视觉认知理论的发展及其在建筑设计中的运用研究

李琳 张智杰

济宁市建筑设计研究院 山东 济宁 272000

引言

历史阶段、文化背景等因素的不同造就了不同的建筑风格，随着建造技术的成长和进步审美问题更多地受到了关注和重视。一直以来关于建筑艺术领域的审美内涵始终被划分为哲学相关话题，然而在现代化建设背景下科技创新与产业发展的结合以及视觉认知理论的发展打开了审美问题讨论的新思路。经过三个发展阶段后视觉认知理论为建筑设计的研究提供了更多的参考，对于推动建筑产业的稳定发展具有重要的意义和影响。

1 视觉认知理论的发展

1.1 直觉经验阶段

视觉认知理论的启蒙和发展与哲学有着紧密的联系，通常情况下，人们认为在生产力和科技水平欠缺的古代时期建筑美学往往仅受到施工技术的限制。然而事实上，与他人分享视觉经验和观感是推动审美发展的重要方式之一，而这种视觉感官体验的传递为艺术文明的进度打下了良好的基础，对于推动建筑艺术发展具有重要的意义。审美问题作为哲学发展中的重要组成部分一直以来被众多学者所关注和讨论，在哲学发展的初期关于美的本质的讨论中主要包括两个派别的声音：主观论与客观论，两种论点分别认为美的产生是以人、以物质对象为主体所产生的。而视觉认知理论则正是衍生于客观论，认为美产生于客观存在的物质事物本身，而人能够意识到物质所具有的某些特点，在此基础上形成了审美观念[1]。早在公元前六世纪，毕达哥拉斯学派提出了关于美的形式的研究，在数的基础上发展出“美是和谐”等一系列观点，并认为美是可以摒弃具体内容形态的。站在现代化角度看毕达哥拉斯学派的观点或许有些过于偏颇，但其对于建筑艺术审美观念的发展具有重要的意义和影响。在此之后的亚里士多德则提出了“美是客观的”这一观点，并认为美本身具有可观性，能够被人所体察到。

1.2 格式塔的实验推理阶段

格式塔心理学又称为完形心理学，最初诞生于德国，代表人物包括韦特海默、苛勒以及考夫卡，后来在美国得到了进一步的发展。在整个理论的研究过程中，几位科学家以艺术绘画为对象，在对视觉认知展开讨论的过程中探索出这一要点。所谓“格式塔”即为单词Gestalt的音译，在这一流派的主张中通常强调艺术作品本身的整体性与人的心理对象的组织构造和整体化作用，即所谓的“完形”作用[2]。在考夫卡的观念中，艺术作品中不同部分互相作用、互相联结所产生的整体性效应对人的感受产生了影响，使人能够体察到美学的感染。而阿恩海姆通过将格式塔理论与视觉艺术进行结合得到了关于美学的更多观点，他强调视知觉在艺术创造中的重要作用，认为抓住视觉对象中存在的整体性特征原则是艺术创造的关键所在。阿恩海姆在物理学知识的基础上，将“心理力场”的观念引入格式塔美学观念中，并提出了相应的理论，他认为感知觉是人在初次接触陌生事物时所产生的自然的、天生的生理反应。而这种感觉在既有经验的基础上进行了升级和发展，使其成为理性的思维，因此感知力与设计者的创造能力之间存在着某种紧密的联系。格式塔理论流派对美在形式这一观点也有了新的理解和认知，以更系统广泛的角度对艺术创作中美学的欣赏进行了阐述，认为形式美缺少对艺术平衡、和谐、统一的诠释。这一观点与现代主义建筑思潮的审美原则产生了共鸣，其代表人物德国建筑师格罗皮乌斯主张突破传统建筑形式的约束，以充满理性主义和激进主义色彩的设计手法通过新材料、新结构的应用创造新的建筑风格。

