“围绕人眼被景观空间的视觉吸引，借助医学生理构造和计算机视觉注意机制前沿研究成果，提出景观空间的视觉吸引机制概念。基于风景园林视觉观赏特性和案例比较，提出视觉吸引概念、视觉吸引机制及其吸引的四要素：“空间尺度和距离”要素， “实体景物”要素，“色彩”要素，“综合”要素，分析了四者之间不同组合对吸引力的影响，发现不同的要素组合引发不同的景观空间感受。作为风景园林学科的基础性理论研究，本研究目的在于从人类生理心理感知的基础层面，探究揭示风景园林景观视觉感受的内在动因、外在影响等基本规律，为风景园林美学研究提供基石
“围绕人眼被景观空间的视觉吸引，借助医学生理构造和计算机视觉注意机制前沿研究成果，提出景观空间的视觉吸引机制概念。基于风景园林视觉观赏特性和案例比较，提出视觉吸引概念、视觉吸引机制及其吸引的四要素：“空间尺度和距离”要素， “实体景物”要素，“色彩”要素，“综合”要素，分析了四者之间不同组合对吸引力的影响，发现不同的要素组合引发不同的景观空间感受。作为风景园林学科的基础性理论研究，本研究目的在于从人类生理心理感知的基础层面，探究揭示风景园林景观视觉感受的内在动因、外在影响等基本规律，为风景园林美学研究提供基石 ” 。
景观视觉分析评价是风景园林学科领域研究的重要方向，该研究始于20世纪60年代，R.伯顿·林顿(R.Burton Litton)教授总结了一套视觉资源调查和评价体系，对景观描述和分析的各种特征进行了详细的阐释。英国地理学家阿普顿(Appleton)在1975年提出了“了望—庇护(Prospect-refuge)”理论。欧文.H.祖比(Ervin H. Zube)教授提出了景观评价理论和视觉质量提升与空间分布之间相互联系的观点。
国内，主要在建筑规划界，最初是从风景园林空间规划设计的实用研究出发，冯纪忠教授于1979年提出以“旷奥对比”来组织风景空间序列的想法。在冯纪忠的指导下，刘滨谊进一步走向了深入的研究，于1984年围绕“风景旷奥度”的分析研究，将景观空间感受分解为物理、心理、意向3个层面的空间感受，筛选提取出12个描述旷奥程度的量化指标，进而予以计算机数字化量化，并应用航测遥感技术，使之适用于大面积的风景区景观空间感受的量化评价，建立了风景景观工程体系；此后，在景观空间感受的几何形态量化、景观空间感受尺度、景观空间感受布局、景观空间感受序列、景观空间心理行为活动、景观空间纪念性、景观空间动态感知、景观空间偏爱等方面，刘滨谊教授带领其研究生们进行了一系列基于视觉感受的景观空间感受基础性研究。
景观空间视觉吸引方面的研究正是这一研究体系的一个分支。从环境判断识别需求的角度加以研究，视觉吸引是人眼对所视的景观空间中的各种信息进行快速选择和捕捉的生理反应过程，这一过程中生成了视觉吸引机制。近年计算机视觉注意及其机制的研究正是围绕这些问题展开的。借助于该领域的科学量化的研究及其成果，基于风景感受量化的研究观念，作者试图从风景园林环境感受欣赏的角度加以研究。初步的研究表明，通过被测对象的反应，可以发现景观空间中吸引人注意的不同要素及其所占比重，进而据此判断出景观空间质量的优劣，为景观视觉评价增添新的评价标准。
视觉注意研究是一个跨学科的课题，它涉及医学、生物学、计算机视觉、图像处理、心理学、景观视觉评价等多种学科。当前阶段，在医学领域里不仅是研究人眼生理构造和眼疾等，还运用到病理分析中；在生物学中通过对某些生物的复眼等特殊构造进行研究和模拟，满足人们的科研需求；在心理学领域中研究人眼注意到的场景对心理的刺激和影响。
