不同木质室内装饰空间审美偏好的ERP研究∗

万 千 费本华 宋莎莎

木材作为一种常见的室内装饰材料，因其独特的天然纹理、色彩和材料学特性在室内装饰中占有重要的地位。同时，研究表明具有较多木质室内装饰的空间，相较于钢筋混泥土等人造材料能为人们创造出一个更加健康舒适的居住空间，带来更好的视觉心理体验，对于缓解人们日常工作的疲劳大有裨益[1]。因此通过科学客观的手段研究人们在不同木质室内装饰空间环境下的审美偏好就显得十分重要。

事件相关电位（Event Related Potentials,ERP）指的是某一特定心理活动事件相关的脑电位的变化，它能反映和评价脑电地形图的相关分布情况并以此反应人们对某一事件情感刺激的心理感受[2]。人们与脑电反应相对应的情感ERP大多都是通过复杂的图片刺激而产生的[3-4]。通过对ERP的研究能够客观地反应情绪活动在脑内对事件认知加工过程的不同方面，ERP是研究大脑情感认知的重要途径[5]。

笔者通过实验获得了北京市某高校20名学生对不同木质室内装饰空间图片的ERP数据和审美偏好的情感评价，结合计算机分析软件对数据进行统计分析研究，为不同木质材料室内装饰空间的审美评价提供客观依据。

1 实验方法

1.1 受试者

实验受试者为20名北京市某高校本科生，其中男生11名，女生9名，年龄在20～23岁之间，平均年龄21.75岁（标准差3.12岁）。所有被试均为右利手，视力或矫正视力正常，无精神疾病史和家族遗传病史，无烟酒等不良嗜好。所有被试均未参加过类似实验。

1.2 实验材料

实验所用的图片来自于百度中被人们搜索并辨识到的排名最高的彩色图片。实验图片分为胶合木图片、原木图片和钢混结构图片三类，如图1，每类60张。三类图片均为自然色，长宽、亮度等其他条件均相同。所有图片均事先进行过评定以保证对比度、亮度和饱和度的一致。

图1 三类不同木质室内装饰Fig.1 Three different types of wooden interior decoration

1.3 实验环境与实验设备

实验在视觉艺术与脑认知实验室中进行，实验仪器使用美国Neuroscan公司生产的ESI-64导（见图2所示）脑电记录分析系统，本次实验使用专业心理学实验编程软件E-prime(E-prime软件是一套能满足所有计算机实验需求的程序，它能提供一个方便的试验设计、数据收集和分析的计算机环境并以毫秒为时间分辨率来反映和评价脑电地形图的分布情况)进行编程和刺激呈现，采用Scan数据分析软件、SynAmps放大器、Quick-Cup电极帽,电极导联参照10-20国际脑电记录系统并使用17"显示器呈现视觉刺激。

图2 Neuroscan Quick-Cup 64导电极帽记录电极排列示意图Fig.2 The diagram of recording electrodes' arrangement of the Neuroscan Quick-Cup 64 conductive cap

1.4 实验步骤

实验采用E-Prime进行编程。刺激呈现在电脑屏幕的正中央，背景为白色，中间呈现彩色图片，视角5°×6°。电脑屏幕的分辨率为1 024×768。

在实验的过程中，被试所坐椅子距离计算机屏幕100～120 cm。在屏幕中央，首先呈现一个“+”，时间为800 ms。然后随机空屏800～1 000 ms，接下来呈现刺激图片（胶合木、原木、钢混结构的内饰装饰图）。三类图片随机呈现。被试需要对刺激图片进行“喜欢”和“不喜欢”判断，如果“喜欢”，则按“F”键；“不喜欢”则按“J”键。刺激图片按键消失。图片消失之后随机空屏800～1 000 ms，之后进行下一个试次。

1.5 数据处理

EEG数据的记录采用Cognionics 多导联EEG/ERP系统，采样率1 000 Hz，DC记录，记录带宽0～100 Hz。电极为Ag/AgCl电极，按照10～20系统排列位置。记录时前额接地，采用左侧乳突为参考电极，离线分析时转换为双侧乳突平均参考。记录电阻均为5 kΩ以下。