1.3 大脑视觉机制的科学阐释阶段

伴随着现代化建设的不断推进，科技创新与产业发展的融合为建筑设计观念的更新提供了前提条件。借助先进的仪器设备与技术手段，科学家了解到大脑视觉机制的秘密。作为人体中信息处理的重要功能器官，在接收到不同信息类型时大脑内不同区域将产生相应的反应，并发生具有先后顺序的活跃，随着科学技术的不断完善和进步视觉认知理论也在不断更新[3]。从格式塔心理学开始伴随着时间的推移和技术的创新视觉认知理论在曲折中不断发展，视觉作为感觉信息获取中的主要组成部分，对于思维和记忆处理具有重要的意义。而视觉认知理论将整个视觉认知过程概括为3大阶段：首先是信息的输入，其中包括感知觉、注意、记忆等具体环节。感知觉对物体信息进行采集和加工并赋予其意义。而注意则与信息捕捉时的效率和集中度有着紧密的联系。其次是视觉信息的存储，在这一阶段中需要对前期获取到的信息进行编码和存储，存储的方式包括短期和长期。在受到一定刺激的情况下将出现短期记忆，对信息进行加工处理的能力相对更低且可存储量更低，主要由声码构成。而长期记忆则是短期记忆在巩固后形成，以意码为主。最后是对已存储信息的查找、应用以及新的视觉信息的产生。已存储的视觉信息经过转换加工以及编码后具有抽象化的特点，在查找及应用中需要进行提取和形象转化，在一系列复杂的处理作用下组成新的思维和表象。

2 视觉认知理论在建筑设计中的运用

2.1 视觉认知理论在直觉经验阶段中的运用

在早期建筑设计工作中，视觉认知对艺术创造和审美形成有着重要的影响和意义，建筑设计者在对审美规律进行总结和归纳的基础上，将视觉直觉经验投入实际的建筑设计过程中，这种应用在早期的建筑艺术中有充分的体现和展示。例如在帕特农神庙的设计中，通过利用对四边基石、檐部以及边角柱子的调整达到“视觉矫正”的目的，结合山墙及光影明暗等感官体验使建筑整体在视觉上达到平衡协调，充分利用了透视视觉的效用。在透视视觉特点的基础上，设计者将帕特农神庙两边的柱子的台基高度进行调整，从而得到更好、更舒适的视觉体验，以此保障了建筑整体的美感和协调。除此之外，人们将对自身肢体比例进行观察时产生的视觉直觉经验应用于建筑艺术中，因此在西方古典建筑结构的石柱中也能看到类似的模仿。这种现象在中国古代建筑中也有所体现，“角柱升起”以及“柱子收分”等都体现出对透视视觉的合理利用。不同朝代对于此类建筑设计方式均有明确记载，在唐宋时期，通过调整角柱的高度和数量使柱顶曲面整体呈现出圆和的趋势，并以改变正侧面角柱份值的方式在视觉上给人带来稳重的感官印象。而伴随着经验的积累，这种设计方式逐渐成为建筑艺术中的重要组成部分[4]。在这一阶段中关于形式美的观点得到了关注和认同，人们对此产生了共鸣。