视觉注意研究也是计算机学科领域研究的重要方向，美国把对计算机视觉的研究列为对经济和科学有广泛影响的科学和工程中的重大问题，即所谓的重大挑战。计算机视觉注意机制的研究是为计算机和机器人开发具有与人类水平相当的视觉能力。作为这门学科里非常重要的研究方向，计算机视觉开始于20世纪60年代初，但在计算机视觉的基本研究中的许多重要进展是在20世纪80年代取得的。现在计算机视觉已成为一门不同于人工智能、图象处理、模式识别等相关领域的成熟学科。
景观视觉吸引是所有景观视觉研究的基础，它是最先也是最为直接的方式将空间中各种信息传递给人脑，并作用于生理、心理等方面，通过观察被测对象的反应，发现该景观空间对人的吸引程度和吸引聚焦点，从而在今后的景观规划设计中，强化优质的视觉吸引要素，丰富景观空间层次，也为景观视觉评价提供新的视角。
视觉注意及视觉注意机制
（1）人类视觉系统的特征
由于人脑处理各种庞杂的信息的能力有限，在人类视觉系统(Human Visual System, HVS)进化过程中，便逐步生成了一种机制来对信息进行过滤和筛选。当人们面对复杂的场景，人类视觉系统能够迅速地将注意力集中在少数几个显著的视觉对象上，这个过程被桃乐丝·邦德森(Claus Bundesen)称之为视觉注意。
（2）视觉显著性
身临一个未知的自然环境之中，人类视觉在扫描自然环境时的注意力倾向于聚焦在一些与周围环境有比较明显差异的区域，对这些区域有比较突出的反应，这种特性称之为“视觉显著性”。心理学研究表明，人类在观察周围环境时，往往由于个体行为的需求或局部景象线索，会将注意力有选择地集中在某个或某些景物上，从而选择一定的点或者区域作为景观的“标识”，进行后期的视觉信息处理，这是能在视觉环境中感知突兀区域的一种能力。
（3）人类视觉注意机制
人类视觉注意机制(Visual Attention Mechanism)是人类视觉系统中重要的特征之一。日常生活中，周围环境不停地给人类提供着大量的信息，这些信息的数量远远超过了人类大脑可以有效处理信息量的上限。因此，为了有效地处理这些视觉信息并保留这些信息中最关键的部分，人类的视觉系统演化出一种机制来对信息进行过滤和筛选，对此，称之为“视觉注意机制”。
人类的视觉注意机制包含2种大相径庭的基本机制，一个是自底向上(bottom-up)或刺激驱使(stimulus-driven)的独立于任务的视觉注意机制；另一个是自顶向下(top-down)或目标驱使(god-driven)的依赖于任务的视觉注意机制。
自底向上/刺激驱使的视觉注意机制是人的眼底对所视景观产生的生理反应，人通过眼睛接受到的外在信息直接传递给大脑，会对生理和心理产生影响，如大尺度空间会使人产生心旷神怡的开阔感，景观空间中的红色等亮色物体会使人心跳加速，促进人体血液循环等，是来自于外界刺激驱使的机制；自顶向下/目标驱使的视觉注意机制是人脑神经中枢里先前带有主观意识或者是搜寻目标的指令，如人们对于风景区、公园、绿地、著名景点的向往，吸引游人前往的是具有人的主观能动性的视觉注意机制。
▲图1 视觉吸引实验图片
图1为作者所做的关于视觉注意的实验图片，左侧图案为5行5列，共25个圆点图案，除其中1个圆点图案为红色，其余均为蓝色。人眼在看见这张图片时，会迅速捕捉到红色圆形图案，其次才会将视线转移到其他的蓝色圆形图案上，这就是人眼被红色所吸引，是基于不同颜色的视觉注意。右边同样为5行5列，共25个图案，其中除了一个为菱形图案外，其他的均为圆形图案。
