基于PAD理論的建筑色彩設計研究

摘 要：色彩作為人類視覺的主導因素，對城市、建筑的設計起到十分重要的作用。從對藝術形式美法則的考量出發，基于城市、建筑設計之載體，由事物呈現之顏色關聯至人的感知體驗，試圖以色彩變化引起的形式之美，望參透人心所向的內在情感之美。對PAD理論展開具體分析，論述色彩對于人類情感以及感知的影響，使用這一理論分析量化人類情感，并從已有的設計實踐及理論研究中得出可供參考的經驗儲備，用以指導當下以及未來的建筑色彩設計，以期在其設計中可以盡可能考慮到人心的感受，從而站在更高的立場上，符合建筑色彩乃至整個城市設計的根本目的。

關鍵詞：美學；形式美法則；建筑色彩；感知；PAD理論

Abstract： As the dominant factor of human vision， color plays a very important role in urban and architectural design. From the consideration of the principles of beauty in art form， based on the carrier of urban and architectural design， the colors presented by things are related to people’s perception and experience， trying to understand the beauty of form caused by color changes， the beauty of the inner emotions that people want. This paper makes a concrete analysis of PAD theory， discusses the influence of color on human emotion and perception， uses this theory to analyze and quantify human emotion， and draws reference experience reserve from existing design practice and theoretical research， which can be used to guide the present and future architectural color design， so as to take the feelings of human heart into consideration as much as possible in its design. Thus， it stands on a higher position and conforms to the fundamental purpose of architectural color and even the whole urban design.

Keywords： Aesthetics；principles of formal beauty；architectural color；perception；PAD theory

0 引言

建筑設計中的色彩應用可以追溯到公元1世紀，維特魯威第一次提到這一概念。建筑利用色彩作為人類感知體驗的媒介，引起人類復雜的情感共鳴。基于此，如何利用理論工具幫助建筑設計師量化色彩對人類情感的影響也是當下值得探討的話題之一。

PAD（Three dimensional theory of emotion）情感三維理論是由Mehrabian和Russell于1994年提出的維度觀測量模型，指出情感具有愉悅度（P）、激活度（A）和優勢度（D）這三個維度。

PAD理論作為一種理性研判手段，計算研究人類的感性體驗，可借助該理論解決建筑色彩設計中的相關問題，并能對城市、建筑色彩趨勢進行批判性的分析。

1 色彩中的形式美

1.1 形式美法則

美學的重要范疇之一就是“美”，美與人類社會的發展息息相關，有著重要的指導地位。形式美法則的形成是一個漫長的歷史過程，這個過程將貫穿于人類的整個歷史，隨著人類生活的發展、審美意識的發展繼而發生不斷演變。

形式美是從美的角度來考察并對現實生活中發現的各種美好事物的形式特征進行抽象且規律地概括和總結，形式美法則作為一種普遍且通用的形式法則，適用于所有藝術門類，是現代設計的理論基礎知識，無法被歸類于任何特定的風格范疇。

形式美法則大致可以分為以下幾類：變化與統一、對比與調和、對稱與均衡、比例與尺度、節奏與韻律、齊一與參差。在任何設計當中，都要注意合理運用形式美法則，達到美的形式與內容高度統一。

1.2 色彩的形式美法則

古希臘、古埃及時代起，建筑學家與美術家們就一直在探求形式美的規律和原則，如黃金分割、分形藝術等。那么，關于色彩的形式美法則可以從分析古希臘的色彩觀中略知一二。

所有的理論形成都是從一個或多個問題和假設開始的。“什么是色彩？我們是如何看到它們的？”在眼睛的世界中，色彩是最重要的組成部分之一。早期的希臘哲學家們為了探尋自身存在的世界，對視覺色彩展開了深入的理論研究。

恩培多克勒第一個用文字寫下他關于色彩的猜測：萬物是由火、氣、土、水這四種元素相平衡的狀態所構成的，其中眼球內部存在著不熄的由土和氣圍繞著的火焰，火是色彩存在的第一要素，它使得色彩變得神奇。隨后，柏拉圖進一步深化了對色彩的認識，在《蒂邁歐篇》中提到“理性色彩理論”這一概念，認為白色是眼睛在看的過程中發出的光線的效果，而黑色則是與之對立的一面，當光線居中，便產生紅色。

