景观色彩优化方法

吕林蔚，辜 彬

（四川大学 生 命科学学院，四川 成 都610064）

1 引言

关于景观环境生态性与健康性的研究并不少见。有关研究表明，人的视觉器官在观察物体时，最初20 s内对色彩的注意力约占80%，对形体的注意力仅占20%［2］。最早应用于医学界的园艺疗法，就是通过景观色彩对人体器官的神经作用来缓解患者精神压力，从而达到治病的效果［3］。这仅仅只是医学上有关景观色彩健康的研究，但是就目前面向的公共景观空间来说，现有色彩上的研究大部分仅停留在视觉美观性上，缺乏结合游者观感与体感的考虑。关于如何科学的搭配色调分配比例，缺少一些定量的理论指导。

为改善这种感性设计的现状，本文挖掘出Munsell色彩理论中有关于色彩调和的定量公式，将其结合园林景观的现状，提出一套改善色彩景观的定量方法。希望能从设计源头降低视觉污染带来的健康损害，为设计者提供一定的理性指导。

2 方法

当观赏者接触到景观时，第一感官一定是视觉。视域范围内的色彩协调直接关乎视觉健康。本文深度挖掘出孟塞尔色彩调和理论中关于色彩达到调和时的评价公式，结合观赏者游园的视觉感官，研究出这种数据化可评价的色彩搭配方法。具体过程与方法如下。

在设计之前首先得到所用色彩的明度值与纯度值（S明a、S明b、Ba、Bb）。依据Munsell色彩调和方程计算出所要达到的标准色彩面积比值K［4］。以此标准比值为定量参考来科学配比色彩。

根据实际情况采取如下几种方法来改善景观视觉：（1）若实际比值低于标准比值，则增加B色的面积区域、减少A色的面积区域。（2）若实际比值高于标准比值，则增加A色区域、减少B色区域。（3）在条件允许的情况下，也可直接更换树种来改变其色彩明度与纯度来达到色彩的理论优化以创造一个调和的景观视角。

图1 优化流程示意图

3 实例应用与结果分析

为了更好的展示此方法的过程，并对其实际效果进行评定。本文取几处实景运用景观色彩优化方法作为展示，以供参考。

3.1 材料与工具

（1）照片采集。选取主要观景点，在最适宜观察的距离采集，模拟人眼采集现场照片。

（2）现场取色。运用比色卡，对比真实叶片以确定植物的颜色。植物的色彩主要表现为叶色，取色时以叶片的主色调为主，为保证颜色的准确度，可采集叶片作为参考。选取的比色卡为CMKY。由于CMKY比色卡相对于其他比色卡，更接近人眼看到叶片的色彩。后期在photoshop软件中输入CMYK值，将其转换为明度与纯度，可避免人工目测和电脑显示器偏色而造成的色彩偏差。

（3）图像处理。该方法主要以色彩面积的比值作为衡量色彩是否协调的依据。在处理图像时，计算每一种颜色面积的操作十分繁琐且任务量大。先用photoshop软件中的马赛克滤镜，选择合适的像素，将原有图片处理成马赛克状，提取叶片原有色彩，将统一植物区域调成统一的颜色。

（4）数据分析。通过前两项操作处理后分别得到植物的CMYK值和实景中的主色面积比。根据色彩理论基础，将叶片的CMYK值转换为明度值和纯度值后，运用孟塞尔色彩调和公式计算出色彩和谐事的标准面积比值。

通过得出的两项数据比值，以色彩调和公式得到的面积比值作为参考，运用本文所提出的几种方法选取适宜场地的方法优化色彩景观。

3.2 实例应用

为更明确的展示此优化方法的应用，选取成都白鹭湾湿地公园色彩面积大且较为鲜艳的花海梯田景区为例，进行色彩优化。在午时太阳光温和的情况下，模拟游客的行走线路于花海梯田处采集人眼观赏到的主景图像，并结合CMYK比色卡和Photoshop软件将观测区域主色转换为明度值与纯度值（图2）。采集的景观图片需要保证观测角度与实际观测角度一样，视线主区域完整摄入照片中。

采集的图片用Photoshop中的马赛克处理，方格单元根据实际需求，本实验选取8像素，方便对叶片边缘进行较为细致的处理。通过实地调查，和对比取样，确定叶片的主色调后，拾取主色将两区域调成统一颜色。用Arcgis软件计算出两主色区域的面积。

通过两项面积比值并结合分析结论中改善景观配色的方法与形式，结合白鹭湾花海梯田的实际情况，由于栽植花草已定，且公园规划的植物栽植区域已定。用其他颜色植物代替其中某种或者仅仅减少或者增加某种植物的面积都非最简易可行的。综合考虑应该增加百日草面积的同时减少三色堇的栽植面积来达到最终效果的平衡（图3～5）。

