密閉空間中光源對人心理的影響
——以機艙光源設(shè)計為例

邱麗欣 宋文雯 宋立民

（1．清華大學藝術(shù)與科學研究中心色彩研究所，北京 100084；2．清華大學美術(shù)學院，北京 100084）

隨著物質(zhì)生活水平的提高，交通工具的選擇越來越多，人們對旅行中交通工具的要求也越來越高，而交通工具作為一個密閉的空間，由于缺乏自然光的照射，乘客對光源的心理感知也因此會有不同程度的變化[1]，特別是長時間的旅途中，不合適不舒適的光環(huán)境也會影響乘客的體驗。因此提供科學的、符合大眾心理預期的光源環(huán)境是設(shè)計中必不可少的一大要素。

Gabel 等[2]發(fā)現(xiàn)模擬自然的光環(huán)境會使人產(chǎn)生認同感和幸福感。王偉等[3-4]研究表明，晚上長時間處于高色溫光源下，會影響人的睡眠質(zhì)量。Revell 等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)，勞動場所的光環(huán)境設(shè)置為5 500 K 時，人的生理和心理表現(xiàn)最佳。杜嘉鈺等[7]研究發(fā)現(xiàn)，不同的色彩可使人產(chǎn)生不同的情緒，如暖色調(diào)給人溫暖的感覺，冷色調(diào)給人輕松的感覺。同樣不同顏色的光也會刺激人的感知器官，并誘發(fā)特定的心理感知。楊春宇等[8]認為適度的光色能激發(fā)并鼓舞人心，柔和的光色能使人輕松而心曠神怡。Plitnick 等[9]通過試驗測量了紅色光和藍色光對心理情緒影響，并得出暴露在紅色和藍色光環(huán)境下都可以調(diào)動積極情緒。Wessolowski 等[10]的試驗結(jié)果顯示增加照明的多樣性可以提升積極情緒。綜上所述，照明光源色溫、光色以及照明多樣性都會對人的心理感知產(chǎn)生一定的影響。

本文旨在通過增加密閉空間中照明的多樣性，即在不同場景下改變光源的色溫和光色，來激發(fā)人的積極心理感知。

1 機艙光源環(huán)境概述

機艙作為一個特殊的、絕對的密閉空間，長途飛行對有些乘客而言，可能會有不舒適甚至焦慮的心理反應。除機艙色彩、材質(zhì)和圖案的設(shè)計外，機艙光源環(huán)境也可能是一個重要的影響因素。21 世紀初之前，飛機上使用的燈通常是熒光燈、白熾燈和鹵素燈。隨著LED（Light Emitting Diode）技術(shù)的發(fā)展以及LED 光源重量輕、節(jié)能、易于調(diào)光、設(shè)計靈巧性等優(yōu)點的普及，飛機制造商開始在飛機上安裝LED 燈作為部分照明光源，并且到2010 年后，機艙的照明光源開始以LED 作為主要照明光源[11]，也正因如此，使機艙照明多樣性成為可能。

近年來，營造積極心理感知的照明環(huán)境成為機艙照明的新趨勢，已經(jīng)有多家飛機制造商和航空公司進行了探索，如有航空公司通過改變機艙光源的色溫及光色來模擬日出、日落和夜晚的光源環(huán)境，來減少時差的沖擊；巴西航空工業(yè)公司E2 機型系列中依據(jù)不同的場景展現(xiàn)不同的照明氛圍（圖1）；美國航空公司波音777 飛機在中國新年使用紅色光源來營造出節(jié)日的氛圍（圖2）；空客A380 在登機/下機、用餐、睡眠場景下使用不同的光色來營造不同氛圍，從而提升乘客的乘機體驗（圖3）。還有制造商為增加乘客乘機過程中的幸福感，在艙頂增加照明圖案，如羅克韋爾柯林斯公司開發(fā)了Secant 發(fā)光面板用于投影高分辨率圖像，為機艙照明環(huán)境的多樣性增加了選擇[12]（圖4）。

