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        基于視覺節(jié)奏感的風(fēng)景道植物景觀單元尺度控制研究

        2019-11-23 12:51:45崔鑫邱冰
        藝術(shù)科技 2019年16期
        關(guān)鍵詞:植物景觀模型構(gòu)建風(fēng)景園林

        崔鑫?邱冰

        摘 要:本文從視覺節(jié)奏感的角度,根據(jù)人的視知覺、認(rèn)知心理規(guī)律,構(gòu)建風(fēng)景道植物景觀單元尺度控制模型,旨在為風(fēng)景道植物景觀規(guī)劃設(shè)計提供科學(xué)原理及量化的設(shè)計工具。

        關(guān)鍵詞:風(fēng)景園林;植物景觀;模型構(gòu)建;單元化設(shè)計;風(fēng)景道

        0 前言

        現(xiàn)代道路綠地實踐迄今已有400年左右,實踐的范疇也從原本作為附屬綠地的道路綠地逐步拓展為風(fēng)景道、綠道,甚至將道路綠地作為城市整體形象的一個重要組成部分加以考慮。無論是風(fēng)景道、綠道還是一般意義上的道路綠地實踐,一個共同的景觀設(shè)計技術(shù)難題是其突出的線性尺度與種植設(shè)計尺度之間的匹配問題。關(guān)于道路植物景觀的尺度研究,國外研究者借助視知覺和認(rèn)知心理理論研究戶外植物景觀尺度控制方法,并結(jié)合具體實踐設(shè)計出風(fēng)景道植物景觀設(shè)計及評價的方法。國內(nèi)從視覺生理[1]、景觀美學(xué)[2]、視覺敏感度[3]、虛擬現(xiàn)實技術(shù)[4]等方面發(fā)展出了視線分析技術(shù),進而分析道路植物景觀單元的尺度。

        以往的研究多以駕駛者為使用對象,忽略了使用者構(gòu)成的復(fù)雜性,同時沒有重視視覺節(jié)奏感的營造對線性空間的重要性。這些問題是本研究的突破點和價值所在。

        1 研究對象與原理

        1.1 研究對象:風(fēng)景道植物景觀

        隨著全域旅游、美麗鄉(xiāng)村等概念的提出,風(fēng)景道越來越受到重視。風(fēng)景道(Scenic Byway)是指路旁或視域之內(nèi),擁有審美、風(fēng)景、自然、游憩、文化、歷史和考古等價值的景觀道路。[5]

        風(fēng)景道一般位于城郊,具有較高的開敞性。風(fēng)景道主要的景觀構(gòu)成要素包括紅線范圍內(nèi)的景觀及紅線外部的風(fēng)景。從道路上觀察者視線所及的范圍來看,紅線范圍內(nèi)的植物景觀是風(fēng)景道景觀的主體。風(fēng)景道兩側(cè)連續(xù)且富有節(jié)奏的植物景觀能夠令人獲得愉悅的、開放式的視覺體驗。不同于城市道路綠地,風(fēng)景道的植物景觀不能是一種單元或模式的簡單重復(fù),既要有人為的控制,又要體現(xiàn)“風(fēng)景”的含義,特別是其自然屬性。因此,本文選取風(fēng)景道為研究對象,探討這類線性空間植物景觀設(shè)計的規(guī)律性內(nèi)容。

        1.2 研究原理:視覺節(jié)奏感

        節(jié)奏是自然、社會和人的活動中一種與韻律結(jié)伴而行的有規(guī)律的突變,[6]通過自身表現(xiàn)形態(tài)上的統(tǒng)一或者相似的空間單元等視覺對象進行有秩序的空間組合,進而使人產(chǎn)生視覺快感,[7]具體表現(xiàn)為連續(xù)性和序列性兩大特征。連續(xù)性是指同一或相似視覺單元的重復(fù)性出現(xiàn),序列性體現(xiàn)的是視覺單元個體或組合之間的規(guī)律性變化。圖1展現(xiàn)了空間的連續(xù)性和序列性。

        圖1? 空間連續(xù)性和序列性

        (圖片來源:作者自繪)

        以連續(xù)性和序列性為基礎(chǔ),視覺節(jié)奏感的產(chǎn)生需要兩個前提:第一是視覺單元存在對比或?qū)α⒁蛩?,同時需具備足夠引起視覺注意的差異且差異程度波動較小;第二是存在規(guī)律性的重復(fù)現(xiàn)象。

