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本节通过对目前声景中时间因素的研究现状进行综述，进而提炼出本章的主要研究问题。目前已经有许多对声音刺激所产生的生理及情绪反应的研究。布拉德利和朗恩 [40] 是情感声音最早的研究者，同时也是情感声音库的建立者，但他们的实验中涉及的情感声音长度只有 6 s。其他学者的研究大部分是关于噪声和短暂的声音刺激的，例如谢泼德等人 [41] 对噪声敏感性产生的情感研究也只采用 6 s的声音片段作为刺激样本；胡美亚和阿赫塔马德（Ahtamad） [43] 关于愉悦度等主观情绪的研究也仅仅采用 8 s的声音片段。一部分研究音乐刺激的论文也大多集中在生理带来的情绪研究上，因此实验的刺激时间也很短暂，比如在楚恩等人 [42] 对音乐引发的情绪变化的研究中，一段声音序列的长度为15 s；萨姆勒 [157] 关于音乐的研究中，刺激的时间相对较长但也只有 1 min。
听觉的认知过程确实是十分短暂的，声音所引发的情绪也可以在极短的时间内被唤起。但是，本书的研究关注人在声景中的生理变化，除了一些受交感神经直接调控的指标外，大多数生理的变化并不是瞬时的，而是一个相对缓慢的变化过程。因此，在研究声景对生理的影响时，时间因素变得更加重要，十几秒的刺激时间很可能是不充分的。目前针对恢复性声环境对人体生理作用的研究还比较少，大部分是对环境恢复理论的验证。由于本书研究的重点不是情绪，实验中的刺激理应变得更长，例如，阿尔瓦尔森等人 [77] 对 4 种声景录音的生理反应的研究，梅德韦杰夫等人 [76] 对恢复性环境的生理反应的研究以及安纳斯泰特等人 [78] 对虚拟场景中生理反应的研究等。这些研究中声景刺激呈现时间和间歇时间的设计各不相同，现有的对声景的研究一般将声景刺激时长选取为 4 min左右。
人在声环境中的生理反应受哪些因素影响？如图 3.1 所示，本章主要从作用时间、声景变化和主观恢复性 3 个方面分析声环境下的生理指标，首先考虑生理指标的作用时间问题，探究各项指标如何随着时间产生变化；其次是探究声景类型对生理指标的影响，对不同的声景引发的生理指标进行检测；最后是研究生理指标和主观恢复性之间存在怎样的相关性。
图 3.1 影响生理指标因素的研究假设
因此，本章旨在以更全面的生理指标作为研究方法，具体提出并解决以下 3个方面的问题：①不同的生理指标随着人们进入声景的时间会产生怎样的变化，以多长时间来观测人在声景中的生理反应是最合适的？②不同类型的声景对生理指标会产生怎样的影响，这些影响是否有统一的趋势？③生理指标和主观恢复性量表之间存在怎样的相关性？基于以上研究背景，本章通过数据分析，研究时间因素和声景类型对生理指标的影响，并探究生理指标与主观评价因子之间的相关性。
本章实验在 4 个常见的声景范畴（人为声、机械声、生物声和地质自然声）中各选取一个典型声景 [19，96，158] ，分别为鸟鸣声（黎明时的树林中带有鸟鸣声）、海浪声（晴天平静时的无人海浪和沙滩）、街道声（室外步行商业街的匆忙行人发出的声音和叫卖声）、交通声（晴天下午高峰期的十字路口）。实验中声景采用视频与音频相结合录制，录制时设备与地面高度为 1.5 m。每个录制地点最终剪辑出 5 min具有代表性的声景片段作为实验的刺激材料 [159] 。录制环境的差异，导致其背景声压级不同，因此在Adobe Audition’s软件中对音频进行声压级的归一化处理，并用声学人工头进行校准，将每个音频的 5 min等效声压级调整为 70 dB。实验中每段声景刺激随机呈现一次，音频通过森海塞尔耳机（RS170）播放。图 3.2 为实验中涉及的 4 种声音刺激片段的频谱图（频谱数据由ArtemiS软件计算得出）。
图 3.2 4 种声景的频谱图（频谱随时间的变化）
为了更加清晰地比较 4 种声音在声压级分布上的差异，将 4 段声音的声压级随频率的分布图绘制在一张图表中，如图 3.3 所示。
