Article

Atención visual en la evaluación de espacios arquitectónicos

Abstract and Figures

p class="textotesis1">El análisis del comportamiento visual ante un determinado estímulo supone una herramienta de estudio de la respuesta más inmediata e instintiva del observador. La reciente accesibilidad a la tecnología capaz de rastrear y registrar el recorrido de la mirada ante la observación de un estímulo, ha puesto un interés creciente en cómo las personas observamos nuestro entorno. Aquellos estudios en los que se ha medido simultáneamente la respuesta subjetiva del observador y su recorrido visual, permiten establecer que existe una relación entre el modo de observar la imagen y la atención visual del observador ante la imagen. El presente artículo describe un estudio experimental en el que hemos aplicado esta nueva técnica de análisis visual a la observación de imágenes empleadas en recientes concursos de arquitectura. La contribución de estas herramientas de medida de la respuesta fisiológica puede suponer un gran avance en el análisis de la percepción del observador.
No caption available
… 
No caption available
… 
No caption available
… 
No caption available
… 
No caption available
… 
Content may be subject to copyright.
El análisis del comportamiento visual
ante un determinado estímulo supone
una herramienta de estudio de la
respuesta más inmediata e instintiva del
observador. La reciente accesibilidad
a la tecnología capaz de rastrear y
registrar el recorrido de la mirada
ante la observación de un estímulo, ha
puesto un interés creciente en cómo las
personas observamos nuestro entorno.
Aquellos estudios en los que se ha
medido simultáneamente la respuesta
subjetiva del observador y su recorrido
visual, permiten establecer que existe
una relación entre el modo de observar
la imagen y la atención visual del
observador ante la imagen.
El presente artículo describe un estudio
experimental en el que hemos aplicado
esta nueva técnica de análisis visual a
la observación de imágenes empleadas
en recientes concursos de arquitectura.
La contribución de estas herramientas
de medida de la respuesta fisiológica
puede suponer un gran avance
en el análisis de la percepción del
observador.
Palabras clave: arquitectura.
evaluación del esPacio. eye-tracking
Analysis of visual behaviour before
a given stimulus is a tool for studying
an observer’s most immediate,
instinctive response. Recent access to
technology able to locate and record
the path the eye takes when observing
a stimulus has led to growing interest
in how we observe our environment.
Studies which have simultaneously
measured an observer’s subjective
response and visual journey make it
possible to establish a relationship
between the way the image is
observed and the observer’s visual
attention to the image.
This present paper describes an
experimental study which applies
this new technique for visual analysis
to the observation of images used
in recent architecture competitions.
These measurement tools for
measuring physiological responses
can make a significant contribution to
observer analysis.
Keywords: architecture. sPace
assessment. eye-tracking
atencion visual en la evaluación
de esPacios arquitectónicos
VISUAL ATTENTION IN THE EVALUATION
OF ARCHITECTURAL SPACES
Susana Iñarra Abad, Francisco Juan Vidal, Carmen Llinares Millán,
Jaime Guixeres Provinciale
doi: 10.4995/ega.2015.3585
228
229
expresión gráfica arquitectónica
Introducción
En el ámbito de estudio de la percep-
ción espacial, la forma habitual de
analizar la respuesta del individuo
ante su entorno se ha realizado tra-
dicionalmente mediante la utilización
de cuestionarios. Las limitaciones que
puede presentar el hecho de medir su
respuesta a través de su propia decla-
ración verbal, se deben a que el en-
cuestado puede verse tentado a men-
tir o a responder utilizando el estereo-
tipo de lo correcto. En este sentido,
son muchos los investigadores que su-
brayan la necesidad de ir más allá de
las medidas subjetivas y afirman que
el sistema nervioso y otros procesos
fisiológicos deben acompañar a las
medidas subjetivas (Oatley, 1992).
Dentro de las tecnologías que nos
permiten estudiar las reacciones fisio-
lógicas de los individuos ante la per-
cepción de su entorno, el eye-tracking
es aquella que nos permite seguir el
recorrido de la mirada durante la ob-
servación del mismo.
A principios del s. x x (Huey, 1908)
se observó que durante la observa-
ción de un estímulo, el ojo humano
no realiza un suave barrido sobre el
mismo, sino que efectúa una serie de
movimientos rápidos, denominados
movimientos sacádicos, seguidos de
paradas, denominadas fijaciones. Los
seres humanos no podemos procesar
todos los estímulos a la vez, la aten-
ción es empleada para focalizar nues-
tra capacidad mental en una selección
de la información sensorial, de manera
que la mente pueda procesar correcta-
mente el estímulo de interés. Por esta
razón, las fijaciones tienen por obje-
to centrar el campo de visión de gran
resolución del ojo, la fóvea, en una
porción concreta de la escena, que se
desea percibir con mayor resolución.
De esta manera, nuestra atención está
concentrada en el punto que estamos
focalizando (Duchowski, 2007).