虽然是同样的颜色，但由于形状的差异，人眼会在第一时间捕捉到菱形，其次才会注意到圆形，这是基于不同形状的视觉注意。实验图1是自底向上(bottom-up)或者是刺激驱使(stimulus-driven)的独立于任务的视觉注意机制，是人眼生物体本能反应对所视物体的条件反射。
▲ 图2 洛阳龙门石窟风景区
图2是自顶向下(top-down)或目标驱使(god-driven)的依赖于任务的视觉注意机制。在这幅洛阳龙门石窟场景中，显然大佛卢舍那是首先吸引人们眼球的，这就是带有头脑指令的视觉注意机制。
（4）计算机视觉与景观视觉的差异
在大量的视觉信息世界中，计算机视觉与景观视觉有着较大的差异，通过比较，作者发现：在研究目的上，计算机视觉是对视觉信息世界里的各种信息进行注意和辨识，具有识别性，而景观视觉是对各种信息进行关注和吸引，具有观赏性；在研究重点方面，计算机视觉研究对象是二维平面，其研究对象尺度较小，如图像处理和图形识别等，景观视觉研究对象则聚焦在三维空间里，具有多重尺度性并且尺度较大，如风景区内的空间更为丰富，且两者在给人的感受形式上也完全不同；在对景观感受的选择途径方式上，计算机视觉注意机制是“自底而上”和“自顶而下”，景观视觉的吸引机制是“由外而内”和“由内而外”。
景观空间的视觉吸引
基于刘滨谊课题组景观空间与视觉研究的成果，并加以计算机学科领域的视觉注意(Visual Attention)机制的科学研究，以及风景园林视觉观赏特性，作者提出了“景观空间的视觉注意”和“景观空间的视觉吸引”的概念。
（1）“景观空间的视觉注意”概念
作者认为景观空间的视觉注意是人身处景区或某个空间中，观赏者通过生理感知、心理认知体验，在面对无数的空间信息时，人眼视觉系统能迅速地将注意力集中在某些特别显著的景观空间内的景观实物上，这个过程称为“景观空间的视觉注意”。它是人类视觉的一项重要的心理调节机制。
（2）“景观空间的视觉吸引”概念
作者提出，景观空间的视觉吸引是指当人们处于景观空间中，观赏者的视线能够快速地被该区域中的景观空间所吸引，成为人类视野中感兴趣的焦点，能对观赏者的生理感知和心理认知产生影响，并能提取出人类感兴趣的视觉特征及通过人眼被吸引的频率、时间、反复程度判断出人对此景观空间感兴趣的程度，这个过程称为“景观空间的视觉吸引”。它是景观空间质量高低的重要评判标准。
（3）“景观空间的视觉注意”与“景观空间的视觉吸引”的区别
“视觉注意”与“视觉吸引”主体都是人，但两者有较大不同，“视觉注意”是侧重于表达人类视觉捕捉到外界事物的生理条件反应，是客观描述，适用于计算机工程应用学科；而风景空间作为吸引人眼的主体，它刺激人眼发出视觉捕捉信号，无论是基于自顶向下的视觉吸引还是自底而上的视觉吸引，尤其是自顶向下的带有视觉任务的注意吸引更是具有强烈的美感吸引力，“视觉吸引”具有审美价值和评判标准并能够发挥人的主观能动性的含义，相对“视觉注意”而言，更加具有风景园林学科的景观美学赏析特性，故作者认为“视觉吸引”较之“视觉注意”表达更为准确。
景观空间的视觉吸引要素
景观空间的生理、心理层面的视觉感受是对景观空间尺度和距离要素、实体景物要素、色彩要素及综合要素的综合感受。不同类型的景观空间的视觉感受可以用其中一个或几个要素来解析。
（1）空间尺度和距离要素的景观空间视觉吸引
在景观空间中，视线可以根据人眼被空间中的位置、边界等所吸引而自由地变换移动。景观空间尺度大小对人们的注意力有非常大的影响。冯纪忠、刘滨谊用“旷奥”两字凝练出景观空间的丰富性，提出“空间限定”是指风景空间中诸要素对观赏者围合程度的特性，它主要受观赏者所在空间范围内的空间垂直因素的影响。空间限定有2个特征： 开敞和闭合 。
