LA专题 | 虚拟现实中情感营造：疗愈和活力街道微更新设计循证探索 | 张珍 徐磊青

/ 文章信息 /

虚拟现实中情感营造：疗愈和活力街道微更新设计循证探索

Creating Emotions in Virtual Reality：An Evidence-Based Exploration of Micro-renewal Designs for Healing and Vitality Streets

张珍  徐磊青*

全文刊登于《风景园林》2024年4期53-60页

/ 文章亮点 /

1、研究证实，虚拟现实中活力和疗愈街道设计所营造的情感氛围对居民的情绪的主观感受与生理指标均有不同影响，为活力与疗愈街道微更新设计增添实证证据。

2、采用公众参与结合基于虚拟现实设备与可穿戴生理传感器的实证实验的运作模式，提升设计的科学性与精准性，降低了循证设计的成本，加速了经验与知识累积，为设计实践提供循证流程参考。

3、VR 场景能够充分表达设计的情感氛围，触发居民的情感反馈，实现虚拟现实中的情感营造。在虚拟现实等技术的助益下，人本尺度城市空间情感氛围的精准营造已具备一定的可操作性，建成环境有望以更灵敏的方式回应居民的情感诉求。

/ 作者简介 /

张珍

女 / 同济大学建筑与城市规划学院在读博士研究生 /研究方向环境行为学、社区营造、城市更新

徐磊青

男 / 博士 / 同济大学建筑与城市规划学院教授、博士生导师 / 同济大学国家现代化研究院城市更新中心主任 /中国建筑学会环境行为委员会副主任 / 研究方向为城市更新、城市设计、环境行为学、环境心理学、人体工程学、社区营造

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虚拟现实中情感营造：疗愈和活力街道微更新设计循证探索

Creating Emotions in Virtual Reality：An Evidence-Based Exploration of Micro-renewal Designs for Healing and Vitality Streets

摘要：【目的】旨在探索以循证设计为方法的活力与疗愈街道微更新设计。【方法】通过参与式工作营的形式开展上海市宝山区庙行镇共康路两个街段的微更新设计工作，并借助基于虚拟现实与可穿戴生理传感器的实验，验证活力街道设计与疗愈街道设计所营造的环境氛围对居民情绪的不同影响，评估设计方案的有效性。【结果】两个街段的微更新设计都在一定程度上达到预期情感氛围，体现在心理和生理情绪指标变化上。验证了公众参与结合虚拟现实与可穿戴生理传感器辅助设计技术的运作模式，有助于设计师在早期阶段检验设计方案中的环境情感氛围是否达到预期效果，提升设计方案的科学性与精准性。【结论】为活力与疗愈街道微更新设计增添实证证据，为循证设计流程提供了可参考的实践经验。

关键词：城市微更新；街道设计；循证设计；参与式工作营；情感氛围；疗愈；活力；神经科学；虚拟现实

1 研究背景与目标

城市精细化发展的大背景下，营造具有格调氛围、情感体验乃至文化意境的城市公共空间是城市空间设计“人本转向”的主要任务之一。城市微更新是存量更新时代提升公共空间品质与情感氛围的重要路径。社区街道与居民的日常生活联系紧密，街道微更新设计为设计师重新创造或改进情感氛围提供了机会。结合应用公众参与行动、循证设计方法、虚拟现实（virtual reality, VR）与便携式生理传感器等辅助设计技术于微更新设计中，有望助推环境情感氛围的精准营造。

同济大学-408研究小组依托与上海市宝山区庙行镇政府的合作的参与式学生设计工作营，开展以提升情感氛围为目标的街道微更新研究实践。工作营以庙行镇共康路的两个街段为设计对象，基于街段的现状问题与推进研究型设计的教学目标，将两个街段的设计理念分别设定为“活力”和“疗愈”，采用公众参与结合基于虚拟现实与可穿戴生理传感器的实证实验的运作模式，使居民等利益相关方能够在设计阶段通过VR设备亲身体验微更新后的街道环境氛围，从而验证设计环境中的活力与疗愈两种情感氛围是否会对居民情绪产生不同的影响，进而评估设计后的环境氛围是否达到预期。

2 循证活力与疗愈街道情感氛围与设计要点

活力和疗愈两种街道设计价值导向是基于应对不同的现代城市问题而提出，以满足不同的需求和偏好，因此设计目标与调性不尽相同，所营造的环境氛围与情感体验亦存在差异，且相互不可替代。