Introduction
In the study of spatial perception, individual
responses to an environment are usually analysed
through questionnaires. The limitation with using
verbal statements to measure response is that
interviewees may be tempted to lie or respond
with stereotypical correctness. In this regard,
many researchers have emphasised the need for
measurement of the nervous system and other
physiological processes to accompany subjective
measures (Oatley, 1992).
Within the technologies that allow us to study
the physiological reactions of individuals when
perceiving their environment, eye-tracking allows
us to follow the path the eye takes as it observes
the environment.
In the early 20th Century (Huey, 1908) it was
noted that the human eye does not observe a
stimulus in a smooth sweep, but makes a series
of fast movements called saccades, followed by
stops known as fixations. Human beings cannot
process all stimuli at once, attention is used to
focus our mental ability on a selection of sensory
information so the mind can correctly process the
stimulus of interest. For that reason fixations are
aimed at focusing the eye’s high resolution field
of vision, the fovea, on a specific portion of the
scene where greater resolution is desired. Thus
our attention is concentrated on the point we are
focusing on (Duchowski, 2007).
During the process of observing a space, if we can
follow the path of an observer’s fixations in some
way, we are following the path of their attention.
Studying that path can provide important clues as
to where the observer’s points of interest lie and
the elements that hold the observer’s attention.
Since the invention of non invasive eye-trackers
(Buswell, 1935) (Fig. 1) which enable photographic
recording of the way the eye moves as it observes
an image, numerous experimental studies have
focused on finding out how the eye travels around
a visual stimulus. (Yarbus, 1967; Mackworth and
Morandi,1967; Antes,1974; Loftus,1981). These
studies have provided valuable information on eye
movement patterns during observation of images
and consequently, on how they are processed
in the mind. In turn, these contributions have
gradually defined an analytical method for applying
these techniques to subsequent studies.
No studies have been done using this technique
to analyse architectural images, but there are
examples of applications which, because of the
1
1. Primer eye tracker empleado por Buswell, 1935
1. First eye tracker used by Buswell, 1935
230
2. Ejemplo de los patrones visuales sobre una imagen
de un espacio natural y sobre una de un espacio
urbano. Berto et al., 2008
3. Monitor Tobii TX300
4. Descripción de la muestra de participantes
2. Example of eye movement patterns on an image of a
natural space and on an urban space. Berto et al., 2008
3. Tobii TX300 Monitor
4. Description of the sample of participants
nature of the image studied, have served as
reference to plan our experimental work.
Many experiments have been carried out on
the way the human beings visually explore
landscape, reaching very interesting conclusions.
For example, it has been found that the eye
movement pattern depends more on the image
observed than on who is looking at it (Jaimes et
al., 2001) and images considered less comforting
(urban as opposed to natural ones) show a
greater number of fixations than natural images).
This aspect enables the authors to claim that
images of natural spaces require less effort from
observers and therefore are more restorative
(Berto et al., 2008) (Fig. 2).
Studies which have simultaneously measured
an observer’s subjective response and visual
journey, make it possible to establish a
relationship between the way the image is
observed and the observer’s visual attention to
the image. However, there is still a gap in the
methodology as to which parameters or metrics
permit measurement of visual attention.
Our team’s experimental work attempts to
analyse how people observe simulations of
architectural spaces when they are evaluating
the space the image represents. This information
will, in turn, make it possible to determine
whether the designer’s expectations of the image
are fulfilled.
Based on the metrics defined in the scientific
literature and the parameters obtainable with the
latest visual tracking technology, we have studied
eye movement patterns to find out which attributes
or parameters of the image are observed the most
and whether there are significant differences
between the collectives studied.
Experimental study
The set of stimuli used in the experiment
comprised 27 renders or digital perspectives of
public spaces presented in recent architectural
competitions. This sample was chosen ensuring
that the images combined all the potential
design elements in a balanced way. To ensure
a representative sample, this set of images
reflects the wide variety of styles and trends
used in architectural graphic expression on the
international scene.
To follow and record the visual path, a Tobii
TX300 high frequency 2D eye tracking system
was used. This eye-tracker comprises a 24” TFT
No se encuentran trabajos experi-
mentales que hayan aplicado está técni-
ca al análisis de imágenes de arquitectu-
ra, sin embargo encontramos ejemplos
de aplicaciones que por la naturaleza
de la imagen que estudia, nos han ser-
vido de referencia para la planificación
de nuestro trabajo experimental.
En torno al modo que el ser huma-
no tiene de explorar visualmente el
paisaje, se han llevado a cabo nume-
rosos experimentos llegando a con-
clusiones de gran interés. Como que el
patrón de visualización depende más
de la imagen observada que de quién
la mire (Jaimes et al., 2001), o como
que las imágenes consideradas menos
reconfortantes (las urbanas frente a
las naturales) muestran un mayor nú-
mero de fijaciones que las imágenes
naturales. Este aspecto, permitirá afir-
mar a los autores, que las imágenes
de espacios naturales requieren del
observador menos esfuerzo y por ello
resultan más reconstituyentes (Berto
et al., 2008) (Fig. 2)
Aquellos estudios en los que se ha
medido simultáneamente la respuesta
subjetiva del observador y su recorrido
visual, permiten establecer que existe
una relación entre el modo de obser-
var la imagen y la atención visual del
observador ante la imagen. Sin embar-
go, aún existe una falta de contenido
metodológico en cuanto a cuáles son
los parámetros o métricas que permi-
ten medir la atención visual.
