基于虚拟现实的传统村落景观视觉评价

基于虚拟现实的传统村落景观视觉评价

 

戴雨婷（江苏建筑职业技术学院艺术设计学院，江苏徐州221000）

 

摘要：对于传统村落环境保护的迫切需要以及公众对更好生活环境的不懈追求，都凸显了景观美学和感性体验研究的重要性。综合运用虚拟现实技术与美景度评价法对华东地区传统村落景观展开视觉评价。首先利用Instagram中360全景相机对国家级传统村落北村村进行景观采集，将村落景观点划分为5种景观类型，再利用VR一体机oculusquest2设备让公众在沉浸式环境中进行传统村落景观视觉定量评价。结果表明，北村村传统村落景观处于中等水平，美丽传统村落的建设有一定成效，但优质景观相对较少；此外传统村落的美景度与风景视觉和谐、历史氛围等10个景观评价因子之间有显著的正相关关系，天际线美景度、天空比例等与美景度之间的相关性不显著。为传统村落景观视觉评价提供了科学参考，并基于评价结果对传统村落景观的设计提出建议，同时推进了虚拟现实技术在数字乡村规划与治理中的应用，以期为实现传统村落景观空间优化提供新的思路。

 

传统村落不仅承载了丰富的自然历史文化特色资源，更是彰显和传承中华优秀传统文化的重要载体[1]。2012年4月16日国务院发布的《关于开展传统村落调查的通知》明确了传统村落的定义：形成较早，拥有较丰富的传统资源，具有一定历史、文化、科学、艺术、社会和经济价值，应予以保护[2]。同年住建部颁布《关于加强传统村落保护发展工作的指导意见》，随后传统村落的保护与发展的研究备受关注，政府职能部门出台多项有关政策（见图1）。自2020年起江苏省发布传统村落认定通知，共计6次。并且在2024年江苏省最新发布的省委一号文件《关于学习运用“千万工程”经验落实农业现代化走在前重大要求有力有效推进乡村全面振兴的实施意见》中再次表明要推动传统村落的保护与发展。国内学者关于传统村落的研究涉及广泛，关注方向包括村落社会[3]、村落组织制度[4]、建筑群体[5]、村落环境[6]、旅游开发[7]等。

 

景观的视觉评价是规划设计研究的重要内容，Daniel[8]在1976年提出了SBE心理物理学景观评价法，使用该景观质量评价方法可以避免广泛使用各种原则带来的不便。有关学者认为开展SBE评价对景观质量的提升有积极作用，能够帮助改善环境，提升公众福祉[9]。以公众为评测主体，考虑公众的视觉审美感知，从理解人类情感和社会动态到采用不同的研究方法，这些研究的结果正在重塑人们对景观感知的理解，并推动创造和谐、有吸引力的景观环境，培养居民之间的联系和欣赏感[10]。以往研究对景观美学评价的探索应用涉及多个方面，包括滨水景观[11]、森林[12]、道路[13]、植物群落[14]等，如冯微微等[15]使用SBE法研究了黔东南侗族传统村落景观美景度，提出传统村落景观保护要从关键影响要素出发，按照分类采取保护措施的原则进行针对性保护。

 

同时随着信息技术的发展，虚拟现实（VirtualRe-ality，简称VR）作为环境量化认知的方式逐渐获得关注。Freina等[16]认为通过图像、声音或其他刺激环绕VR的用户，能够让用户感觉自己在一个非物理世界中“身临其境”。全景图像的VR技术为评估者提供了近乎真实的环境[17]，并且可以模拟人-空间交互[18]，该技术在景观视觉评价中的具体应用研究广泛，如自然景观、建筑景观等[19-21]，如Chen等[10]利用VR呈现景观场景的研究发现，全景技术更能描绘整体风景，更能引起观察者的兴趣和欣赏欲望。Chenetal等[22]利用全景技术发现自然景观元素和公共空间结构对乡村美学的贡献在不同场景中存在差异。Zhang等[23]采用全景技术呈现自然景观场景，研究被试者对不同景观特征（如水体、植被）的美的评价，结果表明，全景技术可以提供更多样化的场景信息，使参与者能够更准确地评估不同景观特征对美的影响。

 