        此外,視覺記憶是產(chǎn)生視覺節(jié)奏感的認(rèn)知心理基礎(chǔ)。根據(jù)記憶的保持時間可以將其分為3類:瞬時記憶、短時記憶、長時記憶。視覺節(jié)奏感的產(chǎn)生屬于瞬時記憶與短時記憶的范疇。關(guān)于短時記憶的時間,已有研究結(jié)果顯示,在沒有明顯復(fù)述的情況下,保證留下清晰印象的短時記憶時間為18~20s。[8]因此,將植物景觀單元尺度間距(再現(xiàn)距離)控制指標(biāo)設(shè)為18~20s。

        綜合以上分析,風(fēng)景道植物景觀形成視覺節(jié)奏感的條件可概括為:一是植物景觀單元具有相似或統(tǒng)一的外部空間形態(tài),即植物景觀單元尺度基本統(tǒng)一;二是植物景觀單元存在一定程度的視覺差異且差異程度固定。本研究嘗試根據(jù)視覺節(jié)奏感原理尋求風(fēng)景道植物景觀單元尺度的量化控制方法。

        2 植物景觀單元尺度控制模型的建立

        2.1 形成視覺節(jié)奏感的觀察模式的分類

        決定視覺節(jié)奏感模式劃分的主要影響因素是人相對視覺對象的行進速度。依據(jù)幾種常見的出行方式,人們可以根據(jù)速度的不同分為兩種模式:

        一是慢速模式。慢速模式是指步行、自行車等速度在5~15km/h的出行方式。在這種狀態(tài)下,人的大腦需要處理復(fù)雜的周邊環(huán)境。因此,風(fēng)景道植物景觀的變化節(jié)奏快慢與幅度需要精心推敲。

        已有研究表明:在低速且稍微轉(zhuǎn)動頭部的情況下,人的水平視閥為180°,向上60°、向下70°為人類視覺最有效范圍,而垂直視角向上30°水平視角120°是人眼的最佳視角。[9](如圖2)除此之外,根據(jù)齊格勒等人的實驗研究,人眼距離視覺對象30m接近恒常距離,[10]觀察超過30m的物體不利于視覺節(jié)奏感的產(chǎn)生。

        二是快速模式??焖倌J绞侵腹卉?、私家車、摩托車等機動車出行方式。在城郊的風(fēng)景道上,這些方式的運動速度普遍在40~60km/h。人處于快速移動的狀態(tài)時,無法看清較近的物體,只能對較遠(yuǎn)的事物產(chǎn)生視覺上的一種連續(xù)視景,可以稱作視覺流現(xiàn)象。因此需要將植物景觀的視覺流規(guī)律化、連續(xù)化,從而給人帶來視覺節(jié)奏感。

        現(xiàn)有研究成果[11](表1)表明,觀察視角α與車行速度v的函數(shù)關(guān)系為:

        α=? ? (v) (1)

        在v的數(shù)值域內(nèi)若v1 > v2,則α1 <α2,即α=? ? (v)為單調(diào)遞減函數(shù)。同時根據(jù)人在車上的行為方式以及觀察視角的不同,可以將人分為兩類:駕駛者與乘坐者。他們所形成的視覺節(jié)奏感存在較大差異。駕駛者視角相對固定,與車行方向一致;乘客視角較為隨意,但垂直于車行方向觀察可以獲得最大的觀賞視角。

        2.2 植物景觀單元的控制算法

        針對不同的觀察模式,其產(chǎn)生的視覺節(jié)奏感的空間尺度會產(chǎn)生變化。從本質(zhì)上講,視覺節(jié)奏感是一種有規(guī)律的重復(fù)變化。將這種重復(fù)變化置于線性風(fēng)景道植物景觀空間中,稱其為植物景觀單元。單元尺度的相同或相近可以體現(xiàn)空間連續(xù)性,單元其他視覺特征及組合的變化體現(xiàn)空間序列性。根據(jù)不同的觀察模式,可以劃分出人行植物景觀單元和車行植物景觀單元。

        (1)模型1:人行植物景觀單元。人在慢速行進狀態(tài)過程中,最佳水平視角為120°。根據(jù)上述視覺狀態(tài),結(jié)合30m的恒常視覺距離,行人產(chǎn)生視覺節(jié)奏感的具體情況如圖3所示。設(shè)人行植物景觀單元尺度為D1,其具體計算公式如下:

        (2)

        式中:D1為人行植物景觀單元尺度(m);

        v為人的行進速度(m/s);

        d為垂直觀察距離(m);

        t為人行植物景觀單元觀察時間(s)。

        上述公式中,v為人步行的速度,大約為1.5m/s,觀察時間t為保證留有清晰印象的短時記憶時間,具體數(shù)值為18~20s。可以根據(jù)風(fēng)景道現(xiàn)狀以及觀察狀態(tài)測量觀察垂直距離d,進而根據(jù)d值計算出人行植物景觀單元的具體數(shù)值,計算結(jié)果如表2所示:

        (2)模型2:車行植物景觀單元。人在快速行進過程中,視覺畫面是不斷流動的,無法觀察視覺對象的細(xì)部特征,只能從整體的角度把握視覺對象的特征。以下分乘客與駕駛者兩種情況展開討論:

        乘客的觀察視角較為隨意。如果車窗外有優(yōu)美的植物景觀供其觀賞,乘客的觀察方向會盡量與車輛行駛方向垂直。結(jié)合上文視角與速度的關(guān)系可以得出乘客產(chǎn)生視覺節(jié)奏感的具體情況,如圖4所示。設(shè)車行(乘客)景觀單元尺度為D2,其具體計算公式如下:

        (3)

        式中:D2為車行(乘客)景觀單元尺度(m);

        v為車輛行駛速度(m/s);

        d為垂直觀察距離(m);

        t為植物景觀單元觀察時間(s);

        α為乘客觀察角度(°)。

        在現(xiàn)實情況中,假設(shè)風(fēng)景道是雙向四車道,車道寬度為3.75m。假設(shè)車輛行駛在內(nèi)側(cè)車道,同時考慮自行車道和人行道等其他道路設(shè)施以及植物景觀退讓距離。計算下來,乘客的垂直觀察距離d為18m左右。根據(jù)車輛行駛速度v數(shù)值的不同,給出車行(乘客)植物景觀單元的具體數(shù)值,計算結(jié)果如表3所示:

        駕駛者的視線與車行方向一致,且注意力高度集中。他們的注意力集中點往往位于較遠(yuǎn)的地方且隨著速度的加快而變遠(yuǎn)。駕駛員產(chǎn)生視覺節(jié)奏感的具體情況如圖5所示。設(shè)車行(駕駛員)景觀單元尺度為D3,其具體計算公式如下:

        (4)

        式中:D3為車行(駕駛員)景觀單元尺度(m);

        v為車輛行駛速度(m/s);

        d為垂直觀察距離(m);

        t為植物景觀單元觀察時間(s);

        α為駕駛者觀察角度(°);

        s為駕駛者注意力集中點距離(m)。

        前文已有的關(guān)于垂直觀察距離d以及短時記憶時間的描述在這種情況下是通用的。根據(jù)車輛速度v的不同,可得到不同的視覺注意力集中點距離s和觀察角度α,從而得出車行(駕駛者)植物景觀單元的具體數(shù)值,計算結(jié)果如表4所示:

        2.3 車行、人行植物景觀單元組合問題

        在城郊風(fēng)景道空間環(huán)境中,人車混流的現(xiàn)象是無法避免的。因此,一個車行景觀單元中一定包含多個人行景觀單元。以車速為40km/h、行人垂直觀察距離為12m、車輛垂直觀察距離為18m為例,人行植物景觀單元為50m左右,車行(乘客)植物景觀單元為265m左右,車行(駕駛者)植物景觀單元為356m左右。由此可見,5~7個人行植物景觀單元組合成1個車行植物景觀單元,數(shù)量上也符合短時記憶“≤7”的容量范圍。[12]如圖6所示,每5個人行植物景觀單元a、b、c、d、e構(gòu)成一個車行植物景觀單元。車行景觀單元的節(jié)奏變化特征由人行景觀單元之間的節(jié)奏來決定。

        3 結(jié)語

        本研究以視覺節(jié)奏感為理論依據(jù),吸收了部分現(xiàn)有的道路植物景觀單元尺度控制方法,設(shè)計出風(fēng)景道植物景觀單元尺度控制的模型,旨在營造風(fēng)景道植物景觀的視覺節(jié)奏感,創(chuàng)造良好的行駛體驗。本研究為風(fēng)景道植物景觀單元尺度控制的量化研究和風(fēng)景道植物景觀的視覺設(shè)計提供了新的思路,同時也為設(shè)計單位提供了一套簡單的風(fēng)景道植物景觀設(shè)計的控制方法。

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        作者簡介:崔鑫(1995—),男,江蘇鹽城人,南京林業(yè)大學(xué)碩士研究生,研究方向:風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計。

        通訊作者:邱冰(1978—),男,江蘇蘇州人,博士,副教授,南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院副院長,研究方向:景觀保護與評價,城市開放空間規(guī)劃設(shè)計。

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