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人们对空间的感知和认识，最主要是依赖我们各个感官中的视觉。空间产生必须具备的要素有形体、光线、色彩、质感等等。而这些都是我们能够看到的。正是通过我们的观看，空间才能够通过其各个要素在我们的头脑中形成空间的映像，并让我们获得不同的空间体验。
我们所具有的对空间深度和物象的体积、距离的精确感知能力，应该归功于人类的双目视觉，即双眼长在头部前方，且能够同时观看一个目标。自然界的很多动物（如大部分食草动物）为了扩大视野范围，两只眼睛分别位于头部的两侧，各承担一个侧面的观看。但是它们所看到的物象都是一只眼睛获得的。所以只能得到信息，而缺乏必要的空间感和纵深感。双目视力使我们能够看到一个具有立体感的、层次丰富的视觉世界。这与双耳根据时间的微小差别来辨别声音来源有异曲同工之妙。双目视觉让我们对空间范围和深度的感觉较为敏锐，如果我们的眼睛也长在头部两侧的话，估计我们对空间设计的方向就要大为不同了。
在具体对空间的感知中，我们也逐渐地意识到了一些空间和深度的视觉现象及规律。这些现象与规律的理论，让我们在对空间的设计过程中，有了更多的依据和设计手段。其中西方的格式塔心理学对视觉认知的成果是最为人们所认可的一种相关理论，对于空间设计和空间感知的研究有着很好的指导意义。
图形与背景
当图形与背景同时映入人的视野时，会显现以下的视觉规律：
(1)背景具有模糊绵延的后退感；图形通常是由轮廓界限分割、勾勒而成，给人以清晰、紧凑的闭合感。
(2)图形与背景的主从关系随着周边的环境改变而发生变化，在群体的空间组合中，距离近、密度高的图形往往易于成为主体。
(3)小图形比大图形更容易成为主体形，内部封闭的比外部敞开的容易成为主体形。
(4)对称形或成对的平行线容易成为主体形，并能给人以均衡的稳定感。
空间形象
在一个具有实体内容的空间中，人通常注意的仅是那些装饰华丽的围墙界面，而只有在特定意识的支配下才会注意到周围的空间和空虚。
然而这种空间环境虽然不是有意识注意的对象，但却时时刻刻围绕着人，影响着人的精神、情绪以及对空间的判断，在环境构成中有着极其重要的意义。
在图a中，两栋建筑的间距相等，且距离较大。形体间所限定出的空间是消极的。在图b、c中，将两者增加呼应的结构，围合感增加，这时所形成的空间有了聚合性，空间成为“图形”（具有实体意义），建筑变为“背景”。而此时的空虚空间形象远比实体建筑更加具有积极意义。
参照框架
(1)垂直与水平：
在视觉环境构成中，只有垂直和水平线轴具有特殊意义。垂直是重力的方向，人们借助于身体的平衡感，可以感觉出来。水平与垂直成正交，人们通过湖面、海面、旷野的天际线可体会到此类线形的存在。
垂直与水平是我们视觉的基本参照框架，在判断空间事物的知觉特性时，我们通常都要寻找一种坐标和参照框架，并对照这个框架来判断所有的周边事物的状态。因为有此参照框架，我们才得以衡量和知觉我们面对的空间。
(2)直角：
垂直与水平相交产生直角。由于直角的恒定属性，人们对直角会很敏锐，因此直角的存在反过来会检验垂直与水平的正确性。
深度知觉
投影在视网膜上的图像，首先给了我们关于所视物体的上下、左右的二维形象信息。我们再通过此图像获得具有立体感的三维空间的立体知觉。
(1)物理尺度大小相同的物体在人的视网膜上映像的大小与距离成反比例变化，也就是我们常说的“近大远小”，因此人们可以根据看到的对象物的大小判断所到达对象物的距离。
(2)根据直线透视法则，一个灭点消失在平行线上时所获得的映像是立体的。物体的间距与距离成反比例变化。
(3)处于空间远处的物体，由于在空气中受到光的散射、尘埃的影响，物象的对比度和色彩纯度都大大降低，并与近处的物体形成了较明显的反差。这种现象我们称为面透视法则，在表现绘画的远近感时，经常被采用。
(4)物象的阴影对空间感也是一个举足轻重的因素。无论是认知或是再现（绘画），阴影的处理总是与空间和体积相关的。
事实上，人们对于深度感知的能力是有限的。通过以上所定义的规则以及我们的双目视觉，我们逐渐形成了视觉感知习惯。对于深度与其说是感知出来的，不如说是根据规则判断出来的。所以我们可以根据这些规则，在完全平面的纸张上，创造出绘画作品这样的虚假的空间深度。人类感知的这一特征，正是我们在设计中应该很好把握和利用的地方。
其他感官的感受
在对空间的感知时，虽然我们的各个感官中视觉接受的信息占了绝大部分，但是听觉、嗅觉、触觉等，也都会或多或少地影响我们对空间的印象。
燥热的时候，我们会觉得房间很小。寒冷的时候，我们会觉得相同的空间较为空旷。有空旷的回声和嗖嗖的风声的时候，会产生空灵深远的空间感受。清新的空气、潺潺的水声会让一个原本没有什么特点的简朴的小空间顿时充满令人向往的自然情趣。
空间认知时的不确定性
相同的空间，在不同的情况下会呈现出不同的面貌。于是，空间的存在及实际状态与我们真实的感受往往并不完全一致。我们知道，每个人在对周围的空间产生印象时，多半是依靠视觉。然而，我们对周边事物的视觉获取就是个不确定也不完整的过程。我们会因为气候、天气、光照条件、各人自身情况的不同而注意到相同对象的不同细节，有选择的或是无意识的对部分事物留下印象，但也缺失了很多环境细节。于是，感受就会有所变化。
空间在不同的季节、气候、光照条件下产生富有诗意的变化，正是场所魅力所在。使得空间获得了更为鲜活的生命力。