离线分析采用ASA4.3软件进行，采用ICA法剔除眨眼伪迹，30 Hz低通滤波，-100～1 000 ms时间窗口分段并进行基线校正，超过±100μ V的分段作为伪迹被剔除，以保证每种实验条件的有效叠加段数不少于30段。选取Fz、Cz、Pz三个电极点的P300平均波幅数据进行进一步的统计分析。统计软件采用SPSS 13.0。

2 结果与分析

2.1 P2(150～280 ms)

实验采用二因素三水平，3(材质：胶合木、原木、钢混)×3(电极位置：Fz、Cz、Pz) 重复测量ANOVA对 P2波幅进行统计分析，并采用Greenhouse-Geisser方法进行校正。

材质的主效应差异显著[F(2,38)=171.016,p＜0.01,η2P=0.900]；电极位置的主效应差异不显著[F(2,38)=0.668,p＜0.01,η2P=0.034]；材质×电极位置交互效应不显著[F(4,76)=0.817,p=0.499,η2P=0.041]。三种材质在不同电极位置的平均波幅如表1所示。

表1 三种材质在不同电极位置上的平均波幅(μ V)(M±SD)(N=20)Tab.1 The average amplitude of different electrode position of three kinds of materials(μ V)(M±SD)(N=20)

因此进一步用Bonferroni法进行事后比较分析。材质因素中，胶合木条件下的P2波幅大于原木条件下的P2波幅（p＜0.01），原木条件下的P2波幅大于钢混条件下的波幅（p＜0.01）；位置因素中，Fz、Cz 和Pz 之间差异均不显著。

2.2 P3成分

采用二因素3水平(材质：胶合木、原木、钢混) ×3(电极位置：Fz、Cz、Pz) 重复测量ANOVA对 P3 波幅进行统计分析，并采用Greenhouse-Geisser方法进行校正。

表2 三种材质在不同电极位置上的平均波幅(μ V)(M±SD)(N=20)Tab.2 The average amplitude of different electrode position of three kinds of materials(μ V)(M±SD)(N=20)

因此进一步用Bonferroni法进行事后比较分析。材质因素中，胶合木条件下的P3波幅大于原木条件下的P3波幅（p＜0.01），原木条件下的P3波幅大于钢混条件下的波幅（p＜0.01）；位置因素中，Fz和Cz点之间的P3波幅差异不显著（p=0.187），Fz和Pz之间差异显著（p＜0.01），Cz和Pz之间差异显著（p＜0.01）。

2.3 LPP（late positive potential）(400～700 ms)

采用二因素3水平(材质：胶合木、原木、钢混)×3(电极位置：Fz、Cz、Pz) 重复测量ANOVA对LPP波幅进行统计分析，并采用Greenhouse-Geisser方法进行校正。

材质的主效应差异不显著[F(2,38)=1.551,p=0.228,η2P=0.075]；电极位置的主效应差异不显著[F(2,38)=1.955,p=0.158,η2P=0.093]；材质×电极位置交互效应不显著[F(4,76)=0.719,p=0.559,η2P=0.036]。三种材质在不同电极位置的平均波幅如表3所示。

表3 三种材质在不同电极位置上的平均波幅(μ V)(M±SD)(N=20)Tab.3 The average amplitude of different electrode position of three kinds of materials(μ V)(M±SD)(N=20)

通过数据可知，材质因素中，胶合木，原木以及钢混条件下的LLP波幅差异不显著；位置因素中，Fz、Cz和PzLPP波幅差异不显著。

图3 不同木质室内装饰空间刺激图像的LPP总平均图Fig.3 The total LLP mean chart of stimulating images of different wooden interior decoration space

不同木质在室内装饰空间LPP总平均如图3所示。

2.4 不同材质室内装饰空间的情感评价

被试在实验过程中对不同材质室内装饰空间做出了“喜欢”和“不喜欢”的情感评价，具体统计数据如图4。

图4 不同材质室内装饰空间情感评价Fig.4 The emotional evaluation of different wooden interior decoration space