El trabajo experimental que ha sido
llevado a cabo por nuestro equipo, ha
tratado de analizar cómo las personas
observan las simulaciones de espacios
arquitectónicos cuando se encuentran
evaluando el espacio que la imagen
representa. Esto, permitirá a su vez,
averiguar si se cumplen las expectati-
vas del diseñador en cuanto a lo que la
observación de la imagen se refiere.
Si ante el proceso de observación de
un espacio, podemos seguir el recorri-
do de las fijaciones de un observador,
de alguna manera estamos siguiendo
su recorrido de atención. Estudiarlo,
puede aportarnos importantes pistas
sobre dónde se centran los puntos de
interés del observador y en qué focali-
za su atención.
Desde la invención de los primeros
eye-trackers no invasivos (Buswell,
1935) (Fig. 1) que permitían registrar
fotográficamente el recorrido visual
ante la observación de una imagen,
se han ido desarrollando numerosos
trabajos experimentales centrados
en averiguar cómo el ojo recorre un
estímulo visual. (Yarbus, 1967; Mac-
kworth y Morandi, 1967; Antes,
1974; Loftus, 1981). Estos trabajos
han aportado una valiosa informa-
ción sobre el patrón de observación
de las imágenes y de esta manera so-
bre el procesamiento mental de las
mismas. A su vez, estas aportaciones
han ido definiendo una metodología
de análisis para la aplicación de estas
técnicas en estudios posteriores.
2
231
expresión gráfica arquitectónica
monitor with a concealed eye-tracker (Fig. 3). The
hidden camera and laser record the movement
of both eyes at 300 Hz permitting natural head
movements without the need for the chin
supports used in previous eye-trackers. The
simplicity of the design enabled eye movement
to be recorded throughout the experiment
without the observer being aware of it.
The software accompanying the eye-tracker is
Tobbi Studio 3.2. This software is flexible, easy to
use and summarises enormous amounts of data
as easily interpretable results.
There were 75 participants in all. Sample was
varied as regards education, age, sex. Each
individual evaluated 3 images, so we obtained
225 visualisations. .Figure 4 shows the objective
description of the set of participants.
The trials took place in November 2012 and
February 2013 in the European Laboratory
for Immersive Neurotechnologies (LENI) at
Universidad Politécnica de Valencia’s LabHuman
Inter-University Institute.
Results
Eye movement analysis
Representations of the saccadic path provided by
the program show in a single image the path of
the observer’s eye movements. Points are used
to show the sequence and position of the eye
on the image and are linked by lines to facilitate
interpretation. The size of the points indicates
the duration of the fixation and the numbers on
the points represent the order of the fixations.
Figure 5 shows the images obtained between the
first 0-5, 5-10 and 10-15 seconds.
To extract the position of the fixations on the
image, following other experimental works
(Mackworth and Morandi, 1967; De Lucio et
al,1996), each image has been divided into a
mientos naturales de la cabeza y evi-
tando el uso de mentoneras como en
los eye-trackers anteriores. La simpli-
cidad del diseño, permitió registrar el
movimiento de los ojos durante todo
el experimento sin que el observador
fuera consciente de ello.
El software que acompaña al eye-
tracker es el Tobbi Studio 3.2. Se trata
de un software flexible y fácil de utili-
zar que sintetiza las grandes cantida-
des de datos en resultados fácilmente
interpretables.
El número total de participantes
fue de 75. Se trató de establecer una
muestra variada en cuanto a forma-
ción, edad, sexo, etc. Cada sujeto eva-
luó 3 imágenes, de forma que se obtu-
vieron 225 visualizaciones. La figura
4 muestra la descripción objetiva del
conjunto de participantes.
Las pruebas fueron llevadas a cabo
durante los meses de noviembre 2012
y febrero 2013 en el Laboratorio
Europeo de Tecnologías Inmersivas
(LENI) del Instituto Interuniversitario
LabHuman de la Universidad Politéc-
nica de Valencia.
Resultados
Análisis del recorrido visual
Las representaciones de la ruta sacá-
dica que el programa empleado nos
ofrece, permiten observar en una úni-
ca imagen el recorrido que ha reali-
A partir de las métricas definidas en
la literatura científica y de los paráme-
tros obtenibles mediante la tecnología
de rastreo visual más reciente, hemos
estudiado cómo son los patrones de
visualización, qué atributos o paráme-
tros de la imagen son más observados
y si existen diferencias significativas
entre los colectivos estudiados.
