视觉心理在高速公路景观设计中的应用研究

翟翼畅?杜守帅

摘 要：为探讨高速公路景观的变化与驾驶员时间知觉的关系，我们用3Dmax模拟了真实的场景，通过合理变化颜色频率与颜色对比的实验来研究驾驶员的视觉心理变化情况，从而探寻有效刺激方法，减缓驾驶员视觉心理疲劳，降低行车不安全因素。实验结果表明：1）当公路两侧景观植物颜色变化为3种颜色交替时，被试者感觉时间最短，绿化隔离带颜色每隔3.3km进行交替最为合理。2）红色和黄色出现的时间长短会对驾驶员心理产生影响。高速公路中央隔离带景观合理长度为：绿色段长度3.3km，红色段长度2.5km，黄色段长度为1.67km。

关键词：高速公路；景观；颜色；视觉疲劳；时间错觉

[基金项目：教育部人文社科一般项目（13YJAZH018）中央高校基本科研业务费专项资金资助（JUSRP51413A）]

高速公路景观单一，驾驶员在行驶过程中若长时间得不到新鲜信息，缺少有效刺激，则容易产生视觉疲劳，引发安全事故。

公路景观设计的好坏要通过驾驶员和乘客感观体验来评判，而这些感观体验的90%来自视觉和听觉所摄取的信息。而视觉所获取的信息中，又以颜色、形状等信息为主，而高速公路中色彩来源主要为道路两侧的天空、道路、植物，因此植物色彩的搭配组合对公路景观的设计效果起着非常重要的作用，如果植物色彩搭配不合理，景观会显得呆滞无生气或者凌乱不协调，这些都会引起驾驶员的乏味，从而产生视觉疲劳引发交通事故。但是，如果利用视错觉这一原理来增强驾驶员的视觉刺激，缩短驾驶员对距离的感知，那么就可以降低驾驶员的疲劳感。

植物颜色的频率变化可以影响驾驶员的时间感或是距离感，人在一定时间内接受过多或过少的刺激，对刺激的反应都会明显减弱。若植物景观颜色单元段尺度过长，变化频率过低，驾驶员会明显感觉到行车环境单调，大脑处于刺激过少状态，继而引起视力疲劳现象，形成潜在的安全隐患。反之，植物景观单元段尺度过短，景观变化过于频繁，每一景观段没有留下整体印象，景观设计的作用减弱，驾驶员也不会因频繁的视觉变化而增强敏锐反应，相反容易产生心理烦躁或注意力分散，甚至直接危害行车安全。

本文就是根据以上解释做了一系列实验，希望通过周围景观的设计来提高驾驶员开车时的刺激，缓解驾驶疲劳。

一、试验背景

在行车过程中，驾驶员负责安全驾驶车辆，其视线需要尽量集中于公路引导的方向，不能随意转动和偏移。在正常行车的情况下，驾驶员的视野中天空占据约1/2，路面景观占据约1/3，路旁景观占据约剩下的1/6。高速公路中央隔离带植物景观主要由绿色、红色、黄色灌木组成。而蓝色、紫色、粉色植物则不常见，或为季节性植物，且为点缀性乔木，在高速公路中央隔离带植物景观设计中运用较少，这里不做进一步讨论。以下实验是围绕路旁绿化隔离带红黄绿三种常见颜色景观展开。

二、材料与方法

（一）参与者

1、参与者一共选了40个人（均持有驾照）。

2、为了实验更加合理与具有普遍意义，我们选定了职业不同，年龄从18岁到60岁不同年龄段的30名男性和10名女性，平均分配成3组，按每组每次10分钟进行测试。

（二）场地

安静的室内。

（三）试验材料与试验设计

将绿化带颜色变化变量定位红黄绿三中常见的颜色。根据常规景观设计经验，将单一景观适宜长度定在800m～10000m，根据平均车速100km/h，时间为0.5min～5min，将红色信号视觉刺激面积变小；，声音刺激频率变高，将数字刺激的个数变少和将字体变小，增加红绿灯刺激的趣味性，占用路人更多的注意资源。

试验一：公路两侧景观植物颜色变化频率改变时对驾驶员的疲劳感的影响

首先用3Dmax软件模拟行车真实场景动画，并且一边为绿化隔离带，观察者坐在椅子上身体不可位移，头部可以自由转动，戴上3D眼镜。注视对象为车辆正前方，可随意往四周观看。试验分为3组进行测试。

第一组：在平均车速100km/h的情况下，绿化带为红色与绿色交替出现，时长间隔分别为0.5min、1min、1.5min、2min、2.5min、3min，被试者观察时间为10分钟。

a、0.5min绿色0.5min红色交替出现，共10min

b、1min绿色1min红色交替出现，共10min

c、1.5min绿色1.5min红色交替出现，共10min

d、2min绿色2min红色交替出现，共10min

e、2.5min绿色2.5min红色交替出现，共10min

f、3min绿色3min红色交替出现，共10min

被试者自己并不知道自己实际观察了多长时间，每个小测试结束之后立即记下自己感受到的时间。

第二组：为了保证不是红色本身影响了被试者的感知变化，其它条件不变，将红色变成黄色，由第二组进行测试，重复上述实验。

第三组：排除两种颜色交替现象，试验变为绿红黄三种颜色交替出现，时长间隔仍然为0.5min、1min、1.5min、2min、2.5min、3min，被试者观察时间为10分钟。

