基于认知负荷的高校综合体育馆空间“舒畅感”设计研究（研究生毕设）

项目来源于清华大学北体育馆评估项目。现象问题是高校综合体育场馆空间质量参差不齐，具体问题在于综合体育场馆空间偏差影响评估体系不足。上升到科学问题层面，需要探究环境对使用者运动体验的影响机制是什么？

1.研究系统构建
研究依据“认知负荷”模型构建评估指标系统，主要包含主观参数、生理参数、行为参数三方面。具体指标上，选择脑电+眼动的原因：视觉感受对于建筑空间非常重要，眼动是必要的。其次，运动行为包括空间体验以及运动决策等，皮电、心率等虽然能够刻画情绪、压力、觉醒等，但无法刻画高级的功能比如：决策等。而脑电能够很好地同时刻画空间认知和运动决策。

2.实验设计
由于人在体育场馆内所受刺激可分为两类，一类是长时性的空间环境刺激，一类是及时性的决策刺激。因此实验按照长时空间刺激-短时决策刺激的方式进行设计。同时，为了控制环境变量，将待评估的三座体育场馆在VR环境当中进行数字孪生，并利用10人次在真实空间中的表现进行参数矫正。

3.评估结论
由偏差校正后的综合评估可知，西体育馆整体流线上的认知负荷“舒畅感”低于综体低于北馆。 北馆的认知负荷“舒畅感”在不同空间场景中表现均匀，但在离开主入口时由于出口对景不佳，造成了一定程度上的“舒畅感”降低。 综体的总体得分小于北馆，且在旅程图上与北馆的整体体验有相似之处，同样暴露出在场馆出口处的“舒畅感”降低。 西体的整体认知负荷“舒畅感”最差，针对空间节点应当都要有所提升，但入口和出口体验相比于其他的空间节点有明显的提升，主要原因是西体所处的环境有比较良好的绿化，使得出入感受较好。

关键词: 量化用户研究，认知负荷，运动决策，脑电，事件相关电位，眼动追踪，虚拟现实
项目类型：清华大学建筑学院研究生毕业设计

时间: 2024.2-2024.5

指导：庄惟敏教授，任飞正高级工程师
合作: 独立完成

主要贡献:
1.基于认知负荷模型简化PAD、SD和NASA-TLX量表，在3个月内收集并分析了306份问卷，为评估提供了50%支撑；
2.在3天内于Cave VR环境中组织了42名参与者的用户测试，利用眼动追踪、脑电图（EEG）、事件相关电位（ERP）以及E-Prime分析用户行为，量化用户的认知负荷并绘制空间设计中的用户体验旅程图；
3.使用Python和MATLAB处理并分析用户行为与生理数据，独立制作并提交了包含212页的文档报告和61页的演示文稿；

技能：rhino、AutoCAD、Adobe Illustrator、Adobe Photoshop、Abode Premiere、Enscape