tǒng)計學，分析建立一個建筑群體氛圍評價圖片庫。其中包含有一個7級的定序建筑群體氛圍坐標軸（凝重、沉穩(wěn)、平靜、平和、祥和、歡快、熱烈）和80張經(jīng)過評估分類的建筑群體圖像。通過本文的研究，主要得出了以下幾點結論：①建筑群體氛圍坐標軸是一個定序分布的兩級坐標軸，“凝重”一端表示環(huán)境的愉悅度、喚醒度和主導度較低；而“熱烈”一端則表示這三個維度分數(shù)較高。②建筑群體氛圍呈正態(tài)分布，主要集中于“平靜”～“祥和”區(qū)間內(nèi)，能帶來人們強烈的情緒感受，如熱烈或凝重的空間總是少數(shù)，與我們平時在城市中的體驗一致。這是由于人們視覺感知的主要任務和精力都用在了識別物體這個動作上。只有在人們經(jīng)歷強烈的情緒感受，比如不同凡響的美學刺激時，腦部的其他活動諸如關注、欣賞等才會被激發(fā)。③雖然之前的研究表明，女性在許多情境下對顏色的識別更為敏銳和敏感，但本研究的結果并沒有反應出這一現(xiàn)象，男女在對建筑群體氛圍的認知上具有很高的一致性。

表2 風貌引導要求表 [17]

圖4 建筑啟示組群圖表示例[18]

圖5 風貌色彩啟示性導則[19]

本研究為設計從業(yè)人員和規(guī)劃管理人員提供了一個科學地衡量建筑群體氛圍的標準，使他們能夠更全面深入直觀地理解和評估建筑群體色彩組合和其所營造的氛圍；為進一步提升柔性色彩規(guī)劃的實效性提供了有效的技術手段。