基于視覺量化的傳統村落水口景觀游客視覺行為偏好分析

楊 簫 李 早 葉茂盛 夏舒婷

（1.合肥工業大學建筑與藝術學院，合肥 230601；2.安徽建筑大學建筑與規劃學院，合肥 230022；3.巢湖學院旅游管理學院，合肥 238024）

水口是傳統村落景觀風貌和功能的重要組成部分，具有深厚的歷史文化價值。選取安徽省黃山市唐模村的水口景觀空間進行眼動追蹤實驗，探究在鄉村轉型發展過程中如何保持水口獨特景觀風貌、提升游客的情感與體驗感。通過眼動指標的量化特征分析，實現對水口景觀空間視覺的可度量和可視化，總結了水口景觀空間游客視覺行為的規律。研究表明：（1）在水口景觀空間中，門窗洞口、牌匾楹聯等人工要素比植物、水體等自然要素更受游客關注，人工要素在文化類風景園林建設中發揮重要作用。（2）游客對大面積單一的植物、水體的視覺偏好較小。（3）第一次注視前時間、第一次注視持續時間與要素的像素數量、RGB均值具有較強相關性。

傳統村落；水口景觀；空間要素；眼動追蹤；視覺偏好

徽州水口是徽州文脈的代表，是構成徽州村落的基本要素[1]。水口作為徽州傳統村落重要組成部分受自然、歷史、社會、宗教等方面的影響，體現徽州人的價值觀與人生觀[2]。水口景觀空間作為村落起承轉合的起點，本質上是一個供村落居民及游客使用公共空間[3]。水口在傳統村落中具有景觀與文化的雙重價值[4]，體現在其豐富的自然要素與人工要素上；水口景觀在傳統村落空間布局與選址上發揮風水學作用，同時水口在村落理水和植物配置上發揮功能與審美的優勢[5]。因此徽州人營造村落，倚水而居，圍繞水營造景觀，以橋為鎖，以亭臺樓閣塔為鎮，聚集村中旺氣，水口林與水口的山、水、建筑相融合形成優美獨特的水口景觀空間[6]。

既往研究中，程極悅[7]以徽州著名水口園林“檀干園”為例子闡述徽商的發展促成了水口園林的產生與繁華；劉亮等[8]從樹木學角度闡述水口植物配置和水口林景觀與環境的相融性；孫明等[9]探究的“藏風得水”“鎖鑰氣勢”等對水口的論述中反映出徽文化對山水獨特的理解與向往；劉沛林[10]從旅游學視角開展研究，認為徽州歙縣潛口村水口園林營造了一種“可居可游”的理想生活環境；王婷[11]從民俗學角度探究水口要素和文化，認為水口是徽州村落及居民生活不可缺少的部分；馬寅虎[12]從地理學角度研究徽州村落水口景觀的人文特色。

綜上，針對徽州傳統村落水口的研究已有開展，但多集中于水口構成及其文化表征的研究。隨著徽州商業化旅游的快速發展和面向使用人群的快速轉變，水口空間保護利用與更新引起關注，結合主體感知視角以空間利用動態更新為目標的研究有待開展。因此，本研究采用眼動追蹤的方法探究水口要素構成、視覺認知的影響差異進而結合人群視覺偏好規律，提出徽州傳統村落水口空間利用與保護發展的相關建議。

眼動追蹤實驗通過生成個體在視覺探索行為中的定量數據來分析其相關的行為心理[13]，其已成為近年來解決空間認知領域相關問題的重要方法，并取得了重要的研究成果[14]。一方面借助眼動實驗研究人群對要素之間視覺偏好差異，揭示被關注的環境范圍內人們的審美行為共性與差異性，探討人群使用關注度[15]，解析傳統村落的空間品質[16]。另一方面，眼動指標大小差異可表明被試者視覺偏好的客觀反映，表明不同群體的空間要素認知差異[17]，以視覺質量評價為傳統村落提出設計策略[18]，同時視覺與空間關聯分析為探究環境與人群關系提供新的量化方法[19]。