图3 实景前后对比组一

图4 实景前后对比组二

3.3 实验结果影响因素

3.3.1 环境因素

人眼看到的色彩是光线照射到物体后，视觉神经反应出来的感受，因此光线的明暗强弱直接关系到景观色彩，影响实验结果的精确度。研究表明，在色温比较稳定的状态下确定植物主色调，时间在日照正常天气10：00至14：00期间采集照片［6］。

图5 实景前后对比组三

目测距离的影响 由于景观色彩主体是以人体目测为主，而观赏距离过远会使得色彩有种灰蒙蒙的感觉。研究人员对室外观测景观距离进行研究，得到在15 m范围内色彩明度和纯度的微小变化无法被比色卡识别，也就是15 m范围内观测景观的观测值基本不变［7］。

3.4 优化结果与分析

为检验本文优化方法的效果，面对非园林专业人员发放了80份调查问卷，回收有效问卷64份，回收率80.0%（数据见表1）。在性别比例方面，有58.46%的女性和41.54%的男性。年龄分布上，21～30岁的最多，占到61.54%。其次为31～40岁，占到了15.38%。20岁以下的人数占到总人数的12.31%。在学历方面，本科和研究生所占比例最高。在职业上，在校学生或教师和企业人员所占比例较高。在问卷中罗列了三组通过色彩优化方法优化的前后对比实景图，设置了优化效果评分选项，采用打分方式评判本方法的优化效果和色彩在此效果中的重要程度（打分标准如表2），并用SPSS软件对收集的384个数据进行处理，分析出不同景观优化效果与色彩之间的内涵关系（表3）。

结果显示三组优化图像的综合优化结果得分为7.24分，且优化效果与色彩之间有较好的相关性（r＝0.377～0.467）。这表明基于 Munsell色彩理论的经过色彩优化方法对景观视觉的优化有一定的帮助，并且优化色彩分布是优化景观视觉的有效途径。

表1 问卷调查数据

表2 标准分值

表3 组与组间相关性分析

4 结论

通过实际应用可以看到图一组的原实景图的色彩经计算未达到调和，且明度数值过高。在色彩优化方法的基础上，结合实地状况分析，选出适宜场地的整改方案。由于场地植物选用品种已定，调整两种植物栽植的面积比例是最为有效并且实用的方法。从实景图和优化后效果图的对比可以看到，根据色彩优化方法调节比例后，虽然整体画面配色未变，但两种颜色能科学的得到调和，使得视觉呈现出中性灰色调，也就是不带有任何色彩倾向，这样景观才能在让人欣赏美的同时又能避免带来过激的不良感受，防止不良后果的产生，改善保护人体生理健康，营造生态景观。

三组优化图片的测评数据分析结果说明运用本文所提出的色彩景观优化方法来改善景观的色彩是可行的，并且有一定力度的改善效果。此方法，在以往仅仅只是定性配色的基础上，针对景观设计的特点，结合色彩调和理论探讨出一个可量化的设计方法。此方法使得设计者的色彩搭配有据可循。并且在改善景观视觉上色彩方面的调和劣势的同时，也能兼顾一定的生态效益，缓解现代人的亚健康与高压力。但由于景观的尺度较大，所以此方法主要运用于观景者长期停留的并且能欣赏全景观的视觉区域会有较好的效果。

5 讨论

1996年英国色彩规划专家Michael Lancaster针对色彩在现代城市中的意义演变，提出了“色彩景观”的概念［10］。2005年，王明通过对湖滨地区中的色彩景观进行调查分析，提出了有关湖滨色彩设计的方法。2006年，张长江针对环境色彩的设计问题提出系统性、多样性、目的性、经济性等多项原则［11，12］。景观色彩设计的发展历年来不乏研究者，但始终未探讨出一个定量的评判标准。

现在市场上很多景观喜高明度的景观配色。这种容易刺激人体兴奋，促进心血管加速，虽然可以提高游客观景乐趣与兴奋程度，但对老年人和有心脏病、高血压者却十分不利。这种情况下，景观的协调必要性尤为迫切。

另外值得注意的是，人的视域是不断移动的，景观相对于人眼是无固定视角的。由于景观的尺度较大，本文的景观色彩优化主要运用于观景者长期停留的并且能欣赏全景观的视觉区域，对于园林景观色彩设计系统全套的设计理论方法有待后续更深入全面的研究与探讨。希望本文能为景观设计者提供一定的参考与启发。

在当今生活节奏加快，城市公共景观缺乏的背景下，在有限的景观内，通过科学的手段最大化避免设计误区，制定出一套标准，将类似园艺疗法一样拥有治愈能力的景观融入日常生活中，为人类带来健康是景观色彩未来发展的必然趋势。

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