《园林》学刊·专题导读（2023.06）丨虚拟现实恢复性环境感知评价体系构建

虚拟现实恢复性环境感知评价体系构建

Construction of Virtual Reality Restorative Environment Perception Evaluation System

李同予   冯清清   尹程程*   薛滨夏*

李同予

哈尔滨工业大学建筑学院景观系副主任，副教授，博士生导师；美国北卡罗来纳大学教堂山分校优秀访问学者，美国注册园艺治疗师（HTR）；研究方向为疗愈环境理论与实践，园艺治疗

冯清清

哈尔滨工业大学建筑学院景观系在读研究生 研究方向为健康促进环境设计

尹程程

哈尔滨工业大学建筑学院景观系毕业研究生 研究方向为健康促进环境设计

● 全文刊登于《园林》2023-06期P46-53.

● 全文引文格式：李同予, 冯清清, 尹程程, 薛滨夏. 虚拟现实恢复性环境感知评价体系构建[J].园林,2023,40(06):46-53.

摘要：虚拟现实恢复性环境（Virtual Reality Restorative Environments，VRRE）的健康促进作用已在多项研究中得到证实，但对其进行定量评价的方法与成果尚不多见。为系统构建虚拟现实恢复性环境评价体系（VRRE-PES），首先，运用扎根理论质性研究方法开展半结构式访谈，归纳总结出80000字的原始纪要；其次，通过三级编码生成核心范畴并进行结构饱和度检验，构建包含VRRE安抚力、VRRE支持力、VRRE沉浸性、VRRE美学吸引力、VRRE构想性5大核心范畴和14个主范畴的评价模型；最后，进行评价模型的结构验证，各观察变量因子载荷系数均在0.6以上，说明各潜在变量对应所属题目代表性较强，适配性较好。归纳可得，VRRE-PES具有较强的科学性、精准度和可操作性，可运用该评价体系对虚拟现实恢复性环境进行精准设计，进而提升其身心复愈的效果。

关键词：虚拟现实；恢复性环境；环境感知；质性分析；评价体系

随着城市化进程的加快，自然环境固有的结构和状态遭到破坏、规模不断缩减，城市居民亲近自然的机会也日趋减少。在此背景下，通过虚拟现实呈现的恢复性环境，成为一种重要的恢复力来源和手段^[1]。近年来，虚拟现实技术开始被广泛地应用于各个领域，受益人群非常广泛。

虚拟现实恢复性环境（Virtual Reality Restorative Environment，VRRE）可理解为通过计算机技术呈现的模拟真实场景的环境，能帮助人们从心理疲劳和消极情绪中恢复过来。VRRE是传统恢复性环境的良好补充，但其在内容和形式上都与真实的自然环境存在本质的差别。目前，相关研究主要集中在以下5个方面：（1）探索身心恢复效益：（2）指导环境设计：（3）减轻患者治疗的痛感；（4）为健身运动提供虚拟场景；（5）支持智能康复技术。本研究通过构建虚拟现实恢复性环境感知评价体系（VRRE-PES），寻求建立恢复性环境理论相关因素与虚拟现实环境身心复愈效果之间的联系，评估人们对虚拟环境的感知体验和心理效价，从而为VRRE的建构提供有价值的信息。

   1 数据来源   

1.1 研究方法

运用扎根理论质性研究方法，通过半结构式访谈记录被试在虚拟现实恢复性环境中的感知特征，通过三级编码从访谈文本中提取影响虚拟现实恢复性环境感知的主要范畴及其构成因子，最后对评价模型进行信效度检验，完成虚拟现实恢复性环境评价体系（VRRE-PES）的构建。

1.2 访谈设计

访谈地点位于哈尔滨工业大学建筑学院的数字化创新中心虚拟仿真实验室，选取在读大学生作为被试样本，选用包括森林、草原等13种人类认知探索范围内的自然环境类型作为VRRE素材（图1）。所有被试者头戴HTC VIVE显示器（图2）360°环顾四周，手持控制器控制前进与方向，漫游体验4min（图3）。随后进行半结构式访谈，设置包含两个核心问题、6个分问题的访谈提纲，逻辑上逐步深入地了解受访者对VRRE的感知体验与偏好诉求，研究者全程以倾听者的身份和开放式畅谈的态度参与其中。当访谈到第30、31、32名被试时，没有再出现新的有关VRRE感知的信息，因此可以判断，数据达到了饱和。

图1 虚拟现实恢复性环境素材

图2（左） HTC VIVE 头戴显示设备

图3（右） 学生体验虚拟现实恢复性环境

   2 资料处理   

2.1 三级编码 

运用扎根理论研究方法，对原始资料进行分析，主要包括三个步骤：第一步为“开放编码”，从原始纪要中选取2/3的样本，逐字编码和设立标签，得到初始概念（表1）。第二步为 “轴心编码”，旨在对每个初始概念的属性进行深度分析，根据不同概念之间的逻辑顺序和相互联系进行归纳整理进一步发展出初始范畴。第三步为“选择性编码”，是为了更好地发掘主范畴之间的联系，使之符合逻辑，进而生成研究的核心范畴，将14个主范畴归纳整理为5个核心范畴（表2）。

