本文是针对论文《城市空间形态对人类体验的影响：使用虚拟环境和脑电图的实验（QuantifyingtheImpactofUrbanFormonHumanExperience:ExperimentUsingVirtualEnvironmentsandElectroencephalogram）》的一篇论文解析，该论文于年发表于《JournalofComputinginCivilEngineering》期刊。该研究的作者是ZhengboZou,S.M.ASCE;SemihaErgan,A.M.ASCE;DafnaFisher-Gewirtzman;andClaytonCurtis。

如今，世界上有一半以上的人口生活在城市，而且这一趋势似乎正在增长。亟需了解城市生活的设计元素如何影响人们的心理健康（例如压力），但很少有研究使用定量、客观的工具加以测量。在这项研究中，我们利用生物特征识别技术，使用高度受控的虚拟环境，而不是难以控制的现实生活环境，测量被试对各种城市形态的心理生理反应。研究目标是检验某些城市空间形态特征如何影响人类心理。为此，我们测量了35名被试的脑电图（EEG），这些被试探索的虚拟环境在建筑高度和绿色植物数量上有所不同。基于对压力敏感的EEG指标，我们发现有绿色植物和低高度建筑的城市环境诱发被试的压力较小。总的来说，结果表明，大脑状态的生物测量与虚拟环境相结合，可以用来评估城市元素对人们心理健康的影响，并指导城市环境的再开发和规划。

未来20年，全球城市人口预计将超过全球总人口的70%。为了为居民提供更高质量的生活，高密度的城市环境已成为迫切需要研究的问题。了解城市空间形态对个体行为的影响有助于改善城市设计和城市居民的生活质量。城市空间形态描述了城市环境的物理特性（即大小、形状和格局）。城市空间形态的特征从局部尺度特征（如建筑立面类型和材料）到更大尺度（如住房类型）不等。

考虑到城市形态在影响人类体验和行为方面的重要性，从以人为本的角度评估城市设计项目在城市规划中的作用变得至关重要。评估城市环境的主要挑战是缺乏客观的方法来比较这些方案对人类体验的影响。在当前实践中，设计方案由跨学科团队组成的专业人员进行评估，通常基于二维表示、三维物理模型和动画，评估是基于评估人员的解释、先前经验和专业知识。

生物特征识别和虚拟环境的发展为收集与人类体验相关的人体生理数据提供了机会，可以在虚拟环境中重新布局城市空间形态。此前神经科学和建筑学相结合的研究表明，人类的情感体验可以从体域传感器（如皮电和脑电）获取的人体生理指标的定量测量中推断出来。此外，虚拟环境（VEs）已被证明是用真实感研究人类行为和大脑活动的有效工具。

我们将人类的压力体验与城市环境的设计特征联系起来。城市地区能见度的提高/开放度的提高和绿植的生长导致压力的减少。研究人员还认为，由城市环境中建筑物的高度和形状定义的城市3D形态特征对能见度和开放度有直接影响，这也会影响城市居民的感知压力。

未来20年，全球城市人口预计将超过全球总人口的70%。为了为居民提供更高质量的生活，高密度的城市环境已成为迫切需要研究的问题。了解城市空间形态对个体行为的影响有助于改善城市设计和城市居民的生活质量。城市空间形态描述了城市环境的物理特性（即大小、形状和格局）。城市空间形态的特征从局部尺度特征（如建筑立面类型和材料）到更大尺度（如住房类型）不等。

考虑到城市形态在影响人类体验和行为方面的重要性，从以人为本的角度评估城市设计项目在城市规划中的作用变得至关重要。评估城市环境的主要挑战是缺乏客观的方法来比较这些方案对人类体验的影响。在当前实践中，设计方案由跨学科团队组成的专业人员进行评估，通常基于二维表示、三维物理模型和动画，评估是基于评估人员的解释、先前经验和专业知识。

生物特征识别和虚拟环境的发展为收集与人类体验相关的人体生理数据提供了机会，可以在虚拟环境中重新布局城市空间形态。此前神经科学和建筑学相结合的研究表明，人类的情感体验可以从体域传感器（如皮电和脑电）获取的人体生理指标的定量测量中推断出来。此外，虚拟环境（VEs）已被证明是用真实感研究人类行为和大脑活动的有效工具。

我们将人类的压力体验与城市环境的设计特征联系起来。城市地区能见度的提高/开放度的提高和绿植的生长导致压力的减少。研究人员还认为，由城市环境中建筑物的高度和形状定义的城市3D形态特征对能见度和开放度有直接影响，这也会影响城市居民的感知压力。

定性研究要求被试对不同社区的压力水平进行评级，表明了城市形态对人类压力感受的影响。对城市规模的数据分析能够区分城市环境对居民主观幸福感的影响。然而，我们缺乏关于城市空间形态如何影响大脑状态并导致压力和放松感水平变化的知识。因此，在本研究中，假设城市空间形态的变化将导致有关压力的EEG信号发生变化。具体来说，假设自然元素（如树木）的存在可以使人心情放松，假设高楼（与矮楼相比）的存在会唤起与压力感相关的大脑状态。为了验证这一假设，我们设计了脑电实验，让被试体验不同的虚拟城市环境并记录其生理反应。

在实验室环境中使用虚拟环境的优势在于：（1）替代了在真实环境中实施城市空间形态特征变化的需要；（2）消除不可控因素（例如，温度变化、对周围环境的熟悉程度以及行人的干预），以便被试能够专注于呈现的城市空间形态特征；（3）允许建立严格的实验方案，以消除环境噪声对传感器的影响（例如，噪声和振动噪声）。

这项研究有两个主要贡献：（1）第一次利用脑电图解释人类压力与城市绿化、建筑物高度之间的关系；（2）表明EEG是一种有效的生物特征识别器，可以在城市设计评估中量化人类压力的差异。

（1）城市/建筑设计与人类压力之间的关系

建筑环境（如城市设计和建筑）对人类体验（包括压力感）的影响研究始于20世纪60年代，它摒弃了现代都市主义的非人性本质，即只注重建筑环境的美学，而不强调其功能性和给居民带来的体验。随着研究城市环境对人类体验影响的趋势，研究人员开始研究城市形态对人们日常生活不同方面的重要影响，包括空间的使用和功能分布及定位和导航。压力是心理健康最重要的指标之一，世界卫生组织指出，压力被确定为建设健康城市的主要挑战。在本研究背景下，我们将压力定义为一种心理/认知过程，表明人与环境之间的相互作用。该定义将压力定位为维度情感理论中描述的人类情感之一。因此，可以使用二维（即情绪的正负程度）和唤醒（即情绪的强度）量表来表征。压力被认为属于低能值和高唤醒类型。

为了区分设计元素对压力的影响，研究人员将城市设计元素分为自然元素和设计元素。对于自然元素，自然绿色环境是研究的重点。研究表明，与天然绿色元素的短暂互动可以提高记忆力和注意力。长期接触天然绿色元素也与减少压力、改善健康和改善工作表现有关。

另一方面，研究人员还

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