1 研究方法與實驗流程

1.1 研究方法

視覺是人們感知環境的主要方式，人類從外界所獲得的信息中80%以上來源于視覺[20]，通過眼睛可以發現人的心理活動的規律。眼動追蹤研究是指通過測量眼睛的注視點的位置或者眼球相對頭部的運動而實現對眼球運動的追蹤，可攜帶式眼動儀是在真實的環境中進行的實驗，其搜集的數據真實可靠。

通過眼動實驗探究游客視覺行為在空間感知中的作用以及與空間要素的關聯性。首先運用圖像學的理論對所選樣本圖片進行圖示化分析，歸納唐模水口景觀空間構成要素。然后通過對眼動熱力圖，分析唐模水口景觀空間中游客的視覺偏好特征。其次通過對比疊合水口景觀空間構成要素以及眼動實驗熱力圖，生成視覺特征圖示，對眼動指標數據、要素AOI、潛在的影響因素之間進行相關性分析（在SPSS.26中實現數據的處理與分析）（圖1）。

1.2 樣本選擇

安徽省黃山市唐模村是徽州傳統村落之一（圖2），景觀環境因地制宜，巧于因借。山水、田野、村舍融成一體，營建亭、橋、坊等建筑以及保存良好的風水樹和水口林等組成水口，體現了“天人合一”的樸素生態觀。唐模村水口景觀空間組織起承轉合、主次分明，具有獨特的皖南古村落水口景觀風格。其水口景觀空間既不像西遞水口自然關鎖，也不像宏村水口開闊宏大，而是具有自然、精巧、雅致的特點，講究人與自然和諧統一。唐模村水口綜合了徽州水口豐富的文化形態、要素種類、水口空間序列組織，充分了體現徽州園林的獨特風格，被譽為“中國水口園林第一村”[21]，具有選取展開研究的價值和代表性。

圖2 唐模村區位Fig.2 Location of Tangmo Village

結合唐模村水口景觀空間的物質和非物質構成要素利用情況、所含有的環境要素組合類型及要素種類。將要素構成種類及數量較為相似的樣本劃分為一類，歸納該類的空間特征并對水口景觀空間進行類型化分析，最終聚類得到5處最具代表性的空間場所作為實驗樣本[22]（圖3）：建筑景觀空間（A1）、建筑圍合空間（A2）、親水空間（A3）、林下景觀空間（A4）、開敞空間（A5）。樣本分別是由自然要素水系、古樹與人工要素建筑、構筑物等構成的復合空間場所，不僅反映水口園林沿水系鋪陳序列中的空間轉換與構成要素，同時也能體現不同水口景觀空間的組織方式[23]。

圖3 唐模村水口Fig.3 Shuikou of Tangmo Village

1.3 數據獲取與處理

采用 Tobii Pro Glass 3可攜帶式眼動儀（采樣率為100 Hz，頭動范圍30～50 cm、操作距離60 ～100 cm）記錄被試游客在水口景觀空間中真實視域內的眼動數據。為保證便攜式眼動儀的精確度和數據采集的準確性，被試者需要滿足以下幾個條件：（1）被試者的眼睛大小要相對正常；（2）裸眼或矯正視力正常，無色盲散光等嚴重的視力問題，近視度數過高的被試者需要在實驗前提前佩戴隱形眼鏡。

實驗選擇于2023年4月26日-4月27日（春季植被豐富，溫度適宜，游客來往較多，游客受客觀可變因素影響較?。┫挛?5:00-17:00之間進行，天氣多云轉晴，溫度為11～21℃。首先研究人員為被試者佩戴眼動儀，啟動眼動校準程序，單人單場景進行60 s實驗。實驗完畢后導出追蹤率高于90%的數據，在Tobii Pro lab軟件中進行數據分析得到眼動數據結果。共獲取150名被試者的眼動數據，去除眼動數據瞳孔捕捉率＜85%的無效數據，選擇＞95%的優質數據，為保持各場景數據量相同，每個場景選擇20份優質數據，共得到100份優質數據。最終得到眼動相關數據結果，包括眼動注視軌跡圖、熱力圖、AOI興趣圖等圖示化信息以及第一次注視前時間（time to first fixation）、第一次注視持續時間（first fixation duration）、注視總持續時間（total fixation duration）等眼動指標數據信息[24]。最后將所采集眼動指標數據導入Excel和SPSS 22.0進行實驗結果分析[25]（圖4）。