圖1 不同場景下的機艙光源[11]。

圖2 節(jié)日氛圍下的機艙光源[11]。

圖3 空客A380 不同場景下的光源[11]。

圖4 通過Secant 發(fā)光面板投影的星空夜景[12]。

總結(jié)以上研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)根據(jù)不同的場景來進行光源設(shè)計會對乘客的心理產(chǎn)生一定的積極作用，但是目前就不同場景下的乘客心理感知以及何種光環(huán)境可以更好地滿足乘客心理感知缺乏一定的研究。

基于此，文章首先根據(jù)目前機艙常見的光色以及光源特點設(shè)計出不同的光源環(huán)境；與此同時基于乘客在登機/下機、就餐和休息3 個場景下的心理感知特性，應用社交媒體調(diào)研總結(jié)出描述光源環(huán)境對人心理感知影響的關(guān)鍵詞；基于光源與心理感知關(guān)鍵詞的認知匹配試驗，最后依據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分析得出光源環(huán)境與心理感知關(guān)鍵詞的匹配關(guān)系。為改善乘客的乘機體驗、增加出行的愉悅感和幸福感以及為機艙的光環(huán)境搭建提供了新的思路和理論支撐。

2 心理感知關(guān)鍵詞調(diào)研

2.1 調(diào)研參與者

調(diào)研通過社交媒體招募了164 名參與者（96 名女性，68 名男性，平均年齡在25—45 歲）。參與者在過去5 年中至少有一次長途飛行（大于4 000 km）。

2.2 調(diào)研結(jié)果

對調(diào)研問卷收集的結(jié)果進行統(tǒng)計分析，分別得到就餐、休息和登機/下機場景下乘客對光環(huán)境的心理感知關(guān)鍵詞（圖5—7）。

圖5 與休息有關(guān)的心理感知關(guān)鍵詞統(tǒng)計。

圖6 與就餐有關(guān)的心理感知關(guān)鍵詞統(tǒng)計。

圖7 與登機/下機有關(guān)的心理感知關(guān)鍵詞統(tǒng)計。

如圖5—7 所示，剔除掉物理感知詞匯“明亮的”后，確定出心理感知關(guān)鍵詞為：“放松的”“安全的”“愉悅的”“柔和的”“安靜的”。

3 光源與心理感知關(guān)鍵詞認知匹配試驗

3.1 試驗參與者

試驗參與者共有73 名（男女比例約為1 ∶1；20—40 歲與40—60 歲的比例約為4 ∶1），試驗參與者在過去5 年中至少有一次長途飛行（大于4 000 km），并且都具有正常或矯正到正常的視力，無色盲。

3.2 試驗材料

使用11 點語義差異量表進行光源與心理感知關(guān)鍵詞認知匹配試驗( “0”表示沒有感覺，“1”表示有點，“2”表示比較，“3”表示一般，“4”表示很，“5”表示非常)。按照語義差異量表的使用方法，將心理感知關(guān)鍵詞設(shè)置為：“放松的—緊張的”“安靜的—熱鬧的”“愉悅的—沮喪的”“安全的—危險的”和“柔和的—強烈的”（圖8）。

圖8 語義差異量表。

3.3 試驗環(huán)境

整個試驗是在密閉模擬機艙中進行，沒有外界環(huán)境光的干擾。圖9 中所示的是模擬機艙中8 種不同的光源設(shè)計，其中光源一與光源四為白色光源，其他為不同顏色的光源。使用THOUSLITE FS 光譜照度計測得的光源色度坐標如圖10 所示，光源的基本參數(shù)如表1 所示。

表1 光源基本參數(shù)

圖9 現(xiàn)場光源圖（拍攝）。

圖10 光源色度坐標。

3.4 試驗步驟

試驗參與者通過色盲測試后進入模擬機艙坐好，依次觀看8種光源，每個光源演示完成后，要求參與者依據(jù)自己的心理感知對關(guān)鍵詞進行打分，打分完成后觀看下一個光源。

