基于量化技术的景观色彩环境优化研究*——以南京中山陵园中轴线为例

成玉宁　谭 明

基于量化技术的景观色彩环境优化研究*
——以南京中山陵园中轴线为例

成玉宁谭 明

本文以中山陵园中轴线的景观环境色彩为研究对象，采用定性与定量结合分析了中山陵作为纪念性景观的色彩特征以及吕彦直先生原设计对景观色彩意向的表达。针对当下中山陵园景观环境色彩的“异化”现象及中轴线空间形态，分别研究了中轴线南段、中段、北段的环境色彩问题，基于色彩量化技术探讨了景观环境色彩构成优化的方法。

色彩量化；中山陵园；环境色彩；优化方法；有效适度

1　景观环境色彩及量化

1.1景观色彩特征

色彩往往具有特定的文化和情感意味，因而具有一定的表征意义。色彩对于纪念性景观而言是一种渲染环境的造景手法，起着强化、突出意境主题的作用。

长期以来，对于景观环境色彩研究主要基于人的感觉和感知，从客观上说，任何物质本身都具有色彩的物理属性，即具有一定的客观性，不以人的感觉为转移，也不以个体对色彩的感知强弱而有变化；正因为景观构成要素自身色彩的存在，对色彩环境的研究需要有其关注的焦点，即物质本身固有的色彩属性。景园环境色彩与一般物质环境不一样，其核心要素是植物素材，植物要素具有动态可变性，如春生夏长、春花秋实、一岁一枯荣、一年四季的物候变化、一日四时、甚至阴晴雨雪等等，光线照度的不同，也增加了景观环境色彩变化的多样性。正是这些可变性和多样性，构成了景园环境丰富的色彩世界，也导致了景观环境色彩设计具有一定的不确定性。

1.2 色彩量化的意义

由于景观环境色彩主观感知及客观变化的不确定性，如何对色彩加以量化研究，通过对风景园林构成要素色彩客观属性的描述，引导景观环境的色彩设计更加趋向定量表达，从而摆脱单纯主观认知判断的差异，这是现代风景园林规划设计亟待解决的问题之一。另一方面，由于采用了定量的技术，使得景观环境色彩的描述更加稳定、客观，同时，增强了不同设计方案之间的可比性和可操作性，更多地排除了不同主体所带来的色彩认知偏差。所以，景观环境色彩构成的量化数据采集、分析和比较在景观环境规划设计中具有特殊意义。

2　中山陵纪念性景观色彩现状研究

中山陵园是南京市重要的自然与文化景观，也是革命先行者孙中山先生的陵寝所在地，它作为中国近代革命史的纪念性地标，具有特殊的历史意义。由于中山陵园是钟山风景名胜区的核心节点，其又具有极其重要的景观价值。

中山陵园气势恢宏，布局严整，中轴线是人们瞻仰行为和纪念活动的主体空间。设计师吕彦直先生从空间、造型、色彩三个层面，赋予了中轴线纪念性景观的意境和氛围。陵园平面像一座平卧在绿绒毯上的“自由钟”。寓意“警钟长鸣”，表达了“必须唤醒民众”的革命思想；陵园建筑与自然地形地貌融合，采用“中而新”的设计风格，中轴两侧配以法兰西古典造园风格的草坛，兼具中西方造园与建筑的优点；陵园中轴线的主体色彩分作三大类：蓝色—蓝天黛瓦、暖灰色—墓道墙地面、绿色—大面积草坪，整体的景观环境色彩构成给予观赏者深刻的印象，搭建起纪念性景观环境的色彩基础。