然而，德謨克利特反對恩培多克勒和柏拉圖的理解，主張光和色是由組成外界事物的原子所流出的影像造成的。而原子本身沒有顏色的區別，一切事物不斷發射出一種波流，壓緊認識對象和眼睛之間的空氣，于是便在濕潤的眼球中形成影像后進入人類的大腦，最終得到形狀和顏色的視覺呈現。這個觀點也在之后影響了哲學家們對古希臘色彩視覺理論的認知。[1]從恩培多克勒、柏拉圖還是德謨克利特對于色彩的認知程度，都可以發現古希臘哲學家對于色彩的理解完全超過了當下許多設計師對于色彩的認識范疇。

關于色彩的形式美法則，有平衡、重復、節奏、強調、間隔、和諧、對比等手法。其中，平衡指的是色彩要素在視覺中達到一種穩定的狀態，由此產生一種內心的平靜安寧感；重復是指同樣的色彩在視覺中不斷出現或者按照設定的樣子反復使用；節奏是基于重復的概念，通過重復、對應等形式組織各類色彩的變換元素，在視覺中形成連貫的色彩有序整體；強調則是通過搭配兩種以上色彩的過程中，適當地排列組合其中的主要色、次要色、搭配色的關系，并對數值、面積、明度等加以調整到使人舒適的視覺效果的過程；而間隔是在緊挨著的兩個極端對比的不同色彩當中，用第三種色彩隔開它們，達到視覺上的協調、削弱對比感。和諧是色彩形式美中的最高法則，魯道夫·安德斯認為關于色彩的和諧：“最完美的和諧出現在最多樣的部分和最高的統一性之間。”色彩的對比是把幾種色彩歸置在一起統一進行比較，有強烈對比和調和對比之分，適當的對比增加畫面美感與藝術感染力。此外，德國畫家阿道夫·霍爾澤爾提出的著名七色對比概念也對色彩形式美的研究有著重要的作用及意義。

由此可見，無論是古希臘的色彩觀還是任意一種色彩的形式美法則，都直接和人類的眼睛——視覺有關，而視覺又和情感、感知的體驗密不可分。“視覺感知”一詞，指的就是大腦通過人眼對不同的視覺圖像進行接收和分析，從而形成對物體外觀和空間距離的感知，并能識別其中的變化。人類利用這些視覺感知得到的數據來識別物體，在腦內對物體產生一定的印象，并在必要時對它們作出實時和恰當的反應。

2 建筑設計中的色彩運用

2.1 建筑色彩設計

“如果不與具體的人類需求和行為相聯系，如果不能適應周圍的環境，或者如果不能敏感地解釋建筑的結構，最和諧的色彩組合也是不和諧的。”[2]——Werner Spillmann。

色彩的形式美法則是建立在美學研究和實踐之上的，在建筑設計中同樣被廣泛地運用以及有著重要的研究意義。為了適應建筑發展的需要以及對于美好事物的追求，人們總是不斷地探索、更新這些法則，從整體的角度支配色彩，在理論和實踐中找尋無限趨于完美的色彩審美形態。

原始時期人類的身體赤裸地暴露在自然環境當中，他們尋找環境中可以用來穿著的材料作為保護自己身體的工具；尋找用來遮風避雨的材料建造了自己的小家，他們試圖在社會活動中找尋或構建一個適合生存的體系。城市以及建筑設計的概念也隨著社會思想、經濟、文化以及科技的推動逐步發展起來，而顏色只是城市、建筑設計中的一種設計層面，但它卻足以作為至關重要的方式影響建筑結構和其外觀的呈現。“色彩是一種能無限喚起感覺的媒介，它所固有的力量可以激起人們直接而顯著的反應，因而它已成為自然和人造世界的象征語言，它在建筑和建筑環境中的應用也不例外，可以顯著地影響對建筑空間和形式的感知。”[3]因此，在建筑色彩設計中，不僅要注意不同顏色之間本身的相互作用，合理運用色彩形式美法則，更重要的是研究通過人類視覺識別到的色彩與人類情感之間的相互關系，即人對色彩的感知。

