（一）实验设计——研究团队采用双模态数据采集方案

1.虚拟场景构建

研究者使用SketchUp Pro 2023建模，结合MARS渲染软件生成14,500㎡虚拟景观，其中自由形态景观（D1，见表1）以“无轴线+曲线步道+自然植被”为特征，植被高度3-5米、叶色偏深（RGB 100-150）；规则形态景观（D2，见表2）设东西向主轴线，几何化空间通过直线步道连接，植被修剪为球形/柱形，叶色明亮（RGB 180-220）。

2.视频参数

360°全景、2K分辨率（2048×1080）、60帧/秒，模拟成年男性（178cm）正常步行速度（1.39m/s vs. 1.37m/s）的视角，以确保场景沉浸感。

3.主观问卷

采用15项李克特量表（-5到5分），聚焦物理感知（空间封闭度、色彩丰富度）与心理感知（安全感、依赖感），其中以与身体感觉相关的问题，如“节奏感知”“秩序感”“自然度”为核心对比指标。

4.数据采集

共30名健康大学生参与实验（见图2 左图），佩戴64通道电极帽，但是选取覆盖枕叶（O1/O2/Oz）、颞叶（T7/T8）、顶叶（P3/P4）等区域的32个电极数据进一步做分析（见图2 右图）。被试被要求先观看自由形态景观后观看规则形态景观，间隔5分钟休息以避免疲劳效应，实验全程在25℃、无噪音的封闭实验室进行。实验数据采集流程见图3。

研究者主要分析了脑电信号的α 波，并比较了每个被试在观看两种景观时的α 波幅值大小。

图2 实验设备和脑电极分布

（一）研究结论与科学价值

该研究在基于虚拟现实的自由形态与规则形态景观研究中，创新性地借助EEG技术揭示了景观布局对脑区活动的差异化影响：自由形态景观的“去规则化”特征通过多脑区协同激活（情绪调节+空间感知）实现广泛的生理舒适，与Roger Ulrich（1981）“自然景观促进压力恢复”的经典结论一致；而规则形态景观的“几何秩序”依赖视觉皮层（枕叶）的高效处理引发局部舒适响应，补充了Linhong Wang（2016）关于“高对比度景观刺激脑波α值”的发现。主观问卷与生理数据的交叉验证，构建了“景观特征—脑区响应—舒适体验”的三层关联模型，为量化评估提供了跨学科框架。

（二）研究局限与展望

尽管本研究通过EEG与VR技术揭示了景观形态对脑区活动的差异化影响，但仍存在以下局限：首先，样本量较小（n=30）且参与者群体以学生为主，可能限制结论的普适性，未来需扩大样本覆盖不同年龄、职业及文化背景人群；其次，VR模拟虽提升了实验控制力，但与真实环境的感官反馈（如触觉、嗅觉）存在差异，后续可结合混合现实（MR）技术增强生态效度；此外，研究主要聚焦α波指标，未整合其他生理参数（如心率变异性、皮电反应），多模态数据融合将更全面解析景观感知机制。

原文链接

Ren, H., Zheng, Z., Zhang, J., Wang, Q., & Wang, Y. (2024). Electroencephalography (EEG)-Based Comfort Evaluation of Free-Form and Regular-Form Landscapes in Virtual Reality. Applied Sciences, 14(2), 933. 

作者及研究团队介绍

本研究由河北工程大学建筑与情感国际研究中心（International Research Center of Architecture and Emotion, Hebei University of Engineering）的Hongguo Ren、Jing Zhang、Yujun Wang团队与中国建筑科学研究院建筑安全与环境国家重点实验室（State Key Laboratory of Building Safety and Built Environment, China Academy of Building Research）的Ziming Zheng、Qingqin Wang合作完成。研究得到韩国国家研究基金会（NRF）的资助（项目编号：RS-2023-00239818），实验方案经河北工程大学伦理委员会审批（协议代码：BER-YXY-2023031）。

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