Estudio experimental
El conjunto de estímulos empleados
para el desarrollo de la experien-
cia estaba formada por 27 renders o
perpectivas digitales de espacios pú-
blicos presentadas en concursos de
arquitectura recientes. Esta muestra
se seleccionó teniendo en cuenta que
las imágenes combinaran todos los
potenciales elementos de diseño de
forma equilibrada. Para que la mues-
tra sea representativa, este conjunto
de imágenes recoge la gran variedad
de estilos y tendencias empleadas en
la expresión gráfica arquitectónica del
panorama internacional.
Para seguir y registrar el recorri-
do visual se empleó el sistema de eye
tracking 2D de alta frecuencia (300
Hz) Tobii TX300. Este eye-tracker
está compuesto por un monitor TFT
de 24” que lleva oculto en su carcasa
el rastreador del movimiento ocular
(Fig. 3). La cámara oculta y el láser
registraron el movimiento de los dos
ojos a 300 Hz, permitiendo los movi-
3 4
232
5. Representación de la ruta sacádica extraida del Tobii
Studio para los segundos 0-5 (superior), 5-10 (central)
y 10-15 (inferior). Bulevar de Benicasim. Proyecto:
Enrique Fernandez Vivancos. Render: bgstudio
6. Superposición de la matriz de 5x5 con imagen de la
ruta sacádica
5. Representation of the saccade path extracted from
Tobii Studio for seconds 0-5 (upper), 5-10 (central) and
10-15 (lower). Benicasim Boulevard Project: Enrique
Fernandez Vivancos. Render: bgstudio
6. 5x5 matrix superimposed on the image of the
saccadic path
25-cell matrix (5x5). Unlike the matrices in the
above studies, however, in our matrix the cells
are numbered starting from the central cell,
spiralling upwards in a clockwise direction (Fig.
6). Thus the lowest numbers correspond to more
central cells and the highest numbers to cells on
the periphery of the image.
After standardising the positions of the fixation
points on the images, the following parameters
are extracted from each saccadic path for each
participant and image:
Total number of fixations
Each image was observed by each participant
for 30 seconds, the average of total fixations
was 96 per image, the lowest value was 49 and
the highest 201. The high values correspond to
very few individuals, in fact, only 3 people had
over 160 fixations. Therefore the value of the
coefficient for the number of fixations variable
(standard/average deviation) is acceptable for
considering the average to be representative.
Figure 7 shows the histogram for the variable.
Differences between architects and non
architects were significant. ANOVA analysis
was run on the number of fixations with training
in architecture as the grouping variable. The
average fixations for architects is 101 and 92 for
non architects (p<0,05).
Analysis of the differences in the number of
fixations in relation to participant age also shows
significant differences. The number of fixations
increases with participant age, with an average
of 89 fixations for participants under 29 years of
age and 115 fixations for the over 60s.
Most initial studies on eye-tracking agree that
when an observer pays more attention, the
number of fixations increases (Buswell, 1935;
Molnar, 1981; Greene and Rayner, 2001). Thus
our results suggest that architects pay more
attention in the process of evaluating the
architectural project and that this attention
grows with participant age.
Analysis of heat maps
Heat maps can be used to study all the
visualisations of an image jointly. Different
colours are used to show the frequency of
fixations in the different areas of the image. Red
areas, also known as hot spots, determine which
areas participants observe most.
5
6
233
expresión gráfica arquitectónica
7. Histograma de la variable nº de fijaciones
7. Histogram for the variable no. of fixations
By placing heat maps on the 5x5 matrix we located
the hot spot for each image, that is, the area
receiving the greatest number of total fixations
from participants. Figure 8 shows the distribution
of hot spot percentages over the matrix for the set
of images in the study. The areas with greatest
visual impact are usually the centre or centre-
bottom area of images
Comparison of the heat maps image with eye
movement pattern shows quite a lot of similarities
between the location of the hot spots and that
of the first fixations. Analysis of the correlation
between the hot spot and the 1st, 2nd, 3rd and 4th
fixations shows a clear relationship between the
location of the hot spot and the location of fixations
2, 3 and 4, but not with the first fixation. This data
has already been observed by other authors who
found that most information is extracted from the
first fixations (Antes, 1984).
Analysis of the areas of interest
In addition to path pattern and heat map images,
the statistical part of the software enables cross-
analyses of metrics for the entire set of images in the
project. Cross-analysis requires definition of Areas of
Interest (AOI ) of the stimulus images (Fig. 9).
AOI are defined by polygons in each image in the
text sequence. Each polygon or AOI can be grouped
into AOI sets to then analyse the frequency of the
eye resting on these groups transversally to all the
project tests.
For the set of stimuli, it was decided to establish
the following interest groups for all the images:
Architecture, Trees, Lawn, People, Sky, Floor,
Urban furniture.
ciente de variación del número de fija-
ciones (desviación típica/media) tiene
un valor aceptable para considerar
que el promedio es representativo. En
la figura 7 se muestra el histograma
de la variable.
Las diferencias entre arquitectos y
no arquitectos resultaron ser signifi-
cativas. Para ello se realizó un ANO-
VA del nº de fijaciones tomando como
variable de agrupación la formación
en arquitectura. La media de fijacio-
nes entre los arquitectos es de 101
mientras que entre los no arquitectos
es de 92 (p<0,05).