尽管前人对于景观的美景度做了一定研究，但这些研究大多数是在城市中进行的，且大多使用照片形式进行评测。将VR技术与传统村落景观视觉评价相结合的研究较少，这导致了现有的传统村落景观设计研究过于依赖研究者的主观判断，导致景观过于简单化和同质化。本研究以国家级、省级双重认定的传统村落江苏省徐州市铜山区柳泉镇北村村传统村落为研究对象，利用VR体验沉浸式环境的特点，将其作为评价媒介，在消除现场不可控因素的情况下收集更客观的公众审美评判。旨在完成以下3个目标：①基于VR技术获取公众对传统村落绿地景观的视觉评价，并分析影响其景观美景度的因子；②为传统村落景观的设计提出优化建议，以达到保护传统村落风貌、优化村落景观空间的目的，同时也为传统村落景观评价提供更为科学的参考；③使用VR的方法进行景观视觉评价，为基于数字化的乡村规划与治理奠定技术和实验基础。

 

1材料与方法

 

1.1研究区域概况

 

本次样地选择为国家级（2023年）、省级（2020年）双重认定的传统村落徐州市铜山区柳泉镇北村村。徐州位于华北平原的东南部，是江苏省的一个中型城市，是国务院批复确定的国家历史文化名城、全国性综合交通枢纽、淮海经济区中心城市。柳泉镇北村村传统村落位于徐州市北部20km处（如图2），104国道以西4km处，西与微山湖畔相连，交通便利。辖区面积7.28km2，耕地190.87hm2，总人口3563人。北村村先后荣获省生态村、首批生态文明村和传统古村落保护村等14项省级荣誉。

 

1.2研究方法

 

1.2.1研究样本获取。将研究对象传统村落划分为村落建筑、村落道路、水系、村落广场、农田植被5种景观类型[15]。样本拍摄时间为2023年9－10月，为了完整采集各类型场景，保证研究结果更科学性，选择晴朗天（9:00－11:00和14:00－16:00）用全景相机Instagram360进行拍摄，拍摄高度固定为1.60m[13]。共计拍摄37张，剔除无关要素较多、拍摄光感差的图像后，最终筛选出20张能够还原传统村落全貌的全景图像作为研究样本（图3）。

 

1.2.2传统村落美景度实验设计。本研究的景观评价因子提取建立在已有景观评价领域的基础上，参考YueChen等[10]的乡村景观感知评价指标体系，初步构建了一套传统村落景观感知评价指标体系。考虑到样本特点和小规模与实验的效果，为了确保每个评价指标都能在全景图中得到反映，同时避免受试者混淆问题的特点，最终确定了使用本研究的传统村落景观感知评价指标的测量量表（表1）。景观评价要素共分为整体、风景、天空、植物等六大类。并采用李克特五级量表法，

为选项依次赋分。

 

1.3传统村落美景度评估

 

1.3.1被试者。研究表明，不同文化背景的评价者的审美量表没有统计学上的显著差异，设计专家和大学生的审美知觉优于普通大众[24-25]。且大学生在景观评估中具有较高的大众代表性[26]。与普通大众相比，大学生有3个优势：效率高、成本低、易于组织[27]。因此，在以往的研究中，大学生被广泛用作被调查者[28]。同时大学生更容易接受新鲜事物，掌握电脑和VR体验软件的操作，能够保证实验的顺利进行，并获得完整可靠的实验数据。

 

1.3.2评价过程。为了保证实验评分能够反映被试者的真实感受，本研究于2023年11月在学校机房组织被试者参与实验，获取样本数据进行主观评价。评估过程共分为3个部分：①将铜山区柳泉镇北村村拍摄的20张全景图像制成幻灯片，间隔8s向被试者展示全部场景[29]；②将图像导入VR一体机oculusquest2中，通过头戴式VR显示设备向被试者依次展现20个场景，被试者被要求通过转动头部或身体来感知立体的环境和空间感受（如图4）；③被试者根据景观质量评价标准对场景进行打分，感受环境并根据选项描述选择适当赋分。

 

1.3.3数据处理与统计分析。本次共有30名被试者参与，回收有效问卷30份，有效率100%。为了分析传统村落景观的美景度及其影响因素，笔者对美景度进行了定量处理，赋值方法为李克特五点量表法：由非常不美到非常美依次赋分1~5分。因公众审美存在差异，所以本研究使用具有科学性的加权美景度法计算方法[12]，对被试者的评价结果进一步计算得到各场景的美景度值。美景度计算式为：Si=5×5i=1ΣnijN×()j

 

随后使用SPSS22.0软件对数据进行单因素方差与相关性分析。单因素方差分析（One-wayAnalysisofVariance）被用来探讨哪些景观评价因子对传统村落的美景度有显著影响。相关性分析以传统村落景观美景度作为因变量，将其他景观评价因子分值作为自变量，被用来分析各项评价因子与美景度存在哪些相关关系。