3.5 數(shù)據(jù)分析

3.5.1 信度分析

信度分析又稱可靠性分析，用來測驗試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，一般而言，Cronbach"s α 系數(shù)大于0.7 就說明數(shù)據(jù)具有較高的可靠性。使用SPSS 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行信度分析，得出Cronbach"s α 系數(shù)為0.885，表明試驗所采集的數(shù)據(jù)具有較高的穩(wěn)定性。

3.5.2 描述性分析

為準確反映試驗數(shù)據(jù)，對73 份有效數(shù)據(jù)進行了描述性統(tǒng)計。并依據(jù)頻數(shù)及平均值的大小，得出光源與心理感知關(guān)鍵詞之間的匹配關(guān)系。

光源一為中性偏暖的白光（色溫為4 225 K），綜合圖11 中的頻數(shù)和平均值大小可以看出光源一給人帶來“安全、安靜、放松、柔和、愉悅”的感覺，可見中性偏暖的白光（圖9）可以引起較為積極的心理感知。

圖11 光源一描述性統(tǒng)計結(jié)果。

圖12 中光源二（橙黃光）描述性統(tǒng)計結(jié)果較為分散，表明參與者的心理感知存在較大的波動性，但仍有較多的參與者認為光源二可以引發(fā)積極的心理感知。

圖12 光源二描述性統(tǒng)計結(jié)果。

光源三（藍綠光）的心理感知相對分散（圖13），且消極的心理感知較為突出，這可能與光源三的照度較低（29lx）有關(guān)。

圖13 光源三描述性統(tǒng)計結(jié)果。

從圖14 可以看出，光源四（暖白光、色溫為2 719 K）帶給人的積極感知較為突出，容易給人帶來“放松、愉悅、安全、柔和、安靜”的感覺。

圖14 光源四描述性統(tǒng)計結(jié)果。

根據(jù)圖15 中所示的數(shù)據(jù)趨勢，光源五(藍光)雖然引起“安靜的”心理感知，但是也容易引起“緊張的”心理感知。

圖15 光源五描述性統(tǒng)計結(jié)果。

通過觀察圖16 可以發(fā)現(xiàn)，雖然光源六（紅光）帶來的心理感知較為分散，但也有較多的人認為光源六可以帶來積極的心理感知。

圖16 光源六描述性統(tǒng)計結(jié)果。

根據(jù)圖17 所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)，可以推斷出光源七（藍紫光）除在“安靜的”心理感知較為明顯外，其他積極心理感知的傾向性不明顯。

圖17 光源七描述性統(tǒng)計結(jié)果。

根據(jù)圖18 所示的數(shù)據(jù)，可以得出大多數(shù)參與者都認為光源八（黃光）可以帶來較為明顯的積極心理感知。

圖18 光源八描述性統(tǒng)計結(jié)果。

綜合8 個光源的描述性統(tǒng)計結(jié)果來看，光源一、四、八是積極心理感知傾向性較明顯的光源；照度較低的光源容易給人帶來消極的心理感知；冷色光容易給人帶來“安靜的”心理感知；暖色光源容易帶給人“愉悅的”和“柔和的”心理感知。

3.5.3 相關(guān)分析

相關(guān)分析用來分析兩個變量之間是否存在顯著的線性相關(guān)性，即積極心理感知關(guān)鍵詞的變化是否以一種有規(guī)律的方式隨著光源照度、色相和飽和度的變化而變化。使用SPSS 統(tǒng)計軟件進行Pearson 相關(guān)系數(shù)及顯著性計算（P ＜0.05，具有統(tǒng)計學意義的顯著差異，見表2）。

表2 光源照度與積極心理感知關(guān)鍵詞之間的相關(guān)系數(shù)

根據(jù)表2 中的數(shù)據(jù)，可以觀察到積極心理感知關(guān)鍵詞與照度的變化存在較為顯著的線性相關(guān)性（P ＜0.05），而與飽和度的變化沒有線性相關(guān)性。色相的變化僅與“愉悅的”和“柔和的”心理感知具有線性相關(guān)性。