Cuando analizamos, mediante un
ANOVA, las diferencias del número
de fijaciones en función de la edad del
participante, también encontramos di-
ferencias significativas. El número de
fijaciones aumenta con la edad de los
participantes, obteniendo una media
de 89 fijaciones para los participantes
menores de 29 de y de 115 fijaciones
para los mayores de 60 (p<0,05).
La mayoría de los trabajos inicia-
les sobre eye-tracking coinciden en
que cuando la atención del observa-
dor es mayor, el número de fijaciones
aumenta (Buswell, 1935; Molnar,
1981; Greene y Rayner, 2001). De
esta manera, en función de los resul-
tados obtenidos podríamos afirmar
zado el observador con la mirada.
Se muestra por medio de puntos la
secuencia y posición de las miradas
en la imagen, estos círculos están li-
gados por líneas para facilitar la in-
terpretación. El tamaño de los puntos
indica la duración de la fijación y los
números de los puntos representan el
orden de las fijaciones. En la figura 5
se muestran las diferentes imágenes
obtenidas entre los 0-5, 5-10 y 10-15
segundos iniciales
Para extraer la posición de las fija-
ciones en la imagen, al igual que en
otros trabajos experimentales anali-
zados (Mackworth y Morandi, 1967;
De Lucio et al,1996), se dividió cada
imagen en una matriz de 25 celdas
(5x5). A diferencia de las matrices
realizadas en estos trabajos, en nues-
tra matriz la numeración de las celdas
comienza desde la celda central y cre-
ce en espiral en sentido de las agujas
del reloj (Fig. 6). De esta manera, las
numeraciones más bajas corresponde-
rán a celdas mes centrales y los valo-
res más altos corresponderán a celdas
que se encuentran en las zonas perifé-
ricas de la imagen.
Una vez normalizadas las posicio-
nes de los puntos de las fijaciones en
la imágenes, se extraen los siguientes
parámetros de cada una de las rutas
sacádicas de cada participante en
cada imagen:
Número total de fijaciones
Cada imagen fue observada por cada
participante durante 30 segundos, la
media del total de fijaciones fue de 96
por cada imagen, siendo el valor más
bajo de 49 fijaciones y el más alto de
201. Los valores elevados correspon-
den a muy pocos sujetos, de hecho,
sólo 3 personas tuvieron por encima
de 160 fijaciones. Por eso, el coefi-
7
234
8. Distribución de las frecuencias de la zona caliente
del conjunto de estímulos
9. Esquema de organización de datos del Tobii Studio
10. Ejemplo de definición de Áreas de Interes (AOI)
sobre una imagen. Intervención Casco Antiguo de
Alcoy. Proyecto: M. Espí. Imagen: bgstudio
8. Distribution of hot spot frequencies for the set of
stimuli
9. Tobii Studio data organisation diagram
10. Example of definition of Areas of Interest (AOI) on an
image. Intervention, historical centre of Alcoy. Project:
M. Espí. Image: bgstudio
Figure 10 shows the distribution of the areas in
each study image.
The metrics or values for each AOI group are in
relation to the time elapsing and fixations in given
areas. Our work provided the following values:
Total fixation duration (TFD)
Figure 11(a) shows the average observation time
for each area, with 30 seconds observation time
for each image. We observe that architecture is by
far the most observed attribute, followed by people
and nature. Participants’ eyes stopped less on the
surface areas occupied by the ground and sky.
Although this information is of great interest we
can intuit that the surface area of each area in
the image must have an impact on observation
time. However, the program does not enable
nan cuáles son las áreas que han sido
más observadas por los participantes.
La ubicación de los mapas de ca-
lor sobre la matriz de 5x5 empleada,
nos ha permitido localizar la zona
caliente de cada imagen, aquella que
ha recibido un mayor número de fi-
jaciones del total de los participan-
tes. En la figura 8 se observa cómo se
reparten los porcentajes de las zonas
calientes sobre la matriz, para todo
el conjunto de imágenes del estudio.
Las zonas de mayor incidencia visual
suele recaer en la zona central o cen-
tral-inferior de las imágenes.
Cuando hemos comparado la ima-
gen de los mapas de calor con la del
patrón de visualización, se encuen-
tran bastantes similitudes entre la
ubicación de las zonas calientes y las
de las primeras fijaciones. Cuando
hemos realizado un análisis de la co-
rrelación entre la zona caliente y las
fijaciones 1ª, 2ª, 3ª y 4ª, encontramos
que sí existe una clara relación entre
la ubicación de la zona caliente y la
ubicación de las fijaciones 2ª, 3ª y 4ª,
pero no con la 1ª fijación. Este dato
ya fue observado por otros autores
que encontraron que las primeras fi-
jaciones son las que extraen la mayor
información (Antes, 1984).