 

2结果与分析

 

2.1景观美景度分析

 

2.1.1美景度整体分析。由图5各景观场景平均得分可知，20号样地的美景度视觉评价分值最高，为22分，往下依次为4号样地20.67分与14号样地17.67分与11号样地17.33分。其主要构成要素有村落道路、水系、植被、村落建筑，景观层次分明。而7号样地与15号样地的美景度视觉评价分值则较低，分别是10.50分与10.83分，这2处地周边景观元素较少，且缺少植被，地面裸露。

 

2.1.2不同景观类型的SBE值比较。本研究将拍摄所得村落建筑、村落道路、水系、村落广场、农田植被景观5种景观类型的图片进行分类，对不同景观类型的SBE平均值进行比较，在一定程度上能够反映人们对景观类型的视觉评价偏好的程度。由图6可知，不同景观类型的SBE均值由高到低的排列是水系、村落道路、村落广场、村落建筑、农田植被。水系环境能够体现人与自然环境的和谐共生，更加凸显景观的美学价值，同时人具有亲水性，因此水系景观的SBE值最高；村落道路、村落广场与村落建筑景观的美景度差异性并不明显，SBE分值均在14~16分之间。农田植被的SBE值是最低的，为13.79分。

 

2.2优劣样地景观分析

 

 

由图7、图8可知，在使用评价的20个景观场景中，20号、4号样地SBE值得分最高，分别为22、20.67分。而7号、15号样地的SBE值则最低，分别是10.50、10.83分。由图3样地场景图与图5SBE可知，SBE得分高的样地自然环境与人文环境搭配得当，景观构成要素丰富且层次分明，具有风景视觉和谐、秩序感和规律性较好的特点，且具有该传统村落非常独特的水景。而SBE得分较低的样地都是整体视觉和谐度较低，地面裸露程度较高，植物、水体等自然环境要素较少，有研究表明人们更倾向于植被覆盖的自然环境景观[8,15]。

 

2.3美景度影响因素及其相关性分析

 

通过单因素方差分析可知（表2），对传统村落景显著水平。

 

3结论与讨论

 

3.1传统村落景观美学特征

 

本研究基于VR技术进行传统村落景观视觉评价实验，研究传统村落现有景观美景度及其影响因子，并根据该研究结果分析其内在驱动机制，以期能更好地指导传统村落景观的设计实践。结果表明，美景度与风景、水体与人造景致中的9项景观评价因子均存在显著的正相关关系，但天空、植物中的3项评价因子对美景度的影响并不显著。这是因为：①整体视觉和谐并且色彩协调的场景往往更受欢迎，视觉和谐、色彩丰富等可以增强公众的视觉体验[30]。同时传统村落本就因悠久的历史文化特色而与众不同[31]，公共的视觉更容易被那些具有特色的建筑[32]或者能够传达村落历史、文化等的景观元素所吸引，从而提高了美学评价。这与强调历史和文化因素对审美感知影响的社会研究结果一致[33-35]。正如北村村的建筑大部分为传统乡土建筑，少部分为具有现代乡村特色的建筑。北村村是著名的“采观整体美景度有5种显著影响的因子（P＜0.05），包括风景的视觉和谐程度、秩序感和规律性、环境的污染水平、水体占比和人造景致占比，而历史氛围、色彩丰富度等其余9种因子对美景度的影响并不显著。

 

为进一步探讨哪些要素对于传统村落美景度具有更重要的影响，本研究应用了相关性分析研究传统村落美景度分别与风景视觉和谐、历史氛围等共14项景观评价因子之间的相关关系。使用Pearson相关系数表示相关关系的强弱情况。由表3可知，传统村落景观美景度与风景视觉和谐、历史氛围、色彩丰富度、视觉层次等10个景观评价因子之间的相关性均达到了显著水平，呈正相关关系。此外，天际线美景度、天空比例、植物类型丰富度与美景度呈正相关关系，但未达到石村”，所以传统乡土建筑肌理以夯土墙、青石墙为主，建筑外观极具当地历史特色，因此它很容易就被判定是明显的传统村落的地域特征。此外，公众也倾向于认为有序整齐的场景、干净整洁的场景是美丽和吸引人的[36-39]。②水体因其动态变化能够增强环境的生动性，而且人对水体的亲近感是与生俱来的[40]，这一结果与发现水体的存在可以增加场景的视觉吸引力和美感体验的相关研究结果[41-42]一致。③人造景致的美景评价与占比均呈现显著的正相关关系，因为当场景中人造景致表现出独特、精致、与环境和谐的特征时，观众更有可能将其视为有吸引力和美观的场景[10]。④天际线美景度、天空比例、植物种类因其对主体景观的影响较小，这可能是AR头显佩戴的缘故，视觉中心大多集中在四周，天际线、天空等成为背景，关注度较低。因此在传统村落的景观设计中要更加着重考虑影响显著的景观元素，通过强调对它们的处理与设计，从而达到提升传统村落景观美景度的效果。