2.2 视觉认知理论在格式塔实验推理阶段中的运用

发源于20世纪中叶的现代主义建筑思想与格式塔实验推理阶段所阐述的视觉认知理论观念不谋而合，这一流派是认为建筑应当紧跟时代发展的步伐，在当时即为建筑应当符合工业化社会的需求，从功能性和经济性的角度进行建筑设计。以格罗皮乌斯为代表的现代主义建筑流派设计时，通常具有鲜明的理性主义和激进主义色彩，他们倡导积极对新材料和新结构的应用，致力于突破传统建筑风格所带来的约束。其代表人物格罗皮乌斯担任包豪斯校长，并在其中讲授格式塔心理学，因此，现代主义建筑风格是视觉认知理论在格式塔实验推理阶段中的运用体现。格罗皮乌斯所倡导的建筑设计观念不仅表现在他本人的代表作中，同时在现代主义建筑风格流派的其他代表人的作品中也有深刻表现，如柯布西耶的萨伏伊别墅、密斯凡德罗的巴塞罗那博览会德国馆，以及约恩乌松的悉尼歌剧院等。格式塔理论流派在发展创新的过程中对美在形式这一观点也有了新的理解和认知，以更系统广泛的角度对艺术创作中美学的欣赏进行了阐述，强调了“心理力场”的存在以及其重要性，认为形式美的理解过于片面，并认为视觉直觉之所以如此组织视觉对象是因为物质世界与心理力场同型[5]。而现代主义建筑风格中摒弃复杂的材料应用和建筑装饰的特点则与视知觉的简化不谋而合，通过简单建筑结构实现功能需求以及多样的情感和思想输出，这样的建筑风格特点表现了视知觉规律的同时，体现了建筑形式的简化。格罗皮乌斯在创作包豪斯校舍时充分利用了玻璃幕墙的效用，通过简单的空间划分在保障室内照明和通风的同时，使空间形成错落有致的整体，保持了心理力场的平衡。

2.3 视觉认知理论在大脑视觉机制的科学阐释阶段的运用

对建筑形式与空间的进一步认知仍然需要在实践中不断进行摸索和探究，在视觉认知理论发展的基础上不断完善补充。格式塔心理学所秉持的美学观点对视知觉的出发和应用进行了假设分析，并在一定程度上推动了建筑设计及审美的发展和创新。但作为视觉认知假设体系中的一部分，格式塔心理学无法全面深刻的对建筑设计工作中存在的问题进行一一解答和阐明。而在当前科技创新与产业融合的基础上，视觉认知理论的发展和进步有利于其在建筑设计中的应用。在整个视觉信息处理的过程中，人天生会被部分特殊物体所吸引，颜色、形状、大小、运动状态等更强的信息刺激将使人转变视觉注意中心。而这一特殊物体与其整体背景之间存在的差异越明显，则越容易转变人的视觉注意要点，即更加引人注目。视觉注意转移的难易与特殊物体及背景间存在的差异性有着紧密的联系，背景元素越趋向于单一化发展，则弹出物体所需要的差异性越低，即更容易获取视觉注意；反之若背景元素越趋向于复杂化发展，则物体所需要的差异性越高，即更难获取视觉注意。例如在路易斯·康所设计的金贝儿艺术博物馆中，通过利用视觉认知理论保持背景元素的单一性、一致性，在不改变入口处尺寸形态的前提条件下，仅仅通过转变实体状态就轻易获取了视觉注意，达到了理想的建筑设计目标。与之相对的则是德国斯图加特新国立美术馆，由英国后现代主义建筑大师詹姆斯·斯特林所设计，通过将各种更丰富的元素成分进行对比碰撞，是各种不同的符号线条进行不同方向上的混杂对比突出入口的存在。在现代建筑设计中，视觉认知理论的发展和应用具有重要的意义和价值，视觉注意和视觉表象在艺术创作中有着重要的参考价值，从爱德华·托尔曼到凯文·林奇，从格罗皮乌斯到詹姆斯·斯特林，视觉认知理论推动了人们对建筑设计的认知和对艺术设计的创造。

3 结束语

科学技术的创新极大程度上为建筑设计水平的提高和发展提供了稳定的动力支持，使建筑审美脱离了哲学的限制与科学产生了融合交汇。在建筑设计中视觉认知理论的发展一方面，阐明了视觉机制所产生的美学感染在杰出建筑设计中的体现及其发生机制，表达了既有经验在实际问题处理应用中的有限性。视觉认知理论在新时代背景下的建筑设计中，仍然具有重要的意义和价值，应当结合以往经验大胆积极创新，为推动建筑产业发展打下良好基础。