圖4 唐模村水口景觀空間場景樣本眼動實驗Fig.4 Sample eye-tracking experiment of spatial scene of shuikou landscape in Tangmo Village

2 結果與分析

2.1 眼動場景水口景觀空間要素分析

根據傳統村落景觀地方性的知識特性分析[26]，將唐模村的水口景觀空間構成要素進行歸納總結，如表1所示。

表1 實驗場景水口景觀空間要素統計Tab.1 Statistics of spatial elements of the shuikou landscape for the experimental scenarios

結合OneFormer語義分割[27]，唐模水口景觀空間共得到9種AOI要素①OneFormer是一個多任務通用圖像分割框架，可以在語義、實例和全景分割任務上使圖像分割更容易實現。結合上文分析的水口景觀空間要素類型組成，在OneFormer中引入語義格式進行任務令牌輸入，對需要進行語義分割的場景圖像模型選擇 ADE20K (150 classes) 值數據集進行圖像分割任務。（表2）：屋頂、門窗洞口、橋體汀步、水體、植物、牌匾楹聯、構筑小品、道路鋪裝、可識文本[28-29]。同時為減少誤差，本實驗所進行的AOI興趣區分組不考慮要素交叉的情況，且分組邊界與實際情況基本一致[30]。

2.2 實驗場景眼動結果分析

對眼動實驗結果進行可視化表達，得到各AOI要素的受關注程度。熱力圖中紅色代表其被注視時間最長或被多次注視，綠色代表其被注視時間最短或僅為匆匆一瞥[31]。

表3可知，建筑景觀空間（A1）中游客視覺最多集中在門窗洞口、植物、牌匾楹聯上，其次是植物要素。建筑圍合空間（A2）中游客視覺偏好較大的是門窗洞口、牌匾楹聯、植物、屋頂、構筑小品，道路鋪裝偏好較少。親水空間（A3）中景觀要素豐富，橋體汀步、水體、植物要素呈現較多的熱力。林下景觀空間（A4）是典型的線狀景觀空間，兩側長滿植物且不規則的茶源石板延伸到景區東側大門，同時道路的空間指向處是游客的視覺集中處。開敞坦空間（A5）中構筑小品呈現出較多熱力，大面積的草坪并未呈現較高熱力。

表3 眼動場景可視化表達Tab.3 Visualization expression of eye movement scene

基于以上分析，發現游客注意力常被具有歷史文化的要素吸引，例如門窗洞口、牌匾楹聯獲得更多注視時間，呈現熱力較高。本研究認為歷史文化要素內涵豐富而不同于景觀的直白，門窗洞口等人工要素組合出的空間更易激發游客的探尋心理，因而有更高的熱力值。

眼動熱力圖僅對整體AOI要素的游客視覺偏好進行初步分析，不能準確判斷具體的AOI對游客的視覺偏好程度，即不同AOI要素在不同樣本空間中對游客的視覺吸引程度不同。因此要對不同場景的AOI要素眼動指標數據進行定量分析。