 

 

3.2基于美景度及其影响要素的华东地区传统村落景观保护与发展策略

 

传统村落的保护与传承是城市更新的一部分，更是历史遗产的结构证据。不仅具有历史价值、文化价值，更承载了当地建筑特征和生活特征。北村村传统村落在过去的几年中进行了更新发展，经实地走访与问卷数据分析结果表明，美丽传统村落的建设有一定成效，但仍存在以下问题：①部分节点因景观元素过多且缺乏合理的设计规划，导致整体设计视觉和谐度较低、景观缺乏秩序感、环境不够整洁；②一些传统建筑因年代久远或无人居住，没能及时修缮而导致村落风貌被破坏；③部分林地景观缺乏管理，环境较混乱；④部分广场景观空间设计不够丰富且缺少地域植物色彩的展现，影响整体美景度；⑤村落内具有历史意义的景观节点独特性不足，不足以展示其传统村落的历史价值。因此要提升北村村传统村落的景观美学价值就须提出更有针对性和有效性的保护与设计策略。

 

首先从村落整体景观考虑，应尽可能地减少对村落肌理的破坏，使其具有独特的传统村落、乡土民居的生活气息。其次考虑分类设计，在村落建筑方面应当以保护为主，在修缮时也应尽可能选择地方特色建筑材料青石等，并且应传承当地建造工艺，建筑外观装饰造型更要强化地方特色，以延续其传统风貌[15]，向公众展示北村村“采石村”悠久的地域历史文化。在村落道路等方面，有研究表明乡间道路的美学视觉价值更高[31]，因此应考虑到村落内部道路的特色保护，在满足功能的前提下选择当地特有材料进行铺设装饰，增强历史特性表达。在村落水景方面，应注重水质及其水生景观的设计，可以通过推广适合该传统村落的生态农作模式，在提升村落经济收入的同时优化水体环境，而且水环境与陆地相比具有较大的可塑性，可以利用水生植物营造极具吸引力的景观[11]。

在村落广场方面，要优化村落的活动空间与场地景观设计，并且不同类型的广场景观要考虑公众不同的使用需求，如街头绿地或休憩小广场的使用需求是村民聊天休息、打牌娱乐、晾晒粮食、游客短暂休息等，应当增加场地特色青石休憩座凳、村落生活场景介绍设施，并减少现有植物种植密度，提升视野开阔度，在满足功能的同时避免环境杂乱；村口的大型活动广场功能较多，包含村落大型活动举办、村民锻炼娱乐活动、村落景观魅力展现等等，应当在现有基础上优化现有景观空间层次，增加景观空间的设计营造手法，如透景与对景，增加对村落历史文化介绍的展示设施，使用乔灌草复合植物搭配，增强其色彩丰富性。在农田植被方面，应保证农田不撂荒，但是需要考虑到耕种的时节，不能一味追求其种植覆盖率。而对于一些现有林地景观区域应以保护为主，并增加当地本土植物种植率，重视传统村落的独特植物色彩塑造，使其具备独特的地域色彩文化和村落景观特色，以营造出有别于其他城市或村落的景观效果。此外，还应当关注村落的历史景观的展现，可以借助相关数字技术，如利用AR、MR等技术，提升人们与传统村落景观的互动体验，形成触动－唤醒的互动行为，使得公众在细致了解该传统村落历史景致的同时，增强文化体验感，以更好实现该传统村落历史文化的传承与发扬。

 

3.3局限性与未来研究

 

本研究采用的景观素材是基于在相对稳定的时期（6－9月）搜集得到的[43]，并未考虑到景观的季节变化与农田耕种的时间，结论具有一定的局限性，如能根据植物的物候变化在一年中进行追踪对比，所得到的结论则更有实践价值。

 

本研究所采用的是VR头显模拟的研究方法，但静态的虚拟空间仅能为评价人员的视觉带来一定的刺激，而公众的审美体验是一个动态观赏过程[44]，这意味着除了视觉刺激以外还要有嗅觉、听觉等其他感官的刺激，这需要在未来更进一步研究以验证。