光源照度與積極心理感知呈現(xiàn)出較強正相關(guān)，隨著光源照度的增加，人們的積極心理感知也呈增加趨勢。然而，色相與“愉悅的”“柔和的”心理感知呈現(xiàn)出負相關(guān)，色相越偏冷，這兩個維度的心理感知越弱。

3.5.4 獨立樣本T 檢驗

獨立樣本T 檢驗用來檢驗兩個獨立變量的平均值之間是否存在顯著性差異（P ＜0.05，具有統(tǒng)計學意義的顯著差異）。文中主要用來檢驗光源一、四、八對人的心理感知關(guān)鍵詞之間是否具有顯著性差異，從而為不同場景下的光源設(shè)計提供依據(jù)。使用SPSS 軟件中的獨立樣本T 檢驗，對兩個光源之間的心理感知進行計算，得出：

光源一與光源四相比，在“放松的”心理感知維度具有顯著性的差異（P=0.004），結(jié)合圖11 與圖14 來看，光源一更能引起“放松的”心理感知。光源一與光源八相比，在“放松的（P=0.001）、愉悅的（P=0.003）、柔和的（P=0.004）”心理感知具有顯著性差異，并且結(jié)合圖11 和18 來看，光源一在“放松的”維度要優(yōu)于光源八，光源八在“愉悅的”、“柔和的”維度優(yōu)于光源一。光源四與光源八在所有積極心理感知中沒有顯著性的差異。

根據(jù)描述性分析和相關(guān)分析的結(jié)果，得出以下結(jié)論：在照度達到120lx 以上的情況下，色溫為4 225 K 的光源一和色溫為2 719K 的光源四以及飽和度為69.326 的黃色光源八，在積極心理感知關(guān)鍵詞維度表現(xiàn)較好。特別是照度為150 lx，色溫為4 225K 的白色光源一在“放松的”維度上傾向性最為明顯。然而，其他顏色的光源由于照度較低，色相偏冷，從而增加了消極心理感知的可能性。

綜合描述性分析和獨立樣本T 檢驗的結(jié)果，得出以下結(jié)論：在需要強調(diào)“放松的”場景時，選擇照度較高且中性偏暖的白色光源一。而在創(chuàng)造“愉悅的、柔和的、安靜的、安全的”場景時，可以選擇照度較高且呈現(xiàn)出暖色的光源四或光源八。

綜上所述，分析結(jié)果表明照度過低會在一定程度上增加人們的消極心理感知，同時色相越偏向冷色調(diào)，人們對“愉悅的”和“柔和的”維度的心理感知就越弱。因此，在選擇光源時，需要避免照度過低，并注意控制光源顏色的冷暖，以達到更積極的心理感知效果。

4 結(jié)論

光源是密閉空間中的重要組成部分，不僅用于照明，還能喚起人們積極的或消極的心理感知。通過對機艙常見光源環(huán)境和特點進行分析，設(shè)計了8 種不同的光源環(huán)境；同時，結(jié)合乘客不同場景下的心理感知特性，依據(jù)社交媒體調(diào)研總結(jié)出5 個描述光源對人心理感知影響的關(guān)鍵詞；對光源與心理感知關(guān)鍵詞的認知匹配試驗數(shù)據(jù)進行描述性分析、相關(guān)分析和獨立樣本T 檢驗，得出了密閉空間中適合不同場景心理感知的光源特點。

研究結(jié)果顯示，在密閉機艙中，照度在120—150lx，色溫為4 225 K 和2 719 K 的白光或飽和度為69.326 的黃色光源最容易喚起積極心理感知。暖色光源更容易喚起人們對“愉悅的”和“柔和的”心理感知，而照度較低的光源則容易引發(fā)消極的心理感知。

基于以上研究結(jié)果，在登機/下機時，可以使用照度為150lx，色溫為4 225 K 的光源一，以突出“放松的”心理感知；在休息和就餐時，可以使用照度在120—150lx，色溫為2 719K 的暖白光光源四或者飽和度為69.326 黃色光源八，來喚起“愉悅的”和“柔和的”心理感知。