2.3 眼動指標及其差異特征分析

為探討各眼動指標與各水口景觀空間要素AOI的關系，如表4選擇第一次注視前時間、第一次注視持續時間、注視總持續時間共三組眼動指標數據進行研究[32]。

表4 眼動指標選擇及意義Tab.4 Selection and significance of eye movement indicators

2.3.1 第一次注視前時間

第一次注視前總時間中，游客對建筑圍合空間（A2）的總時間用時最長約為3 944.16 s，對親水空間（A3）的總時間用時最短為1 054.67 s（表5）。建筑圍合空間（A2）要素豐富且復雜，游客需要一段適應時間才能分析出其中所含語匯并做出視覺反應，找到自己的視覺興趣點。親水空間要素簡單較少，辨識度較高，流動的跌水與豐富綠植空間較為醒目，更能吸引游客視線。建筑圍合空間（A2）中門窗洞口的第一次注視前總時間最長為1 250.30 s，植物的第一次注視前總時間最短為405.48 s，說明在半圍合的建筑空間中游客首先注視的是植物景觀要素，其綠色在灰褐色調為主的建筑空間中更容易區分，辨識度很高則游客可較快注視此要素。與之相反，建筑空間門窗洞口數量多且復雜，不易解析，游客需要一定時間區分其大小和范圍。AOI第一次注視前平均時間最長的是構筑小品為27.10 s，平均時間最短是植物要素為7.96 s，在水口景觀空間中植物要素的色彩及豐富度最吸引注意力，且要素單一易解析，構筑小品要素數量較小且放置較少易被忽略。

表5 場景空間樣本第一次注視前總時間與各要素AOI第一次注視前平均時間Tab.5 Total time to first fixation of scene space samples and average time to first fixation of each element AOI

2.3.2 第一次注視持續時間

第一次注視持續總時間中，游客對建筑圍合空間（A2）的第一次注視持續總時間最長為114.94 s，建筑圍合空間要素復雜多樣、內涵豐富會增加游客辨識時間，具有較強的興趣拉力，其中門窗洞口第一次注視持續時間最長為42.23 s，興趣拉力最強。親水空間（A3）第一次注視持續總時間最短為38.47 s，跌水景觀整體更易辨別，構造簡單，注視總時間較短（表6）。

表6 場景空間樣本第一次注視持續總時間與各要素AOI第一次注視持續時間平均值Tab.6 Total duration of first fixation of scene samples and average duration of first fixation of each element AOI

AOI第一次注視持續時間平均時長最長的是牌匾楹聯0.38 s，最短的是橋體汀步0.26 s，其他AOI都集中分布于0.26～0.35 s，差距較小，原因可能是牌匾楹聯具有強烈的色彩對比（黑底金字）和文化內涵更能吸引游客。植物要素像素所占圖面比例最大，其第一次持續注視時間平均時長較短僅為0.27 s，且第一次注視前平均時間也是最短，說明植物存在吸引力但興趣拉力較弱且不能持久，原因可能是游客在水口園林環境中對大面積的綠色景觀產生審美疲勞。

2.3.3 總注視持續時間

樣本總注視持續時間差距很小，總注視持續時間最長的是建筑景觀空間（A1）為962.32 s，最短的是林下景觀空間（A4）805.37 s。建筑景觀空間（A1）水體總注視時長最長為332.58 s，其次是門窗洞口為247.69 s（表7）。AOI總注視持續時間平均值最大的是水體為10.88 s，最小的是構筑小品為0.88 s。游客對構筑小品不敏感，但仔細觀察后會被其吸引。

表7 場景空間樣本總注視持續時間與各要素AOI總注視持續時間平均值Tab.7 Total fixation duration of scene space samples and average AOI total fixation duration of each element

2.4 景觀空間要素AOI及游客視覺偏好分析

把9種要素AOI與眼動指標進行相關性分析，探究每個要素對游客視覺行為的影響差異，從而得出水口景觀空間要素如何影響視覺偏好。選擇第一次注視前時間、第一次注視持續時間、注視總持續時間三種眼動指標，在影響游客視覺行為潛在因素中選擇水口景觀空間要素的RGB均值、像素數量作為代表（表8）。

表8 景觀空間要素AOI與影響因素的相關性分析Tab.8 Correlation analysis between AOI and influencing factors of landscape spatial elements