任何一種顏色都具有象征意義，對于人類對色彩的認知層面，表現出對特定的事物中存在一定的個人感知印象，色彩也是傳遞某種信息的重要途徑。在城市設計中，每個城市都有其特殊的代表顏色，諸如海派藍的上海（圖1）、丹韻紅的北京（圖2）、紫紅色的無錫、暖灰色的南京、米黃色的哈爾濱（圖3）、橘紅色的武漢等等，這些顏色都有助于定義和描述該地域及其建筑特征。

“紅瓦綠樹碧海藍天”是青島老城色彩的標志（圖4），當我們用色彩形式美法則中對比的角度去分析，就會發現它們之間不僅有“紅”“綠”色相的對比，并且“紅”“藍”也是一種冷暖對比，還有人工色和自然色之間的對比，如“紅瓦”是人工上色，其他是自然顏色。[4]

在建筑色彩設計中，以中國古代經典的紅綠色相對比配色為例，頤和園（圖5）以及其他宮殿中多處使用“紅墻綠樹”的設計手法，使其展現出獨特的藝術魅力。又如運用色彩中的明度對比關系，荷蘭阿姆斯特丹（圖6）通過低明度色彩的建筑，展現城市古樸穩重的特征；意大利米蘭（圖7）通過中明度色彩的建筑，展現城市優雅含蓄的特征；法國巴黎（圖8）通過高明度色彩的建筑，展現城市輕快明亮的特征……

2.2 存在問題的分析

考察并分析從古至今色彩在建筑研究和應用方面的研究資料，發現過去的環境和當下的城市建筑環境有不同的“喚起”特性。在過去的環境中，我們受到政治、歷史和當時人類思想文化的束縛，而在最近構建的現代環境中，還未發現一種特定的期望，但縱觀當代建筑色彩，可以發現當下更傾向于用色彩對比的法則傳達一種視覺上的感知體驗。然而，這樣的建筑色彩趨勢有時是極端或欠思考的，設計師很容易被所謂的新奇感吸引，通過短時間快速抓取消費者眼球的對比設計所造的建筑也就成為了犧牲品，在無意識中創造了無法促進人類福祉的設計產物。因此，當下許多城市在現代化的發展中都“患”上了城市“色彩病”，燈紅酒綠使人眼花繚亂的燈箱、廣告牌以及一些建筑的墻體顏色大面積使用對比色，所謂的“設計師”將其解釋為設計的潮流和趨勢，這些生硬的色彩導致一些城市以及建筑色彩陷入了窘境之中。

對二十世紀上半葉的相關顏色成分進行調查研究，理論學者Ellen Divers認為當下現代主義的某些流行美學思想在許多方面被強行曲解和錯誤地使用，這些美學思想排斥傳統建筑設計，偏愛功能而非形式，并采取極端態度的極簡主義。盡管現代主義的先驅者在空間設計中有意地使用色彩和形式，但現代主義當前的色彩標志通常是白色、灰色和一些極端色彩，許多設計師沒有平衡其中的色彩對比關系并加以濫用，通過夸張對比度、尖銳化邊緣、大量幾何形狀以及過度去除裝飾等極端手段，刺激人類視覺體驗感，事實上，這些形式對一般人類的色彩感覺沒有任何好處。

以現代主義設計中的表現主義方法為例，區別于傳統藝術的“再現”方法，是現代主義藝術的最主要特征之一。表現主義強調藝術創造性、自覺能動性和直觀性，通過客觀事物的主觀感知，體現出現實與聯想的相互結合之美感。青騎士派畫家馬克在其后期創作的《藍馬》（圖9）中大膽瘋狂地涂抹所有的顏料，把三匹藍馬的波狀曲線與紅、黃色彩和諧地組合起來，在強烈富有動感的色彩中，達到了自然與生命的和諧共存。