开敞的空间就是开阔的、平坦的、表面质地简洁统一的场面，大尺度空间里通过不同围合手法的处理，可以营造出不同的空间，其空间尺度越大，吸引人视觉的要素就越多，注意力越容易分散。闭合的空间是由天穹、外部空间的垂直物，如山体、林木和水平展开的不同对比性质地所限定的围合的场面。小尺度的空间可以有效地减少周边的噪声和避免游人因过多要素的视觉吸引而产生注意力的分散，创造出围合感。这2个特征也就是风景空间旷奥的基本特征。
另一方面，人是通过双眼的视夹角大小来判断空间尺度的。景观具有较强的空间感，不同尺度的景观能带给人不同的心理感受，20~25m见方的空间，人们的感觉比较亲切，人们的交往是一种朋友、同志式的关系，大家可以自由交流，是微观尺度；25~110m为中等尺度，它会让观赏者产生开阔的感觉，超过110m之后才能有广阔的感觉，这是形成景观场所感的尺度；110~390m是一种宏伟的空间；超过390m就可以创造一种很深远、宏伟的感觉，运用这一尺寸，是形成景观领域感的尺度[。由于人眼的生物特性，空间尺度越大，视觉就会出现衰变现象，不能看清景观的细节部分，但大尺度景观场景的宏伟性能对人的心理产生强烈的心理震撼和冲击。
▲如图3是云南大理市全景，其景观空间尺度超过390m距离，给人带来强烈的心理震撼和视觉感受冲击。
▲图4是河南省洛阳市龙门石窟风景区，站在伊河对岸眺望佛窟一览无余，尺度场所感为390~110m，视觉会被壮观的佛像群所吸引，并会驻足久观，甚至再次重游；
▲图5云南大理园为中等尺度景观25~110m，人眼捕捉到该景观空间中的远山、植物和标识牌等物体以及S形园路，延伸的道路趋向强化了景观空间的视觉景深感；
▲图6是云南大理风花雪月宾馆外窗景，其小尺度20~25m见方的景观空间，通过框景的手法将人的视觉注意力聚焦到景观的细节设计上来。
（2）实体景物要素的景观空间视觉吸引
在现实区域中，突显的“景物”更容易被人类视觉所捕捉。无论其形状、位置、大小如何，都是独特的，并且容易记忆和辨识方向及区域等，提供给人们此场所里更多的信息。城市里的标志物，如广告牌、灯箱、旗杆、开放空间中的构筑物等都容易被视线所吸引。
▲图7洛阳龙门石窟风景区
▲ 图8云南大理居住区景观
自然风景区里也有它的标志物。如洛阳龙门石窟风景区里的漫水桥，因形体较大，横跨两岸，明显突兀于其他景物，成为人眼视觉的焦点，它不仅可以作为游线节点，还具有见证此场景历史变迁的功能(图7)；在居住区景观中，正对视线的大体量的楼房成为视觉的焦点，其次为池水两岸的亭廊构筑物与直立的景观树，都是景观空间中的实体景物要素(图8)。
（3）色彩要素的景观空间视觉吸引
与“空间尺度和距离”，实体“景物”相比，人眼更容易被“色彩”所吸引。人们对色彩的感受一方面是基于生理层面，这是人眼的视觉注意机制和生理构造。饱和度、明度高的 颜色更容易被用来做标志物，如红灯和很多用黄色、红色做标识牌等，甚至是荧光色，以此引起人们的注意。
▲ 图9 云南大理民俗街图
图9为云南省大理市民俗街上的一家民居，白墙映衬出红花分外明显。另一方面是基于人心理的感受，这与不同人群的年龄、文化背景、审美品位等有很大关系。不同色调的使用可以给景观空间中使用的人群以不同的感受，暖色调较多用于欢快、热闹的气氛中，如城市广场、公园、儿童娱乐场所；冷色调常用于静谧、安宁的康复景观中，如居住社区、休疗养院、医院、老年人社区等。
（4） 综合要素的景观空间视觉吸引
景观空间的视觉吸引要素往往不是以单一要素出现，通常是三要素并存。三要素在同一空间中所占比重的不同，会给人带来不同的景观空间感受。