试验二：公路两侧景观植物颜色种类对驾驶员疲劳感的影响

我们还是以高速公路中央隔离带植物主要由绿色、红色与黄色灌木组成来进行试验。（因为蓝色、紫色、粉色植物不常见或有季节性，且多为点缀性乔木，在高速公路中央隔离带植物景观设计中运用相对较少，这里暂时忽略。）根据第一次试验，绿化带颜色在每隔2min进行交替时被试者感觉时间最短，这里，我们将绿色设定为不变量，红色与黄色分别在2min左右变换，我们来测试一下红色或者黄色出现的时间长短对驾驶员心理产生的影响。

试验分为两组。

第一组：绿色出现2min，红色分别为1min、1.5min、2min、2.5min、3min

第二组：绿色出现2min，黄色分别为1min、1.5min、2min、2.5min、3min

每次测试完立即填写调查表，分别在“交替太快，无刺激感；变化适中，有显著刺激；单调乏味，无刺激感”中选出感受。

三、结果与分析

（一）当公路两侧景观植物颜色变化频率改变时对驾驶员的疲劳感产生的影响

第一个实验中得出：

1、当3种颜色交替时被试者感觉时间最短，即最不容易产生疲劳的交替时间。

2、当交替时间小于2min时，被试者会因刺激过多而觉得在拉长时间。

3、当交替时间大于2min时，被试者感到交替冗长，使时间感受更加漫长

在2min时感受时间最短，小于实际时间。根据车速100km/h来计算，行驶路程为3.3km，因此绿化隔离带颜色每隔3.3km进行交替最为合理。

本实验设计颜色交替皆为等时，由于颜色本身冷暖与颜色对比刺激对心理感受也产生一定影响，对比颜色持续时间长短是否影响驾驶员的心理感受还需进行进一步探讨。

（二）红色和黄色出现的时间长短对驾驶员心理产生的影响。

第二次实验得出：

1、红色和黄色出现的时间长短会对驾驶员心理产生一定影响。

2、当绿色为2min不变时，红色出现1.5min，黄出现1min被试感受最为舒适，并且具有显著的刺激。

从上述实验得出：

绿化隔离带出现2min，红色隔离带出现1.5min，黄色隔离带出现1min时驾驶员感觉变化适中，有显著刺激。根据车速100km/h来计算，即高速公路中央隔离带景观合理长度为。绿色段长度3.3km，红色段长度2.5km，黄色段长度为1.67km。

四、结论与讨论

本文从高速公路使用者的需求角度，基于对驾驶员安全行驶的考虑，并根据乘车人员视觉审美的需求，分别对高速公路中央隔离带景观尺度与色彩，高速公路两侧沿线景观与警示灯视觉进行研究与探讨。实验结果表明：1）当公路两侧景观植物颜色变化为3种颜色交替时，被试者感觉时间最短。当交替时间小于2min时，被试者会因刺激过多而拉长时间。当交替时间大于2min时，被试者感到交替冗长，使时间感受更加漫长。在2min时感受时间最短，小于实际时间。根据车速100km/h来计算，行驶路程为3.3km，因此绿化隔离带颜色每隔3.3km进行交替最为合理。2）绿化隔离带出现2min，红色隔离带出现1.5min，黄色隔离带出现1min时驾驶员感觉变化适中，有显著刺激。根据车速100km/h来计算，即高速公路中央隔离带景观合理长度为：绿色段长度3.3km，红色段长度2.5km，黄色段长度为1.67km。

对于视觉心理在高速公路景观中应用的案例研究我们这里仅举了两例，制约了对人的不同时间段、不同颜色、不同变化频率以及不同外界刺激等情况下被试者的心理感受研究。所以本研究还将会考虑到内外部综合因素，将研究继续深入和拓展。

参考文献：

[1]张敏杰，高速公路中央分隔带绿化与交通安全[J].中南汽车运输，1998，3：44-45.

[2]冯志慧.基于驾驶员认知特征和视觉特性的高速公路景观设计方法研究[D].西安：长安大学，2012：59-62.

[3]汤振兴.与自然协调的高速公路景观设计方法研究[J].安徽农业科学，2010（11）：49-52.

[4]吴瑞麟，沈建武.高等级公路道路“视距”取值问题探讨[J].中南公路工程，1994（71）：14-17.

作者简介：

翟翼畅，江南大学设计学院硕士研究生。研究方向：环境艺术设计，城市景观。

通讯作者：

杜守帅，工学博士，江南大学设计学院副教授。