第一次注視前時間指標：橋體汀步與牌匾楹聯的第一次注視前時間與其像素數量、RGB均值都在0.01水平上顯著負相關，說明橋體汀步或者牌匾楹聯的像素數量所占圖面比例越大或顏色越亮，其第一次注視前時間越短越容易吸引被試者注意力。構筑小品的第一次注視前時間與其像素數量在0.05水平上顯著正相關，說明構筑小品像素數量所占圖面比例較小環境信息簡單，游客對其不敏感且易被解析。道路鋪裝的第一次注視前時間與其RGB均值在0.05水平上顯著負相關，說明道路色彩亮度影響游客敏感度。

第一次注視持續時間指標：橋體汀步與牌匾楹聯的第一次注視持續時間與其像素數量、RGB均值都在0.01水平上顯著正相關，則在一定范圍內橋體汀步或者牌匾楹聯的像素數量所占圖面比例越大或顏色越亮，對游客的首次興趣拉力越強。植物的第一次注視持續時間與其像素數量在0.05水平上顯著正相關，植物所占圖面比例越大對游客的首次興趣拉力越大。

注視總持續時間指標中：橋體汀步與牌匾楹聯的注視總持續時間與其像素數量、RGB均值都在0.01水平上顯著正相關，則在一定范圍內橋體汀步或者牌匾楹聯的像素數量所占圖面比例越大或顏色越亮，對游客的持續吸引力越大?？勺R文本的注視總持續時間與其像素數量在0.01水平上顯著正相關，可識文本像素數量所占圖面比例越大游客對其注視時間越長。

3 總結與討論

本文以唐模村為對象，采用可移動式眼動儀開展游客視覺行為偏好研究。研究表明：（1）水口景觀空間對游客視覺偏好存在影響，游客對自然要素與人工要素的視覺感受不同，游客偏好人工要素。游客較多關注水體且其形狀、大小、狀態及文化內涵會使之有較多吸引力。（2）植物要素單一易解析，游客對大面積單一的植物、水體易產生審美疲勞，視覺偏好較小。（3）人工要素中橋體汀步在親水空間中有較強吸引力，其吸引力強弱與趣味性有關。屋頂在自然環境中吸引力強，在人工環境中空間吸引力弱。門窗洞口、牌匾楹聯能體現建筑所含歷史風貌，有較強吸引力。（4）道路鋪裝吸引力較弱，與唐模部分道路損壞、缺失有關。構筑小品數量較少但容易影響游客視覺行為，在開敞空間中效果最明顯。（5）牌匾楹聯歷史內涵豐富、色彩對比（黑底金字）明顯，歷史文化內涵是影響游客視覺偏好的重要因素?？勺R文本起到解釋、介紹景點的作用，對游客吸引力強弱與景觀相關性較弱。

水口的誕生與發展正是自然環境要素與人工要素不斷融合、演化的過程，游客的視覺特征規律也印證這點。在未來水口空間的保護、利用、優化進程中：（1）以自然要素為主，人工要素為輔，保持既有自然要素發展的同時弘揚水口文化及歷史內涵，構建深層次文化景觀；（2）注重水口自然要素原真性，提升水系景觀空間序列感；（3）人工要素要注重保護與修復，重點關注牌匾楹聯、門窗洞口、道路鋪裝等，協調“古”與“新”的關系，保持現有環境風貌和空間布局形態；（4）要完善基礎服務設施，優化構筑小品，通過構筑小品的點綴作用擴展公共活動空間活力，同時保持水口景觀環境協調性。

雖然研究基于游客的眼動分析，得到人群對水口要素的視覺偏好，給未來水口景觀空間優化提供新的思路和方法。但考慮實驗場景選擇有限，唐模水口雖具有一定代表性但仍不夠全面。同時不同的季節、天氣、溫度等，都會對游客視覺偏好產生影響。另外，游客在環境中的體驗感不僅僅通過眼動表現。因此在今后的研究中盡可能完善實驗方法、控制環境變量，采取皮電、腦波傳感器等人因工程設備進行交叉實驗，對比分析，根據游客在水口景觀空間中的真實體驗數據，得到更加詳細、全面的分析和結論。

注：圖1底圖源自谷歌地圖（https://www.earthol.com/），圖2底圖源自本課題組無人機航拍；其余圖表均由作者繪制。