2.1  活力街道

情感氛围：当活力用于形容环境时，通常是指令人感到兴奋、激励和愉悦的场所氛围，强调积极情感体验和活跃生活方式。虽然不同学者所持有的观点不尽相同，但可以达成的共识是街道活力主要来自它能够支持与提供的社会活动数量与品质，因此街道吸引的行人数量、停留时间，活动类型常常成为街道活力的表征。

设计要点：基于活力街道的内涵，可以发现提升满足社交需求与活动参与需求的能力是打造活力街道的重点。在城市微更新的语境下，活力街道的特征因子包括两个方面。1）多样化的休闲服务设施：利用休闲座椅、街心花园、商业外摆等设施提升居民在街道上的停留体验，增加社交和休闲活动的可能性。2）优质的活动节点：结合现有空间布局，打造特色活动节点，强化人与环境的交互，提升场所感；例如利用节点空间组织临时性公共活动（周末创意集市、街头表演等），提升街道的公共生活丰富性。

2.2  疗愈街道

情感氛围：疗愈街道兼具城市生态廊道与公共空间的功能，可理解为健康街道网络中具备疗愈属性的优质节点，可被定义为“具有健康疗愈作用的功能性街道空间，即具备完整的生理、认知及行为导向的环境健康提升能力的单体街道空间”。疗愈街道环境注重创造温和、安全、舒适、自然的氛围，疗愈功能类似于社区公园绿地，支持人们从紧张和疲劳中恢复，放松与休憩身心。

设计要点：徐磊青等建立包含活动性、宜人性、生态性、稳静性4个维度的疗愈街道理论模型，其中生态性与稳静性对疗愈效益影响突出。绿色生态空间的规模、数量、设置位置及空间围合方式对生理恢复需求、安全感营造、私密空间营造、视觉愉悦度等均产生直接或间接的影响。疗愈街道设计应当通过合理的自然元素布置与路面降噪减震措施，降低车辆通行带来的负面影响，提升街道的稳静性，使街道人行空间具备供人休憩的可能性。

尽管活力和疗愈氛围的营造目标差异会导致街道设计具有不同侧重点，但事实上两者在某些设计原则上存在重叠。两者都强调行人友好，确保慢行活动不受快速交通的影响；都强调环境的宜人性，即创造具有视觉吸引力的空间以提升居民的愉悦感；只是因情感氛围营造的导向不同，所选设计元素的风格会有所差异。在实践中，应当依据街道的设计预期和社区偏好，选择适宜风格的设计元素。

3 工作营的街道微更新设计探索设计实践：从数据到方案

参与式工作营的设计更新对象为共康路的两个连续街段，它们串联着庙行镇内7个主要社区，大量附近居民的日常活动聚集于此，是社区重要的公共空间。工作营试图通过小而轻的空间介入手段改善街段的人行空间环境品质，提升居民积极情感体验。为达成符合预期的设计成果，设计工作营首先进行了详实的数据收集工作，并对收集到的数据进行分析，提取关键信息，发现设计问题；其次基于研究和分析的结果，提出并生成设计方案；最后对设计方案进行VR呈现，为设计成果的评估做准备。

3.1  数据收集

数据收集工作主要包括：1）场地信息采集与调查，设计工作营的研究团队对两个街段的物质空间信息与特征、社会活动（行人流量、活动类型与分布）、车行交通（车流量、车速）、环境声（声压级、声源类别）等进行了详细的调研与记录；2）通过社区会议、调查问卷、居民访谈等公众参与的形式进行居民采访，了解居民对街道空间的使用状况、情感与态度、更新意愿与建议等。

3.2  设计方案生成

街段1现状问题为景观设计不足，缺乏可停留设置，难以支持高质量社会活动的发生，人流量较小，居民活动以过路穿行为主，环境体验单调乏味，呈现活力不足的状态。活力提升对策为：1）将两个闲置广场分别打造为街头集市和儿童乐园；2）保留原有绿化，并结合绿化设置休闲座椅；3）细节上，利用活泼色彩与卡通形象的彩绘修饰围墙、地面、井盖、挡车石等。

街段2的现状问题为：由于社区商业形成的沿街界面设计缺乏专业引导，呈现密集混乱的状态，靠近车行道的绿化设施（花池）荒芜，总体呈现熵值（街道环境中各元素的混乱度）较高的状态；另外由于缺乏可停留的设施，人群活动类型仅止于通行和商业驻足。已有的研究表明，街道熵值越大，人们越容易产生压力与疲劳，前期调研中的居民也表达了类似的消极感受。因此，将该街段的设计任务设定为疗愈氛围提升，主要设计对策为：1）增加绿化设施，如增加花池、花箱、街心树池等；2）丰富绿化植物种类，在花池、花箱内搭配丰富的草本植物、开花灌木、景观树等；3）增加可停留设施，沿花池扩展座椅、结合花箱增设休闲座椅等；4）局部点式的街道沿街立面改造。

