《Journal of Environmental Psychology》：The Role of Color and Voronoi Patterns on Wayfinding Performance and Anxiety in a Virtual Healthcare Environment
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寻路和导向系统在当今复杂的室内空间中至关重要，尤其在医疗环境中，有效的寻路至关重要。有效的寻路通过积极提升个体的整体体验来降低其焦虑。室内设计中的视觉线索在人们感知环境并利用这些信息的过程中扮演重要角色。本研究探讨了颜色和Voronoi模式线索对虚拟医疗环境中
寻路和导向系统在当今复杂的室内空间中至关重要，尤其在医疗环境中，有效的寻路至关重要。有效的寻路通过积极提升个体的整体体验来降低其焦虑。室内设计中的视觉线索在人们感知环境并利用这些信息的过程中扮演重要角色。本研究探讨了颜色和Voronoi模式线索对虚拟医疗环境中基于路线和基于调查的寻路表现及个体焦虑水平的影响，重点关注它们作为支持空间认知的视觉线索的作用。为此，研究人员创建了六个虚拟医疗环境，包含三种颜色线索（黄色、蓝色和灰色）和三种Voronoi模式线索（V300、V900、V2700）。Voronoi模式线索的点密度不同，分别代表低密度（V300）、中密度（V900）和高密度（V2700）模式。共招募了180名参与者进行实验。研究人员使用路线复制任务评估寻路表现。研究结果表明，黄色和蓝色线索对寻路表现有积极影响；然而，灰色线索对寻路表现有负面影响。尽管Voronoi模式线索在各组之间无显著差异，但平均秩次表明，中密度Voronoi（V900）线索的寻路表现优于低密度和高密度Voronoi模式线索。此外，层次多元回归分析结果表明，线索类型和空间能力显著预测了基于调查的寻路表现，而性别显著预测了基于路线和基于调查的寻路表现。
论文解读文章
**研究背景与问题**
在当今复杂的医疗环境中，有效的寻路至关重要，因为寻路失败会导致患者和访客焦虑增加、满意度下降。尽管现有寻路模型已涵盖用户因素（如空间能力、焦虑）和环境因素（如视觉线索），但鲜有研究将不同形式的焦虑与新兴环境线索（如Voronoi模式）纳入统一框架，探讨它们在虚拟医疗环境（Virtual Healthcare Environment, VHE）中的交互作用。颜色作为低成本、易实施的视觉线索，已有研究表明其能改善寻路表现；而Voronoi模式作为一种几何结构化图案，因其可控制密度的重复结构，可能影响视觉复杂性和线索显著性，但在寻路领域研究有限。因此，本研究旨在弥补这一空白，通过整合颜色和Voronoi模式线索，结合用户因素（空间能力、空间焦虑、特质焦虑及性别），考察其对基于路线和基于调查的寻路表现以及状态焦虑的影响。
**研究内容与结论**
研究人员在《环境心理学杂志》（Journal of Environmental Psychology）发表论文，通过虚拟现实（VR）实验，探讨了颜色（黄色、蓝色、灰色）和Voronoi模式（低密度V300、中密度V900、高密度V2700）线索对寻路表现和状态焦虑的作用。结论如下：颜色线索（黄、蓝）显著改善了基于路线的寻路表现（缩短时间、减少错误转弯和距离），而灰色线索表现最差；Voronoi模式线索无显著差异，但中密度V900在平均秩次上表现略优。颜色和空间能力显著预测基于调查的寻路表现（指向任务）；性别显著预测两类寻路表现，女性表现较差且焦虑水平略高。状态焦虑在任务后整体下降，但线索类型无显著影响，黄色组下降趋势略明显。空间能力与较少的错误转弯和犹豫显著相关，空间焦虑与更多犹豫相关。线索类型与用户因素无交互作用，且线索类型未补偿个体差异。
**主要技术方法**
研究人员采用虚拟现实（VR）技术构建虚拟医疗环境（VHE），使用AutoCAD和3ds Max建模，Unity编码。招募180名参与者（111名女性，69名男性），随机分配到六组（三种颜色×三种Voronoi模式）。颜色采用自然色彩系统（Natural Color System, NCS）标准（黄S1040-Y、蓝S1040-B、灰S1000-N）；Voronoi模式通过Python生成三种点密度（V300、V900、V2700）。参与者完成路线复制任务（学习阶段后复制路线，记录时间、错误转弯、犹豫次数、估算距离）和指向任务（评估调查知识）。使用圣巴巴拉方向感量表（Santa Barbara Sense of Direction Scale, SBSOD）、空间焦虑量表（Spatial Anxiety Scale, SAS）、状态-特质焦虑量表（State-Trait Anxiety Inventory, STAI）及存在感问卷（Presence Questionnaire, PQ）收集数据。数据分析采用非参数检验（Kruskal-Wallis、Mann-Whitney U）和层次多元回归分析。