景观环境中的色彩不仅仅是一种造型的手段，还可以营造一定的氛围，转而影响人的情绪。另外，色彩的某些约定及文化特征使得色彩成为外部空间中一项重要的造型因素［1］。“青天白日”是吕彦直先生原初设计中最直观的色彩视觉意向，然而，随着时间的推移，中山陵园中轴线的景观环境色彩已经逐渐走向“异化”，即现状色彩环境与设计者的原初设计意愿渐行渐远。例如，原有的草坛已被种满了雪松、海桐，巨大的雪松树冠逐渐掩盖了神道上陵寝建筑本身的暖灰色；同样，作为中轴线重要节点的孝经鼎随着时间的推移，原初的黄铜原色逐渐氧化成了黑色，在逆光下已经跟背景植被的颜色浑然一体，无法辨识。

综上所述，中山陵园中轴线的色彩构成在绿色植被的遮掩和包裹下失去了原初设计的意向。整个环境视域中的神道、建筑作为当初的本体已经与背景难分主次，造成严重的色彩失调，削弱了纪念性景观应有的景观价值。正是基于以上问题，如何优化中山陵园中轴线的景观环境色彩，还这一重要的近代纪念性陵园本来的面目，成为改善陵园环境质量的重要研究课题。

3　中轴线景观色彩的“变化”

中山陵园是中国近代重要的历史文化遗存，也是吕彦直先生呕心沥血设计的纪念性景观，除了大家熟知的“自由钟”形态的格局和警示中华民众的意义之外，也在原初的设计中采用大量的色彩意向来表达设计意图，中轴线作为自由钟造型的“钟摆”是整个纪念性景观的主体，从南向北，依次可分为三个大的段落（图1），分别对应了不同的色彩环境。由于人为及自然过程，中轴线三段组成部分也出现了不同的色彩问题。经仪器现场测试，其色彩环境量化结果如下（表1-4）。

3.1南段

中轴线南段为孝经鼎景观节点，黄铜铸造的孝经鼎原初设计为金黄色，在绿色植被和蓝色天空的映衬下，产生强烈的色彩反差，图底关系鲜明。再加之黄铜金属特有的反光效果，所以一直是游人进入陵园神道之前观赏、驻足的重要景观节点。随着时间的推移，孝经鼎已经逐渐氧化，变成当下的黑色；作为孝经鼎背景的龙柏、桂花等树种，属于亚热带北缘的地带性常绿树，适应南京的气候条件而生长旺盛，颜色呈墨绿且色彩凝重；同时，由于孝经鼎主要观赏面在北侧，南向逆光观赏该景观节点时，孝经鼎色彩与背景色彩浑然一体，无从区分，弱化的图底关系成为南段景观色彩环境的主要问题。

3.2中段

中段是陵园神道的主体部分，从天下为公牌坊，途径碑亭一直到享堂前。吕彦直先生原初的设计是依次由符合中国古代陵寝制度的建筑小品构成，这些建筑小品在强烈的阳光下，其暖灰色的金山石墙身及柱子与宝蓝色的瓦顶屋面形成了强烈的反差和对比，突出了“青天白日”的设计主题，色彩明快，寓意明确；而神道两侧衬托着具有法兰西古典主义造园特征的大草坪，以蓝天为背景、以大面积的绿色草坪为底，点缀蓝色、暖灰色的建筑节点，共同构成了中轴线中段重要的景观色彩意向“青天白日”（图2）。

随着时间的推移，原初中轴线两侧草坛被人为植满了大树，以雪松为主，植物颜色凝重；由于树木下部光照稀少，因此植栽了大量的耐阴灌木，例如桂花、海桐、洒金桃叶珊瑚等，增加了暗绿的覆盖面，从而减弱原初的色彩对比关系。由于雪松的色彩凝重，加之自然生长产生的树冠枝叶连粘，严重影响了中轴线的景观视觉效果，使得环境色彩更加压抑和灰暗。

图1　中山陵园中轴线分段示意Fig.1 segmentation of the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

表1　中山陵园中轴线南段色彩量化数据（时间：2016年3月11日10:00—15:00，地点：中轴线，照度：d65阴晴空）Tab.1 color quantitative data along the southern section of the the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