表1 开放编码资料标签列表（示例）

表2 虚拟现实恢复性环境感知评价体系

2.2 饱和度检验

根据数据饱和理论^[2]，使用其余1/3的样本进行再次编码和范畴化过程，未产生新的理论范畴，5个核心范畴中也没有新的组成因素出现。表明该评价体系所包含的理论范畴已合理有效。

   3 评价体系结构验证   

3.1 探索性因子检验

对评价体系首先进行因子相关性检验得到KMO值为0.685，Barlett球状检验显著性（P）为0.000，即可实现因子分析。经数据分析得到，总体的克隆巴赫系数（Cronbach’s α）为0.615，表明整体的信度符合要求。所有潜在变量的Cronbach’s α系数均在0.657～0.869之间，说明各个潜在变量与观测变量设置合理。上述分析结果表明该评价体系通过信效度检验，评价结果可信度较高（表3）。

表3 虚拟现实恢复性环境感知评价体系信效度

3.2 验证性因子检验

评价体系各观察变量因子载荷系数均在0.6以上，说明各个潜在变量对应所属题目代 表性较强，该评价体系适配良好。大部分潜在变量平均方差萃取AVE值均在0.5以上，并且全部潜在变量的组合信度CR值均大于0.7，说明观测变量对潜在变量有良好的测度，且测量结果内部的一致性较好，该评价体系的聚敛效度符合适用标准（表4）。

表4 因子荷载系数

   4 评价指标阐释   

VRRE安抚力：VRRE为人们提供了一种方便快捷的方式体验原生自然环境，能够有效缓解由于紧张的现代生活引起的精神疲劳；VRRE支持力：通过挑战自然与领略极限风光，能够满足成就感、增强自信心，提高积极面对生活中的困难、掌控应对风险情境的能力^[3-4]；VRRE沉浸性：与二维的图片、视频等形式相比，VRRE拥有更高的空间沉浸感，强化人与环境的感官连接，从而对人体的心理、生理和认知功能产生正向的干预作用^[5-6]；VRRE美学吸引力：虚拟现实技术能更完美地展现恢复性环境的美学价值并能整合特定地域建筑、景观的美学与文化特质，从而使人们获得深层次的身心疗愈；VRRE构想性：将虚拟环境的直接体验与以往的自然体验记忆相关联，这种自然体验记忆的感知触发，能够促进人体的镇静与放松^[7]，强化身心疗愈效果。

   5 结论和建议   

本研究基于扎根理论质性研究方法最终形成由5大核心范畴和14个主范畴构成的虚拟现实恢复性环境感知评价体系。对未来该领域研究提出如下建议：首先，可以通过提升体验者偏好的虚拟环境来增强感知体验，优化虚拟现实呈现设备，确保带给体验者身临其境感与沉浸感；其次，未来应考虑将VRRE与医学、运动学、计算机等学科开展交叉研究，构建满足体验者多元需求的虚拟空间；最后，VRRE研究对于实验平台要求很高，需要邀请被试进入VR实验室，而本研究的开展正逢疫情封校期间，实验样本的选取主要是在校大学生，随着疫情解封、高校实验平台的逐步开放，可吸纳不同年龄段、职业背景的人群参与实验和评价等研究探索。

   参考文献   

[1]BELL S, MISHRA H S, ELLIOTT L R, et al. Urban Blue Acupuncture: A Protocol for Evaluating a Complex Landscape Design Intervention to Improve Health and Wellbeing in a Coastal Community: 10[J]. Sustainability, 2020, 12(10): 4084.

[2]GLASER B G, STRAUSS A L, STRUTZEL E. The Discovery of Grounded Theory; Strategies for Qualitative Research[J]. Nursing Research, 1968, 17(4): 364.

[3]KAPLAN R, KAPLAN S. The Experience of Nature: A Psychological Perspective[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1989.

[4]KAPLAN R. The Nature of the View from Home: Psychological Benefits[J]. Environment and Behavior, 2001, 33(4): 507-542.

[5]KAHN J R P H. The Human Relationship with Nature: Development and Culture[M]. Cambridge: The MIT Press, 1999.

[6]BIRENBOIM A, DIJST M, ETTEMA D, et al. The Utilization of Immersive Virtual Environments for the Investigation of Environmental Preferences[J]. Landscape and Urban Planning, 2019, 189: 129-138.

[7]HINDS J, SPARKS P. The Affective Quality of Human-natural Environment Relationships[J]. Evolutionary Psychology, 2011, 9(3): 147470491100900320.

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编辑校对丨刘   杰              微信排版丨戴嘉旻              文章审核丨钱秀苇   戴嘉旻

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