由此可以看出表現主義色彩將創作者想表達的情緒赤裸裸地拋向觀眾，其并不在乎觀眾是否能夠承受這份情緒，造成強有力的視覺沖擊力，刺激觀眾對作品的感知，帶來心靈上的震撼。然而，這份直白的情感輸出是否真的能給所有人帶來好處？這個問題值得我們深入地思考。

3 人類的情感感知建筑色彩

色彩是可以用來表達感情的最具影響力的工具。伊娃·費伊曾說過：“色彩可以在情緒上滿足我們，它不僅具有美學特性，每一種色彩都可以營造一種情緒。我們所有人在生活的不同階段都需要各種色彩。”

城市、建筑設計中的色彩已成為城市美化、城市形象和建筑設計中的一個重要研究方向。每個城市甚至文明都可能呈現出不同的色彩，來描述、定義時間和空間。在日常生活中，人類將會體驗到各種色彩的不同影響：無意識的影響、自發的聯想、一般的象征意義或特定的傳統意義。顏色是使人類能夠準確地判斷和評價一個物體的特征之一，當任何物體呈現的色彩被記錄下來時，同時也就涉及了人類的心理和物理結構。顏色不僅能喚起人類一種短暫的視覺感覺，而且還涉及了感知經驗、記憶、文化等過程。

假使讓某人想象自己進入了一個他認為舒適美好的空間中，那么他大概率會想在此停留。當他發現自己進入的空間是如此的忙碌和過度的嘈雜，那么他就會主動去尋找一個氛圍更平靜的地方。又或者把他置身于一個冷漠的、感覺不受歡迎的、甚至可能更糟糕的空間，然后再讓他去尋找“逃生出口”。至此，我們會發現，第一印象發生在瞬間，環境心理學家曾指出，人類不斷地評估他們所處的環境，以獲取該空間環境會造成的威脅或獎勵，隨后得出他們是否想要留下或離開的結論。

“我們該把人們對環境的這些感覺稱為什么呢？”許多研究將這種反應描述為人類的“情感”，那么“情感”又是什么呢？美國心理學家認為情感是感情和情緒的總稱，就像接下來會著重探討的PAD理論一樣，也是情感理論中的一個特定術語。但在建筑設計的大背景下，空間中很少會讓人感到特別明顯的某種情緒如悲傷、興奮或者憤怒等；當人們逐漸形成一個空間的印象時，他們的情感反應會更加地微妙。

因此，情感是一種感覺，時而強烈，時而溫和，我們甚至可能會在一天中斷斷續續地經歷到各種各樣的感覺，這種感覺是瞬時的和短暫的反應，可以塑造我們的態度，影響我們在日常生活中做出的決定，而且它們也可以作為更為強烈的情緒基石。

色彩可以放大一種情緒體驗，可能是消極的，也可能是積極的，這取決于如何在建筑中運用這些色彩。[5]在建筑設計的語境中，色彩給人類情感帶來的印象是至關重要的，因為它們會創造一定的價值意義，如顏色的符號標準。簡單來說，紅色代表危險、緊急；黃色代表注意、警告；藍色代表指令、通告；綠色代表安全、通行等。當色彩應用在建筑設計當中，淺藍色的材質給人以輕盈感，相反，深紅色的材質給人以沉重感。同樣，當色調不變，色度明亮的就比飽和度高的更淺更輕，粉色相對紅色更輕，藍色相對于青色更重。所有這些概念都與人類的色彩感知相關，而它們都是基于個人情感的感知經驗所產生的。

色彩心理學家安杰拉·賴特撰寫了《色彩心理學入門導讀》①，她認為如果提供適當數量的信息，那么就存在某些可計算的模式，人們可據此做到以科學的方式正確地結合不同的色彩。[6]