3.3北段

中轴线的北段为中山先生陵寝所在，神道由392阶的台阶构成，空间尺度的开合与梯级上升，不断暗示加深游人的心里与情感暗示，产生纪念性景观的崇高境界。

北段的色彩环境也出现了一定程度的植物色彩失调的现象，但是真正影响环境色彩氛围的是近年来增加的公共设施。例如，旅游纪念品售卖亭、排队等候廊、自助旅游留影机、各式各样的垃圾桶等，它们色彩明度和彩度过高，在色彩界面中破坏了“青天白日”的色彩意向，打乱了纪念性景观营造的氛围，造成了局部的色彩污染。

综上所述，正是由于中轴线三段环境存在变迁和色彩异化现象，研究重新审视中山陵园的中轴线后认为，必须在综合整治陵园环境的同时，强化对色彩环境构成的研究，通过色彩环境的优化，以尽快恢复提升中轴线景观环境质量。

图2　中山陵园原初设计与现状对比Fig.2 original design of the Sun Yat-sen Mausoleum and its status quo

4　基于量化技术的环境色彩优化途径

4.1引入定量技术

4.l.1 色彩定量化研究方法

基于量化策略来改进优化景观环境，需要引入定量技术，对中轴线的三段分别进行量化研究，依据量化数据的分析和比较，找出对应的设计方法。

景观环境构成要素作为色彩的载体具有自身不变的光谱色彩，是不受光、大气影响的色彩数据，也是进行定性和定量描述环境色彩的最真实、最客观的方法。光谱色彩以科学仪器测量获得，以CIE颜色空间体系L*a*b数值进行计量和数据转化；或者借助专业色卡进行记录和转译。实验仪器主要包括分光测色仪、色彩亮度计、照度计、孟赛尔色卡等（图3）（表5）。

表2　中山陵园中轴线中段色彩量化数据（时间：2016年3月11日10:00—15:00，地点：中轴线，照度：d65阴晴空）Tab.2 color quantitative data along the middle section of the the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

图3　色彩量化数据测量仪器Fig.3 measuring instruments of color quantitative data

色彩定量技术的关键在于研究色彩属性的客观性。因为有光的存在，人们才能看到色彩，但是主体感知和判断色彩存在差异，这主要是由于人对色彩的感知是由视感细胞接受三条光谱曲线（环境光谱曲线、物体光谱曲线、反射光谱曲线）信息叠加的结果。定量技术的核心在于量化物质自身的光谱曲线，解读真实世界的色彩构成关系，从而忽略环境光照和主观意识呈现出的环境色彩变化。

此外，景观环境中的色彩构成可以分作色彩空间单元和色彩空间序列两种。数码影像记录是有效的研究途径，不仅可以定格时间和空间，也可以对色彩进行数字化转译。为保证数据采集的准确性和可操作性，应选择在晴空照度为d65的标准环境光源下进行拍摄。

再次，为保证色彩拍摄数据在色彩研究、设计、输出过程中的精准，研究使用爱色丽品牌i1PRO校色系统配合分光测色仪、色彩亮度计检测的光谱色彩数据，进行实验室色彩矫正和管理，确保研究数据的真实可靠。

4.1.2色彩提取

通过实地调研完成数据采集，对照色彩载体的光谱色L*a*b数值等仪器实测数据，在实验室中通过爱色丽ColorChecker Passport和Adobe Lightroom工具对中山陵园中轴线所拍摄的色彩影像进行修正，获得色彩图片。通过Photoshop软件和ColorSchemer Studio软件的相互配合，以像素图栅格法提取研究界面的色彩构成数据，包括HSB/HSL、RGB等，并形成色彩提取报告（图4）。

表3　中山陵园中轴线北段色彩量化数据（时间：2016年3月11日10：00—15：00，地点：中轴线，照度：d65阴晴空）Tab.3 color quantitative data along the northern section of the the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