▲ 图10 洛阳龙门风景区夜景
如图10是实体景物和颜色两要素并存，灯光下的佛龛在此场景空间中最为凸显，人眼较之蓝色光源的楼梯和绿墙最先捕捉到该信息。作者发现，暖色比冷色更容易吸引人眼的视线，同时，不同层次的景观空间也是吸引人视觉的重要因素；
▲ 图11 云南大理居住区景观
图11是空间尺度和距离、实体景物与颜色的三者组合，其中鲜明的蓝色池水因其颜色和场景中尺度最大的实体成为最先吸引人眼的要素，其次是构筑物实体景物，最后人眼才会感受到远处山峰给人带来的空间距离尺度和距离感。因此，作者认为，在景观空间中，视觉吸引机制的要素及组合得越多，其景观丰富性越强，该景观空间具有的吸引力越强。
景观空间的视觉吸引机制
吸引机制是人类视觉信息处理过程中的一个非常重要却又难以描述清楚的问题，它是视觉感知模型的一部分，与学习、记忆等模块协同工作，完成将视觉被吸引目标从环境背景中分离、提取出来，并在多个目标间转移、比较，并完成注意目标与记忆中的模式匹配等任务。
视觉注意机制由于其本身的特殊性，对于它的研究一直以来都是一个跨学科的课题。本研究借助计算机视觉注意的研究成果，并基于风景园林专业特性，提出了景观空间的2种“视觉吸引”机制。
第一种为受到外在景观空间中各种信息的刺激，作者称之为“由外而内”的“刺激应变”；第二种是受到大脑任务驱使，人眼对景观空间信息的捕捉，作者称之为“由内而外”的“目标追踪”。在景观空间分析和处理中，人们往往只对景观空间中的某些部分感兴趣，这些部分通常称为目标或前景，一般对应于景观空间中具有特定性质的区域。为此，需要将该部分从景观空间中分离出来，发现人们对景观空间中感兴趣的信息焦点所在，才能进一步分析和处理，得出何种类型的景观空间要素具有吸引人注意的特性，从而指导以后的景观规划设计，强化能给人带来舒适、美感和赏心悦目的视觉吸引要素，弱化给人带来不快的视觉要素。景观空间的视觉吸引机制包含2个过程，即由内而外的独立于任务的视觉吸引过程和由外而内依赖于任务的视觉吸引过程。
由内而外的视觉吸引过程是指景观空间中那些与众不同的具有较强的新颖刺激的视觉对人内心直接刺激的作用结果，由此产生了生理（心跳、血流、呼吸加速或舒缓）和心理（情绪高涨或低落等）反应，是由外在视觉吸引信息的直接作用的结果，具有客观性；由外而内的视觉吸引，即景观空间中人们所期待的视觉对象能够获得人眼的注意。期待的视觉对象常为风景名胜区、著名原生态景区、名园、旅游胜地、旅游城市等令人向往的景观。它是由人脑控制，发出指令，甚至返程后仍会再次或多次前往重游，反复体验该景观空间给人带来的适宜性和愉快感。
“内”是指受人脑控制的任务驱使，“外”是指景观空间各景物信息。由内而外的视觉注意过程受高层任务驱使，依赖于特定的任务，具有主观性。
结 论
视觉是目前人类感知中最主要的组成部分。因此，视觉理论已是风景园林学科发展的重要理论之一，应当引起广大风景园林师的高度重视。本研究的另一个重要价值是，借助计算机学科“视觉注意”这一前沿研究理论成果，结合风景园林专业视觉观赏特性，作者提出“视觉吸引”这一概念，并结合实际案例分析，归纳出景观空间的视觉吸引的四要素，同时提出了“由内而外”的“目标追踪”机制及其区别，进一步阐明了景观空间视觉理论。这对风景园林空间规划设计具有重要的指导意义，并将为该课题的后续研究奠定了基础理论依据和视觉景观研究提供新的途径与思路。
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