Análisis de las áreas de interés
Además de las imágenes de los patro-
nes de recorrido y los mapas de calor,
la parte estadística del programa per-
mite realizar análisis cruzados de al-
gunas métricas de todo el conjunto de
imágenes del proyecto. Para esto, es
necesario definir cuáles son las Areas
de Interés (AOI - Areas of Interest) de
las imágenes estímulo (Fig. 9).
Las AOI se definen mediante po-
lígonos en cada una de las imágenes
de la secuencia que componen el test.
que los arquitectos prestan mayor
atención en el proceso de evaluación
del proyecto de arquitectura y que
esta atención crece con la edad del
participante.
Análisis de los mapas de calor
Los mapas de calor permiten estudiar
de forma conjunta todas las visualiza-
ciones que se han realizado sobre una
imagen. Se emplean diferentes colores
para mostrar la frecuencia de las fi-
jaciones en las diferentes áreas de la
imagen. Las zonas rojas, también de-
nominadas zonas calientes, determi-
8
9
235
expresión gráfica arquitectónica
visualisation times to be established in relation to
surface area occupied by the AOI. Therefore we
normalised the TFD metric externally, dividing it
by the percentage surface area of each AOI in the
image. The measurements obtained with this new
metric - Total fixation duration normalised (TFDN) are
shown in Figure 11(b).
These new values change the order of
visualisation times, people are now the most
observed AOI when surface area is taken into
account. People are looked at even if they occupy
a small surface area, as also happens with urban
furniture. The results of these new data obtained
externally have enabled detection of a gap in the
metrics offered by the program.
To find out the order in which the different areas
were visualised, we analysed the measurements
pos de AOI definidos están en rela-
ción al tiempo que transcurre y a las
fijaciones en las áreas determinadas.
En nuestro trabajo, hemos obtenido
los siguientes valores:
Duración total de las fijaciones
(TFD-Total Fixation Duration)
La figura 11(a) nos muestra las medias
de los tiempos de observación de cada
una de las áreas, teniendo en cuenta
que el tiempo de observación de cada
imagen era de 30 segundos. Observa-
mos que la arquitectura es con dife-
rencia el atributo más observado, se-
Cada uno de estos polígonos o AOI se
pueden agrupar en conjuntos de AOI,
para posteriormente analizar la inci-
dencia de la mirada sobre estos gru-
pos de forma transversal a todos los
test del proyecto.
Para el conjunto de estímulos, se de-
cide establecer los siguientes grupos de
interés en la totalidad de las imágenes:
Arquitectura, Árboles, Césped, Perso-
nas, Cielo, Suelo, Mobiliario urbano.
En la figura 10 se muestra la dis-
tribución de las áreas en una de las
imágenes del estudio.
Las métricas o valores que puede
obtenerse para cada uno de los gru-
10
236
of the time elapsing between when the observer
starts to visualise the image and fixes his
attention on each AOI group, with the results
shown in Figure 12. It can be seen that the
relationship of the fixations times to the AOIs is
inversely proportional to that obtained in the TFF
(Figure 11a), the first areas looked at are those
that will be observed for longer.
Conclusions
Analysing people’s eye movements over the two-
dimensional representation of an architectural
space enables study of how spatial information
is processed by the observer.
As in other previous studies (Buswell, 1935; De
Lucio et al. 1996) we have found differences in
the number of fixations in relation to participants’
education and age, however differences were
not as significant between collectives in terms of
observation time of each area of interest (nature,
architecture, people, etc.).
People who appear in representations of
architectural space are the most observed areas
of the image by far, in relation to the surface area
they occupy, whereas the eye hardly stops on the
sky and ground. Therefore, although the aim of
observing the image is to evaluate the space it
represents, sight obeys the most primitive primary
instincts of observation of our environment.
These conclusions suggest the interest of
applying involuntary measurement techniques
to study perception of architecture. To continue
with this line of research it will be necessary
firstly, to establish new eye tracking metrics
(pupil dilation, average length of saccades, etc.)
to study attention in observers and secondly,
also to relate these parameters to the observer’s
subjective evaluation of the image. n
analizamos las medias del tiempo que
transcurre entre que el observador co-
mienza a visualizar la imagen y fija su
atención en cada uno de los grupos de
AOI, obteniendo los resultados de la
figura 12. Se puede observar que la
relación de los tiempos de fijación a
las áreas es inversamente proporcio-
nal a la obtenida en el TFF (fig 11a),
se mira primero las áreas que se van a
observar durante más tiempo.
Conclusiones
Analizar cómo las personas recorren
visualmente la representación bidi-
mensional de un espacio arquitectó-
nico, permite estudiar como la infor-
mación espacial es procesada por el
observador.
Al igual que ocurre en trabajos
anteriores (Buswell, 1935; De Lucio
et al. 1996) hemos encontrado dife-
rencias en el número de fijaciones en
función de la formación o de la edad
de los participantes, sin embargo no
se encuentran diferencias tan signifi-
cativas entre los diferentes colectivos
en lo que se refiere al tiempo de obser-
vación de cada una de las diferentes
áreas de interés (naturaleza, arquitec-
tura, personas etc)
Las personas que aparecen en las
representaciones del espacio arqui-
guido de las personas y la naturaleza.