景观环境色彩定量技术的使用，可以辅助设计师认知真实的环境色彩，并通过客观颜色属性的定性和定量研究进行色彩分析。景观色彩定量研究的价值在于利用色彩学的理论知识，从视觉美学的角度对色彩元素的状况和它们之间的配合关系进行分析，总结出分析对象的用色规律［2］。

4.2色彩提升实验

4.2.1南段孝经鼎景观节点

在对孝经鼎景观节点周边环境客观色彩调查分析的基础上，使用色彩分析软件ColorSchemer Studio抽取色彩量化数据，通过关键数值HSB分析可知孝经鼎在色彩空间界面中无法凸显的原因：

第一，孝经鼎和绿色背景之间的色彩对比关系，铜鼎氧化呈现的色相H值为165°，背景植被桂花、赤松、龙柏色相H值为90°～117°，根据孟·斯宾瑟色彩调和理论，色相差位于0°～25°区间属于同类色调和、归属第1色彩暧昧区间，孝经鼎同常绿植被色相差位于43°～100°区间，属于类似色调和、归属第2色彩暧昧区间，主体色彩与背景色彩无互补色彩，同时饱和度相差不足10%，亮度值相差不足5%，导致孝经鼎与背景植被色彩无法区分。

第二，在春季阴晴空d65条件下，常绿植被、地面铺装、背景天空色彩饱和度均低于30%，缺少活跃色彩源，因此压抑而缺少层次感。

由于不可能把一个具有时间沧桑感的孝经鼎还原成黄铜色，所以唯有改变背景色彩，即更换树种，将背景树种更换为明度、饱和度较高的浅色系，使之与孝经鼎之间产生色彩反差和对比关系，再次呈现孝经鼎的图底关系，从而凸显氧化后的孝经鼎来延续这一主要景点。

图4　中山陵园中轴线北段色彩提取方法Fig.4 extraction method of the color along the southern section of the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

表4　中山陵园中轴线天空背景、景观设施量化数据（时间：2016年3月11日10：00—15：00，地点：中轴线，照度：d65阴晴空）Tab.4 quantitative data of sky background and landscape facilities along the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

制定色彩提升策略为：第一，色彩类似色调和，利用植被色彩变化与替换。推荐使用红叶石楠球替换前景的大叶黄杨，桂竹或淡竹替换背景的赤松、龙柏，与桂花形成色彩搭配，这样色相H值从117°降到87°～93°，饱和度提升40%，从而反衬出孝经鼎的色彩。第二，适度把握色彩面积，使孝经鼎色彩在视域范围内1/3，竹类色彩大于1/2，其余为辅助色。第三，利用竹类透光好的特点，弱化逆光效果。如此，不仅解决了色彩的问题，也提升了纪念性景观的氛围和品质（图5）。

4.2.2中段色彩意向提升方法

中轴线中段由于基地的变化和大树的移植，早已偏离了原初设计的意向。通过ColorImpact软件提取d65照度下色彩界面比例关系，数据聚类相加可知蓝、绿、灰三类大色的比例为2.5%、53.5%、44%，树木的生长已经部分削弱了青天白日的色彩意向（图6）。

图5　孝经鼎景观节点色彩提升研究Fig.5 color promotion study on Filial Scriptures Tripod landscape node

图6　中轴线中段景观节点色彩面积分析Fig.6 color areal analysis on the middle section of the axle wire landscape node

续表

表5　景观环境色彩量化数据对照表Tab.5 quantitative data table of landscape environmental color

在尊重环境条件、保留大树的前提下，应进行适当的疏枝修剪，目的是通过提升林下照度，增加耐阴性草坪，因为草坪远远高于海桐、桂花这些常绿树种的色相值。其次，疏枝改变林下花坛的照度，通过光线照射增加光强度，使中轴线色彩更加明快起来。另外，增加浅色地被物，凸显色彩活跃源。疏枝以后，林下植物可以生长，同时透光率更好，通过环境色彩量化技术可以监测色相明度、彩度改造前后的数据变化，比较出中段环境色彩在效果上的改变，这样的改变使环境有所提升。