4 PAD理論對建筑色彩使用的幫助

上文提到的形式美法則的發展，并非孤立地停留在藝術手段的主觀思考上，例如黃金分割、分形幾何的手段就是偏理性客觀的思考，因而最終呈現出來的形式美是一種理論模型，更代表一種邏輯和諧的形式美，又例如古希臘的色彩觀中柏拉圖提出過的“理性色彩理論”等。無疑，這種科學的思考方式是值得鼓勵的，使得人們能夠發現其背后的客觀規律。本章節將要介紹的PAD理論，就是希望通過一種量化人類情感的理性的分析模式，來研究不同場合下建筑色彩設計與人的感知變化的聯系。

4.1 PAD情感三維理論

馮特最早在1986年提出情緒維度的觀點，指的是關于情緒所具有的特征指標，可以根據這些特征對情緒進行分析。他認為情緒是由愉快到不愉快、激動到平靜和緊張到松弛等三個維度組成的。各種不同程度的情緒分布在某一維度的兩極之間的不同位置上。情緒維度理論也為后來情感三維理論的誕生創造了前提條件。[7]

PAD情感三維理論于1994年問世，是由加州大學洛杉磯分校的Mehrabian和Russell提出的維度觀測量模型，該模型判定情感具有三個維度：愉悅度、激活度和優勢度。其中P代表愉悅度，表示主體情感狀態的正負性；A代表激活度，表示主體的神經生理激活水平；D代表優勢度，表示主體對情景和他人的控制狀態。研究表明，這些維度的數值皆可指代具體的情緒和情感，充分地表達和量化人類情緒和感情且有效地解釋人類的情感，是情感計算研究的基礎。[8] Mehrabian等人通過使用這三個維度來分析其他四十二種情感量表中的大多數變異，并且其并不局限于表達情感的主觀體驗，還可以和情感的外部表現、生理喚醒有較好的映射關系。

4.2 PAD理論在建筑色彩設計中的思考

“我們都不能說有什么顏色，除非我們有顏色。”從這個意義上來說，人類對于色彩的體驗似乎是主觀的，而不是客觀的。雖然我們的視覺評估有主觀的一面，但也可以通過各種客觀的科學方法來檢驗。

PAD理論是一種情感理論，它提供了一個通用的理論框架來評估人類對其在空間環境中注意到的事物的反應，并使用三個維度提出三個問題，P：“我喜歡嗎”；A：“它刺激嗎？”；D：“我有控制力嗎？”因此，PAD理論也是一種設計思維工具，在建筑色彩設計中如何使用PAD理論是當今設計師值得探討的一個方向。

在二十世紀四十年代，Albert Mehrabian還與Patricia Valdez研究了不同顏色對情緒反應的影響，試圖找尋色彩與PAD理論之間的聯系。根據研究數據表明，人們對某些顏色的反應不同。藍色和藍綠色總是最令人愉快的顏色，而黃色和黃綠色恰恰相反。但青黃色是最引人注意和令人愉悅的顏色，而紫色和紅色卻是最無趣的。他們還發現，青黃色也比紅色能激發出更多的優勢。

在Ellen Divers的一篇文章中，另一個對數值和色度的情感反應的研究試圖檢驗Patricia Valdez和Albert Mehrabian在設計的大背景下關于明、暗以及鮮艷的顏色在設計中的意義。測試中受試者對中等中立的顏色的看法存在分歧，大約一半的人將其描述為友好，另一半人描述為冷漠。因此，當設計師在許多地方使用中性元素來創造一種舒適的氛圍時，也要注意在調色板中加入足夠的色度趨以和諧，以使印象清晰地向友好靠攏。設計師可以用這個理論建立建筑色彩設計方向的指南針，同樣通過這個理論設計師能清楚地知道在一個設計中不應該做哪些事情。

美國畫家阿爾伯特·亨利·蒙塞爾也特別強調了數值和色度對比的使用，他宣稱即使是再不對稱、不能互補的色調，只要觀察到其中的對比度和占比面積的平衡定律，就能夠適當地被使用。