3.3  设计方案的VR呈现

为使营造的VR环境尽可能与真实环境靠近，VR场景中所有元素及参数均根据实地调查结果设置。基于物质空间调研信息，工作营设计团队对两个街段的现状进行3D建模，并导入VR设计软件Mars中，街道的材质绝大部分使用了全景相机采集到的素材进行贴图；在真实环境中记录的音频被放置在虚拟环境中，形成随场景变化的动态声景；依据车行交通的调研结果，设置车速、车辆类型与车流量；根据社会活动的调研结果，利用动态的虚拟人呈现居民的多种活动状态。并在设计后的VR场景中模拟新的设计元素可能触发的活动及其新产生的环境声。

最终形成两组VR场景：1）街段一：现状vs活力街道设计；2）街段二：现状vs疗愈街道设计。为便于比较同一组两个场景的数据，设计团队为参与者设置了固定路线和行走速度，以模拟人们在街上行走的视角。根据实地测量步行速度并结合预实验被试者的反馈，最终将两个街段的漫游时间分别设置为360 s和330 s。

1 两个街段现状

2 两组 VR 场景的漫游者视角截图

4  设计方案的有效性验证——VR实验

在设计方案 VR 场景基本完成后，邀请附近居民、社区工作人员等利益相关者对设计前后的街道环境进行 VR 体验，验证 VR 呈现的疗愈与活力街道设计对居民的情感产生的不同影响，评估设计后的环境是否达到设计预期的情感氛围。

4.1  实验方法

实验设计

本研究采用随机交叉的实验设计。为了避免遗留效应，参与者需要访问实验室2次，每次体验一组VR环境，每组环境包括现状与设计两个场景。为避免顺序效应，每次实验完成后，受试者可以在3~7 d的冲洗期后预约下一轮实验。

情绪测量

情绪测量主要包括主观和客观两个维度：

主观情绪感受评价：最终确定的9个主观情绪感受评价条目选自正负情绪量表扩展版（PANAS-X），分别为：消极情绪（恐惧-焦虑的、敌意-烦躁的、悲伤-忧郁的），积极情绪（高兴-愉悦的、自信-自信的、专注-感官敏锐的），其他情感状态（疲劳-松弛困倦的、平静-放松的、惊讶-惊奇的）。自我报告的问卷采用5级李克特量表（1=完全没有，5=非常强），用于衡量情绪体验的强度。

生理指标：EDA的皮肤电导水平（SCL）、HRV的平均心率（MHR）、连续相邻心动周期值的均方根(RMSSD) 与 归一化高低频比值(HFnorm/LFnorm) 被用作衡量情绪变化的生理维度指标。

实验程序

实验包括准备、VR环境暴露、问卷采访3个环节。在准备阶段，研究人员向参与者解释实验程序，并辅助填写知情同意书和基本信息问卷。VR环境暴露阶段，头戴显示器与生理传感器穿戴结束后，参与者被要求闭眼休息3 min，以测量生理基线，之后按照设定的路线在VR环境中完成漫游。在暴露期间保持SCL、HRV数据的实时采集。每完成一个场景的漫游，被试都需要填写自我报告的情绪问卷。

统计分析

使用SPSS 24分析问卷与生理数据，对比现状与设计所引发的情绪差异。数据的正态性通过频率直方图与P-P图结合判断，若基本符合正态性分布，则使用配对样本t检验；若正态分布曲线拟合不佳，则采用Wilcoxon秩和检验。

4.2  实验结果

本实验的有效样本量为 64，包括 27 名男性和37 名女性，平均年龄为 41 岁（标准差SD=13.34）。调查表明，所有参与者都熟悉街道的环境，他们的情绪反应具有较强的代表性。

基线检验的结果表明同一组的两个 VR场景的生理基线水平没有显著差异，排除了基线水平差异对实验结果的干扰。

活力街道设计对情绪的影响

在主观情绪感受方面，与现状场景相比（图 3），活力设计街道中：1）被试者对焦虑、烦躁、忧郁 3 种消极情绪的评分均下降，其中烦躁（p=0.045）显著下降；2）被试者的3 种积极情绪均有所提升，其中愉悦（p=0.044）和感官敏锐（p=0.004）情绪提升显著；3）对于其他情感状态，被试的惊奇显著提升（p=0.022），松弛困倦的均值下降，放松的均值增加，但是并无显著差异。 