Las superficies ocupadas por el suelo
y el cielo serán las menos fijadas vi-
sualmente por los participantes.
Si bien esta información resulta de
gran interés, podemos intuir que la
superficie que cada una de las áreas
ocupa en la imagen debe tener una in-
cidencia en el tiempo de observación
de la misma. Sin embargo, el progra-
ma no permite establecer los tiempos
de visualización en relación a la su-
perficie ocupada por el área. Por esta
razón, se ha procedido a normalizar
la métrica TFD de forma externa, di-
vidiéndola por el porcentaje de super-
ficie de cada área en la imagen. Las
medias obtenidas de esta nueva mé-
trica -Duración total de las fijaciones
normalizada (TFDN) se muestran en
la figura 11(b).
Estos nuevos valores han modifica-
do el orden de los tiempos de visua-
lización, las personas son ahora las
áreas más observadas cuando se tiene
en cuenta su superficie. Éstas se miran
aunque tengan un área reducida, lo
mismo que ocurre con el mobiliario
urbano. Los resultados de estos nuevos
datos obtenidos de forma externa nos
han permitido detectar una carencia en
las métricas ofrecidas por el programa.
Para conocer el orden en el que las
distintas áreas fueron visualizadas,
11
11. Resultados de las métricas relativas a los tiempos
de fijación sobre las AOI
12. Resultados de la métrica relativa al tiempo hasta
la primera fijación sobre las AOI
11. Fixation times on AOI metrics results
12. Results of the metric on time to the first fixation on AOI
References
ANTES, J. R., 1974. The time course of picture viewing.
Journal of Experimental Psychology, 103 (1), pp. 62-70.
BERTO, R., MASSACCESI, S. and PASINI, M., 2008.
Do eye movements measured across high and low
fascination photographs differ? Addressing Kaplan’s
fascination hypothesis. Journal of Environmental
Psychology, 28, pp. 185-191.
BUSWELL, G., 1935. How People Look at Pictures: A
Study of the Psychology of Perception and Art. University
of Chicago Press. USA.
DE LUCIO, J. V., MOHAMADIAN, M., RUIZ, J. P.,
BANAYAS, J. and BERNALDEZ, F. G.,1995. Visual
landscape exploration as revealed by eye movement
tracking. Landscape and Urban Planning, 34, pp. 135-142.
DUCHOWSKY, A., 2007. Eye Tracking Methodology:
Theory and Practice. Springer. London. UK.
GREENE,H. H. and RAYNER, K., 2001. Eye movements
and familiarity effects in visual search. Vision Research,
41, pp. 3763-3773.
HUEY, E. B.,1908. The psychology and pedagogy of
reading. Cambridge, M.A: M.I.T. Press. Reimpresión
1968.
JAIMES, A., PELZ, J. B., GRABOWSKI, T., BABCOCK, J.
S. and CHANG, S.-F., 2001. Using human observer eye
movements in automatic image classifiers. Proceedings
SPIE Vol. 4299, Human Vision and Electronic Imaging VI,
pp. 373-384.
LOFTUS, G., 1981. Tachistoscopic simulations of
eye fixations on pictures. Journal of Experimental
Psychology: Human Learning & Memory, 7, pp. 369-376.
MACKWORTH, N. H. and MORANDi, A.J., 1967.
The gaze selects informative details within picture.
Perception & Psychophysics, 2, pp. 547-552.
MOLNAR, F., 1981. About the role of visual exploration
in aesthetics. H. Day (Ed.) Advances in intrinsic
motivation and aesthetics. Plenum Press. New York.
USA.
OATLEY, K., 1992. Best laid schemes: The psychology of
emotions. Cambridge University Press, New York. USA.
YARBUS, A. L., 1967. Eye movements and vision. Plenum
Press. New York. USA.
Acknowledgements
This study has been financed by research project TIN2013-45736-R
(Spanish Ministry of Economics and Competitiveness).
BUSWELL, G., 1935. How People Look at Pic-
tures: A Study of the Psychology of Perception
and Art. University of Chicago Press. USA.
DE LUCIO, J. V., MOHAMADIAN, M.,
RUIZ, J. P., BANAYAS, J. y BERNALDEZ, F.
G.,1995. Visual landscape exploration as re-
vealed by eye movement tracking. Landscape
and Urban Planning, 34, pp. 135-142.
DUCHOWSKY, A., 2007. Eye Tracking Me-
thodology: Theory and Practice. Springer. Lon-
don. UK.
GREENE, H. H. y RAYNER, K., 2001. Eye
movements and familiarity effects in visual
search. Vision Research, 41, pp. 3763-3773.
HUEY, E. B.,1908. The psychology and pe-
dagogy of reading. Cambridge, M.A: M.I.T.
Press. Reimpresión 1968.
JAIMES, A., PELZ, J. B., GRABOWSKI, T.,
BABCOCK, J. S. y CHANG, S.-F., 2001. Using
human observer eye movements in automatic
image classifiers. Proceedings SPIE Vol. 4299,
Human Vision and Electronic Imaging VI, pp.