4.2.3北段改变设施小品色彩

中轴线北端的主体是高台和墓室建筑，色彩杂乱、跳跃的景观服务设施导致环境色彩的混乱，例如垃圾桶、售卖亭子和排队棚子的色彩与环境主体色彩反差极大，反转“图底”，成为了色彩活跃源，造成了色彩的混乱。

以粉绿色旅游自助留影机为例，其色相H值为175°，与蓝色建筑屋顶相差48°；与中轴线地面铺装色彩相差150°，根据孟·斯宾瑟配色理论，其完全脱离了色彩暧昧区间，色相独立。同时其饱和度S值为70%，远高于28%和12%，因此，在整体色彩环境中十分跳跃。

景观设施小品配色应在色彩环境中起到衬托、辅助主体色彩的作用，宜选用主体色彩的同类色或互补色，其色相和彩度值不应超过20%。研究通过ColorImpact软件进行色彩匹配，选取色相H值为208°、饱和度S值为7%、明度为89%的冷灰色彩对自助留影机的色彩进行替换。替换后的色彩，与主体色构成和谐的“图底”关系，凸显了中轴线原初的色彩设计意向。这种色彩提升策略，也适用于垃圾桶、售卖亭等具有相同色彩问题的景观设施小品（图7）。

5　结 语

图7　中山陵园中轴线北段色彩提取方法Fig.7 extraction method of the color along the southern section of the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire

景观环境中的色彩变量很多，基于量化技术的研究，一方面可使得我们的工作提升效率和更有针对性，另一方面将设计与改造工作控制在有效适度的范围之内，避免因“过度”而造成浪费。传统的问卷调查，会因为受众的不同、调查对象色彩感知的差异，使得色彩调研工作缺乏实际意义。聚焦于景观要素的物理色彩属性研究，可以增强色彩设计工作的针对性，并且量化技术的采用也增强了设计方案可比性与可行性，从而进一步提升了景观环境色彩研究、规划设计的科学性。

［1］成玉宁. 现代景观设计理论与方法［M］. 南京： 东南大学出版社， 2010.

［2］尹思谨. 城市色彩景观的规划与设计［J］.世界建筑， 2003（09）： 68-72.

图表来源：

图1，3-7：作者拍摄绘制

图2：来自网络

表1-5：作者绘制

Optimization Study on Landscape Environmental Color Based on Quantization Technology—A Nanjing Sun Yat-sen Mausoleum Axle Wire Example

CHENG Yuning， TAN Ming

The paper studies the environmental color of landscape along the Sun Yat-sen Mausoleum axle wire， and utilizes qualitative and quantitative methods to analyze its color features and expressions of landscape color intention designed by Lyu Yen-chih. Aiming at the current alienation phenomenon of landscape environmental color in the Sun Yatsen Mausoleum and spatial form along its axle wire， the paper studies environmental color problems along the southern section， middle section and northern section of its axle wire separately， and explores the optimization methods of landscape environmental color based on color quantization technology.

Color Quantization； Sun Yat-sen Mausoleum； Environmental Color； Optimization Methods； Effective Moderation

TU986

B

2095-6304（2016）04-0018-08

10.13791/j.cnki.hsfwest.20160404

2016-06-20

（编辑：田洁）

* 国家自然科学基金面上资助项目（51278115）

成玉宁： 东南大学建筑学院，教授，博士生导师，cyn999@126.com

谭明：东南大学建筑学院，博士研究生

成玉宁， 谭明. 基于量化技术的景观色彩环境优化研究——以南京中山陵园中轴线为例［J］. 西部人居环境学刊， 2016， 31（04）： 18-25.