過去對于人類情感的研究大部分時間都用來探討人類的愉悅度和激活度這兩個方面，但事實是其無法精準地區分出如憤怒和恐懼等情感表達，而PAD情感三維模型可以做到這點的原因是這兩種情感都屬于愉悅度低、激活度高的情感，但它們卻在優勢度上相反，憤怒屬于優勢度高的情感，因此憤怒具有可控制性，而恐懼屬于優勢度低的情感，代表往不可控制的方向發展。

Ellen Divers還提出，PAD理論中的優勢度有時也是一把雙刃劍，優勢度其實指的就是一個人在某個空間中的控制體驗。在空間環境設計的過程中需要謹慎使用，例如，一個律師事務所希望被認為是強有能力且權威的，那么深色的顏色是最合適的。但如果使用的顏色投射出太多的權力，客戶可能會感到不適和害怕。因此，結合明亮或較為鮮艷的顏色才能平衡更占主導地位的深色，并通過色彩和諧的法則，使空間更顯舒適。

總之，建筑可以是平靜誘人的，而不是藍色的；可以是朝氣熾熱的，而不是紅色的；可以是輕松愉快的，而不是黃色的……PAD理論可以做到量化人類的情感，設計師可以通過借助這樣一種設計思維工具，將其應用到建筑色彩設計的實踐中。

5 結語

本文研究了城市設計中建筑背景下的色彩，著重對色彩、人類情感以及PAD理論進行了分析探討。在建筑色彩設計的過程中，設計師想要掌控和決定色彩的發展趨勢是需要相當大的勇氣和魄力的，即便是未來的科技手段能夠消除環境關系中的每一個不確定因素，但至少目前而言，科技還不足以進步至此，設計師需要通過自己堅定的抉擇來引導當下建筑色彩設計的趨勢。PAD理論提供了一種除了感性認識以外的理性研判手段，通過分析并量化色彩與情感的關系來幫助設計師解決建筑色彩的設計問題。

國內關于在建筑色彩設計中借助PAD理論的研究成果甚少，可以說這是一種全新的思維方式，值得我們深入探討和借鑒。這一理論的運用需要設計師有一定程度的自我反思意識，批判性地思考色彩設計，打破搖擺不定的現代建筑色彩趨勢，通過個人思想和情感再次感知世界，而不是無意識地追隨所謂的當今流行趨勢。借用M Mehaffy和NA Salingaros所說的：人們對永恒的語言有了認識，但他們學會了壓制它。但我認為，在群體思維的背后有一些東西；那就是對信任自己的恐懼——在身體和靈魂當中——對建筑和空間的體驗。任何人都對這些深信不疑。PAD理論培養設計師對事物的敏感程度和共情能力，幫助他們在任何情況下都能站在人最深層的內心感受，思考最表象的顏色選擇，達到和諧的形式美，以幾乎量化的方式設計出舒適的空間環境。理解顏色如何幫助或阻礙人類的舒適性，將有助于對建筑設計中的色彩趨勢進行批判性的分析。

6 參考文獻

[1]郭健濂.古希臘的色彩觀與繪畫的單色化傾向[J].新美術，2010， 31（03）：43-47.

[2]茍愛萍.建筑色彩的空間邏輯——Werner Spillmann和德國小鎮Kirchsteigfeld色彩計劃[J].建筑學報，2007（01）：77-80.

[3][6]哈羅德·林頓.建筑色彩——建筑、室內和城市空間的設計[M].謝潔，張根林，譯.北京：知識產權出版社，2015.

[4]吳曄.城市色彩規劃與設計研究[D].長沙：湖南師范大學，2007.

[5]楊艷紅.城市色彩規劃評價研究[D].天津：天津大學，2009.

[7]王曉麗，高慧昀.基于PAD情緒量表的語言表現力研究[J].畢節學院學報，2012，30（08）：83-86.

[8]浦江.全認知情感理論——一種新的心智計算模型[J].計算機科學，2014，41（07）：15-24+61.

注釋：

①安杰拉·賴特.A Beginners Guide to Colour Psychology[M].倫敦：凱爾·卡西公司， 1995.

王心誠（1999.11），女，漢，上海人，碩士在讀，上海大學上海美術學院，研究方向：環境設計。