3 现状与活力街道设计的主观情绪差异

在情绪的生理指标方面（表 2），与现状场景相比，参与者在漫游活力设计的街道 VR场景时：1）SCL 显著上升（p=0.019）；2）mHR的均值降低，但并不显著；3）表征副交感神经活动的 RMSSD 与 HFnorm/LFnorm 数值均有上升，但不显著。

表2  现状vs 活力街道设计：生理指标的配对样本 t 检验结果

疗愈街道设计对情绪的影响

主观情绪感受评价的结果显示（图 4），相较于 VR 现状，经过以疗愈为设计价值导向的 VR 街道环境暴露：1）被试者的忧郁情绪均值显著下降（p=0.040），焦虑与烦躁的均值 降 低 但 并 不 显 著；2）积 极 情 绪 中 愉 悦（p=0.047）和感官敏锐（p=0.006）显著提升；3）其他情感状态中只有惊奇的评分显著上升（p=0.020）。

4 现状与疗愈街道设计的主观情绪差异

在生理指标方面（表 3），疗愈 VR 设计场景使被试的 SCL 和 mHR 的均值下降，但并不显著；使 HFnorm/Lfnorm 和 RMSSD 的均值上升，其中 HFnorm/Lfnorm 的上升显著（p=0.012）。

表3  现状vs 疗愈街道设计：生理指标的配对样本 t 检验结果

综上，在 VR 环境中，相较于现状，两种设计理念的街道氛围都能显著提升居民主观感知到的积极情绪（愉悦与感官敏锐），以及其他情感状态中的惊奇情绪；但改善的消极情绪不同，疗愈街道设计显著地减轻了居民的忧郁情绪，而活力街道设计则显著地降低了烦躁情绪。在生理层面，活力街道设计使居民的 SCL 显著提升；疗愈街道设计使居民的 HFnorm/LFnorm 显著上升。生理维度的实验结果是符合实验预期的，即活力街道的情感氛围能显著唤醒参与者生理指标，疗愈街道的情感氛围能有效激活副交感神经系统的活动，引导参与者情绪更平静放松。实验结果为疗愈和活力的街道氛围对情感的不同影响提供了实证证据。

VR 实验结果在一定程度上证明两个街段所采用的设计方案是有效的，即“优质的活动节点+活泼的设计元素”能形成活力的街道氛围，而“自然元素+亲自然设计的街道家具+休憩设施”则有助于提升街道的疗愈性。在街道微更新设计前期，应当深入了解当地居民对街道环境的情感态度、更新需求与建议，设定适宜的情感氛围营造目标，有针对性地选择设计策略与设计元素组合，并通过科学手段验证设计效果，验证结果一方面可作为设计方案验证修正的实证证据，另一方面可以直接指导具体案例的设计优化。

5  结论

本研究证实 VR 场景能够充分表达设计的情感氛围，触发居民的情感反馈，实现虚拟现实中的情感营造；在一定程度上表明了针对特定人群的情感需求，以营造特定的情感氛围为设计目标，精准地进行人本尺度城市空间设计具备一定的可操作性。

以公众参与结合基于虚拟现实设备与可穿戴生理传感器的实证实验为模式的成果评估，大大降低了循证设计的成本，提升设计的科学性与精准性，加速了经验与知识累积，为设计实践提供新的循证流程参考。

在当前时代背景下，城市建设模式的精细化转型与后疫情时代人们情感亟待抚慰的现实诉求要求设计师应更注重城市空间情感氛围的营造。由此，以精准营造特定情感氛围为目标的设计实践，可为情感氛围营造实践提供支撑证据的理论与实证研究，以及提供辅助手段的工作路径与方法，都应当得到设计工作者和科研人员的重视，成为工作重点之一。 

图表来源：

文中图表均由作者绘制。

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/ 引用链接 /

引用本文：张珍，徐磊青．虚拟现实中情感营造：疗愈和活力街道微更新设计循证探索[J]．风景园林，2024，31（4）：53-60. doi: 10.3724/j.fjyl.202401250060

Citation: ZHANG Z, XU L Q. Creating Emotions in Virtual Reality：An Evidence-Based Exploration of Micro-renewal Designs for Healing and Vitality Streets[J]. Landscape Architecture, 2024, 31(4): 53-60. doi:  10.3724/j.fjyl.202401250060

文章链接：http://www.lalavision.com/article/doi/10.3724/j.fjyl.202401250060

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文章编辑 李清清

微信编辑 刘芝若

微信校对 李清清

审核 曹娟

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