由图4可知，总体上被试对木质室内空间装饰的喜好优于钢混材质空间，其中对胶合木材质装饰空间的喜好优于全原木材质装饰的空间。

3 讨论

ERP是研究认知功能的重要工具，其在评价认知活动功能变化的方面是一项比较客观、敏感和特殊的指标[6,7]。本研究通过被试者对三类材质室内装饰空间刺激图片的视觉认识加工分析，从而推断出人们在面对不同材质室内装饰空间的情感体验。ERPs结果及数据分析显示，不同材质的室内空间装饰图片在特定的大脑区域诱发了P2、P3和LPP成分，其中P2反映的是人们对室内空间装饰材质图片刺激认知加工过程，而LPP反映了人们对不同材质室内装饰空间图片刺激的晚期评价。

3.1 P2与室内装饰空间材质的情绪体验

P2一般情况下是产生于额中央区的显著正成分，其潜伏期在200 ms左右，同视觉靶刺激的较早期认识识别有关，反应与任务相关的加工认识[8]。

实验中被试测量的P2成分是在150～280 ms,数据显示不同电极位置的平均波幅均在200 ms左右达到一个峰值，因此可以认为在200 ms左右时的波形分离，可能是人们对不同材质室内装饰空间认知加工的体现。在这一时间上，胶合木材质条件下的P2波幅（p＜0.01）最大，随后是原木材质条件下的P2波幅（p＜0.01），钢混材质条件下的P2波幅（p＜0.01）最小。这说明人们对胶合木材质的室内装饰空间的视觉加工认知最敏感，认知强度最强，对原木材质室内装饰空间的视觉加工认识较弱，而对钢混材质的室内装饰空间最不敏感。这可能是因为相对于钢混材料，木质材料具有更加丰富的色彩和花纹，更容易吸引人们注意，而胶合木相对于原木来说，由于经过了更多的人工处理，使得胶合木表面较原木材料更为平整光洁，部分胶合木使用更多的表面处理工艺，使得木材的表面纹理更加清晰，最容易引起人们的注意，表现出较高的视觉加工认知。

3.2 P3与室内装饰空间材质的情绪体验

P3的产生是大脑记忆更新的一种表现，其波幅与对刺激的注意程度有关[9]，在ERP中的P3成分反映了注意、比较、判断、记忆等于大脑基本认知功能相关的功能[10]。从实验数据可以看出胶合木条件下的P3波幅大于原木条件下的P3波幅（p＜0.01），而原木条件下的P3波幅大于钢混条件下的波幅（p＜0.01），这表明木质材料相比较钢混材料而言更多的唤起了被试对视觉刺激的再认知。

人们对刺激的初期评价是人们对某一事物的第一印象，没有经过过多的主观思考，而P3成分反映的是人们在经过初期的判断后，对刺激更深层次的思考。在这一阶段，人们会根据自身经验对刺激进行进一步的判断，从而将这种判断转化为一种可供表达途径，具体来说就是在本次实验中对于图片刺激“喜欢”或“不喜欢”的判断。这种经过了自主思考的决定往往是多因素的综合作用，也在相当程度上代表了被试对刺激的最终认知。

3.3 LLP与室内装饰空间材质的情绪体验

被试对于室内空间的材质认知加工，在400～700 ms左右的Fz、Cz、Pz电极位置出现了晚期成分LPP。从心理意义看，晚期成分LPP波幅的大小代表着心理资源分配大小的情况[11]，从情绪研究的角度看，LPP则是刺激评价过程指标的代表[12]。

研究表明，三种材质室内装饰空间的LPP波幅差异不显著，这说明在晚期评价中，人们对三种材质的室内装饰空间的视觉加工认知强度较为接近。晚期评价代表的是大脑经过了高水平加工情况下对事件的认识，这说明被试在经过了更复杂的评价认知后，对三种材料的室内装饰空间视觉加工认知强度能达到基本相同的水平。

4 结论

实验结果表明，人们对木质材质室内空间的审美喜好程度要优于钢混材质空间，木质材料的室内装饰空间能使人们获得更加积极的情绪体验。同时，在木质材料中人们对胶合木装饰空间的审美喜好程度要优于原木材料，胶合木材料能引起人们更加敏感的视觉刺激反应，因此在室内装饰空间中使用一定比例的木质材料装饰能提高人们对室内环境的视觉加工认知，有助于唤醒人们的更好情感体验，营造出更舒服的室内空间感受。

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