图 3.3 4 种声景的频谱图（声压级随频率的变化情况）
由图 3.2 和图 3.3 可知，鸟鸣声的频率比较高，大概在 7 000 Hz有明显的峰值，说明本书所记录的鸟鸣声主要在这一频段，场景中背景声的声压级要远低于鸟鸣声。海浪声和交通声的频率带比较接近，但海浪声的频谱具有明显的规律性，这是海浪均匀地拍打在沙滩上造成的{在海浪声景[图 3.2（b）]中频谱的图案大约每 5 s重复一次，这是海浪的节奏；而在交通声景[图 3.2（c）]中，虽然会出现相似的频谱条纹，但时间间隔是随机的，条纹的相似程度也不及海浪场景，这是因为黄色条纹的出现意味着汽车驶过时轮胎与公路之间产生了低频噪声，由于汽车驶过的概率是随机的，汽车的型号和距离也是随机的，所以汽车场景声音的规律性是不存在的}。除此之外，交通声中低频的成分更多一些，这是由车辆的行驶声构成的。而街道声的频率范围比较居中，大概在 200~3 000 Hz出现平缓的峰值，其是由人的话语声和活动声构成的。由此可见，4 种声景无论在声音的主观含义上还是在客观的声学参数上都有很大差异。
本章实验参与者为 66 名在校本科生及研究生，平均年龄为 21.82 岁（标准差= 3.438；最小值= 18，最大值= 31），其中男性 32 人，女性 34 人。由于本实验在分析中需要进行因子分析等降维处理，根据统计学原则，样本量达到问卷中问题数量的 10 倍以上为优，因此本实验至少需要 50 人完成实验，现有样本量相对充足。
本章实验采用声景感知恢复性量表（PRSS）作为主观恢复性问卷 [75] ，该问卷能够全面有效地评价声环境的恢复能力 [72，160，161] ，问卷最早的版本源于哈蒂格、科尔佩拉（Korpela）、埃文斯（Evans）和加里林（Gariling）于 1996 年联合编制并发表的感知恢复性量表（PRS），由于感知恢复性量表是对恢复性环境的整体描述而非针对声景，因此英国学者Payne将问卷中的描述词转换到针对声景研究的领域，同时保留了原有问卷中恢复性因子的成分。
问卷分为迷人性（Fascination）、引离性（Being-Away-To）、远离性（Being Away-From）、兼容性（Compatibility）、一致性（Coherence）和范围（Scope）共 6 个部分。其中迷人性，又称魅力性，用来描述环境中具有注意力保持特性的能力，恢复性理论认为这种自然而然的吸引力会影响人在环境中的情绪心理体验，进而获得更深层次的心理恢复；引离性是指环境中的拉动因素，从其他环境转移到现在的环境中的能力；远离性是指环境中的推动因素，从现在的环境转移到其他环境中的能力，引离和远离是注意恢复理论中获得恢复效应的初始条件，如果环境可以带动个体注意力的转移，进而便能达到注意恢复的效果；兼容性是指环境和个人感受之间的共同性，一致性是指环境中的元素与其结构和组织的关联性，一致性和兼容性共同体现了个体与环境之间的和谐作用；范围用来表述恢复性环境的规模，不是物理空间上的尺度，而是指个体在感知层面上对环境的空间尺度和边界的感知程度。
问卷中每部分都由若干个小问题组成，总共 19 个问题。通过回答“你对这一陈述的认同程度”，对每个问题以 5 分制进行衡量。详细的问卷内容见附录2。问题由E-Prime软件编辑，由受试者看着电脑屏幕并在测试结束前点击答案来回答。
在本章实验中，4 个典型声景随机呈现，每段声景呈现 5 min，两段声景间隔90 s，待 4 个声景全部呈现完毕，生理检测结束。主试重新进入测听室，取下耳机和电极，并要求被试继续填写主观恢复性问卷，填写完成后结束实验。
本章实验采用SPSS 25.0 软件作为数据分析软件，具体的分析方法包括：
①对生理指标采用重复测量方差分析检测不同时间段和不同声景类型下的差异性。
②对主观量表进行信度和效度检测，并通过因子分析拟合成主观评价因子。
③将生理指标和主观评价因子进行典型相关分析。