**研究结果**
**3.1 描述性分析**
样本年龄19-38岁（平均23.29岁），159名本科生，9名硕士，12名博士。多数参与者对医疗环境略熟悉，对VR不熟悉。
**3.2 基于路线的寻路表现**
通过Kruskal-Wallis检验发现，颜色线索组在时间、错误转弯和距离上存在显著差异（p<0.01），黄色组最快且距离最短，蓝色组错误转弯最少，灰色组表现最差。Voronoi模式组间无显著差异，但V900组在四项指标上平均秩次最优。所有六组比较中，黄色组时间最短、距离最小，蓝色组错误转弯少，灰色组最差；V900组略优于V2700。
**3.3 基于调查的寻路表现**
指向任务结果显示组间显著差异（p=0.023），蓝色组圆形平均误差最小（平均秩次72.55），表现最好；V900组误差最大（平均秩次109.53）。经Benjamini-Hochberg校正后，部分配对比较不再显著。
**3.4 状态焦虑（路线复制任务前后）**
Wilcoxon符号秩检验显示，任务后状态焦虑显著低于任务前（p=0.001），但各组间变化无显著差异。黄色组平均秩次下降最多（102.03），灰色和V900组下降最少。
**3.5 性别**
女性在时间、错误转弯、犹豫和距离上均显著高于男性（p<0.05），指向任务误差也更大（p=0.002）。状态焦虑无显著性别差异，但女性倾向更高。
**3.6 空间能力、空间焦虑与寻路表现的相关性**
空间能力与空间焦虑负相关（ρ=-0.425），与错误转弯和犹豫负相关（ρ=-0.168, -0.297），与时间和距离无显著相关。空间焦虑与犹豫正相关（ρ=0.229）。
**3.7 用户因素预测寻路和状态焦虑的层次多元回归**
线索类型在模型1中不显著预测基于路线的指标；模型2中加入空间能力和空间焦虑后，对时间、错误转弯、距离的解释力显著（R2变化3.4%-4%），但个体预测因子经校正后不显著。指向任务中，线索类型（模型1）和空间能力（模型2）均为显著预测因子，空间能力越强，误差越小。状态焦虑无显著预测因子。性别模型显示，性别显著预测所有寻路指标，空间能力在指向任务中部分解释性别效应，空间焦虑无解释作用。
**3.8 存在感**
存在感问卷（PQ）平均分5.18，表明中等水平存在感。子量表中，界面质量（5.94）和适应/沉浸（5.65）得分最高；视觉保真度最低（4.38）。
**总结讨论部分与结论翻译**
**讨论总结**：
研究假设H1（颜色线索改善寻路表现）得到支持，黄、蓝均优于灰，两者间无显著差异，表明两种颜色均具有足够显著性。H2（低、中密度Voronoi优于高密度）被拒绝，可能因Voronoi图案重复结构降低了视觉区分度，其显著性弱于颜色。H3（低、中密度Voronoi降低状态焦虑）被拒绝，状态焦虑整体下降但组间无差异，下降可能源于任务完成后的解脱感，而非线索效应；黄色组下降趋势略高。H4（空间能力高者寻路更好、焦虑更低）得到部分支持：空间能力与错误转弯、犹豫负相关，但与时间和距离无关；空间焦虑与犹豫正相关。性别差异显著，女性表现较差但焦虑无显著差异。层次回归显示，线索类型和空间能力独立预测基于调查的寻路表现，无交互作用；性别影响无法完全由空间能力或焦虑解释。存在感中等，VR环境有效。
**结论翻译**：
本研究探讨了虚拟医疗环境（VHE）中颜色和Voronoi模式线索对寻路表现和状态焦虑的影响。结果表明，颜色线索对寻路表现和状态焦虑水平的影响更大。从空间认知角度看，这些结果说明，作为环境因素，显著性线索主要通过减少导航过程中的不确定性，支持基于路线和基于调查的寻路表现。此外，本研究提出的框架将空间能力、空间焦虑和特质焦虑与用户及环境因素整合，旨在扩展现有模型。虽然结果证明该框架有效捕捉了空间能力的作用，但有限的交互效应表明，其整合结构未能充分捕捉焦虑相关效应。因此，未来研究可对该框架进行进一步细化，以更好地解释这些交互效应。本研究是首次在虚拟医疗环境中探究Voronoi模式线索对寻路表现和状态焦虑的影响，并将其与颜色线索进行比较。通过同时考察基于路线和基于调查的寻路表现及状态焦虑，本研究促进了对认知负荷和潜在压力情境下空间认知的更整合理解。这些结果强调了在医疗环境设计中考虑认知和焦虑相关过程的重要性。本研究为希望提升医疗环境寻路表现并降低状态焦虑的设计师和从业者提供了有价值的信息。结果将有助于医疗设计和寻路领域的发展。未来研究可基于这些结果，进一步探究颜色和Voronoi模式线索在寻路中的关系。