373-384.
LOFTUS, G., 1981. Tachistoscopic simulations
of eye fixations on pictures. Journal of Expe-
rimental Psychology: Human Learning & Me-
mory, 7, pp. 369-376.
MACKWORTH, N. H. y MORANDI, A.J.,
1967. The gaze selects informative details wi-
thin picture. Perception & Psychophysics, 2,
pp. 547-552.
MOLNAR, F., 1981. About the role of visual
exploration in aesthetics. H. Day (Ed.) Advan-
ces in intrinsic motivation and aesthetics. Ple-
num Press. New York. USA.
OATLEY, K., 1992. Best laid schemes: The ps-
ychology of emotions. Cambridge University
Press, New York. USA.
YARBUS, A. L., 1967. Eye movements and vi-
sion. Plenum Press. New York. USA.
Agradecimientos
Este trabajo de investigación ha sido financiado por el
Ministerio de Economía y Competitividad (proyecto
TIN2013-45736-R)
tectónico son con diferencia las áreas
más observadas de la imagen, en re-
lación a la superficie que ocupan, en
cambio el cielo y el suelo apenas son
fijados visualmente. Este hecho nos
permite afirmar que aunque la obser-
vación de la imagen tenga por objeto
la evaluación del espacio que ésta re-
presenta, la vista obedece a instintos
primarios de observación de nuestro
entorno más primitivo
Estas conclusiones permiten intuir el
interés de la aplicación de las técnicas
de medida involuntaria en el ámbito
de estudio de la percepción arquitec-
tónica. Para continuar con esta línea
de investigación será necesario, por un
lado, el establecimiento de nuevas mé-
tricas de rastreo visual (dilatación de
la pupila, longitud media de los mo-
vimientos sacádicos, etc) para estudiar
la atención del observador y por otro,
analizar la relación de estos paráme-
tros con la evaluación subjetiva del
observador de la imagen. n
Referencias
ANTES, J. R., 1974. The time course of picture
viewing. Journal of Experimental Psychology,
103 (1), pp. 62-70.
BERTO, R., MASSACCESI, S. y PASINI, M.,
2008. Do eye movements measured across
high and low fascination photographs differ?
Addressing Kaplan’s fascination hypothesis.
Journal of Environmental Psychology, 28, pp.
185-191.
12
237
expresión gráfica arquitectónica
... Related to style-based processing [427]. Architectural eye tracking-based studies [428]. RNA: expertise generates different event-related potentials in aesthetic judgment [429]. ...
Article
Full-text available
Humans respond cognitively and emotionally to the built environment. The modern possibility of recording the neural activity of subjects during exposure to environmental situations, using neuroscientific techniques and virtual reality, provides a promising framework for future design and studies of the built environment. The discipline derived is termed “neuroarchitecture”. Given neuroarchitecture’s transdisciplinary nature, it progresses needs to be reviewed in a contextualised way, together with its precursor approaches. The present article presents a scoping review, which maps out the broad areas on which the new discipline is based. The limitations, controversies, benefits, impact on the professional sectors involved, and potential of neuroarchitecture and its precursors’ approaches are critically addressed.
... Related to style-based processing [427]. Architectural eye tracking-based studies [428]. RNA: expertise generates different event-related potentials in aesthetic judgment [429]. ...
Conference Paper
Full-text available
Space influences our cognitive-emotional state. In teaching spaces, with a considerable effect on performance. Many design variables are involved. Among them, geometry has been traditionally less explored despite its usual prominence in design, due to the complexity of its modification in existing physical classrooms. However, today this can be addressed through the use of virtual reality. This was the objective of the present study: to contribute to the study of the cognitive effect of different geometry parameters applied in a university classroom. It was tackled through a laboratory field study carried out with 80 university students. The geometry variable was studied through two parameters: ceiling heigh (3 settings) and width (3 settings) of the university classroom. The 9 combinations were implemented in a virtual reality. The cognitive effect was explored through memory and attention performances. Both of them, quantified through auditory psychological tasks: the former, using a list of words to memorize; and the latter, using a computer program to measure reaction times and errors. Analyses indicate that memory and attention can be affected by some of the geometry parameters. This suggests that they may be especially relevant in the design of university classrooms, which is of interest to the different agents involved in the university classroom project and design.
Article
Attention restoration theory states that exposure to restorative environments engages fascination or low-effort attention, promoting recovery of adaptive resources and providing the opportunity to rest and reflect. On the contrary, exposure to non-restorative environments engages directed effortful attention and negatively affects mood, performance and psychophysical well being. Eye movements are a way to measure attention when viewing a scene; therefore, it is hypothesized that the difference in the type of attention engaged should be reflected in eye movements. To this aim eye movements were recorded during free viewing of photographs high on fascination vs. low on fascination. Mean exploration and mean numbers of saccades and fixations were measured between the two types of scenes. Eye movements related to photographs low on fascination were characterized by greater exploration and a greater number of fixations compared to those rated high on fascination, though viewing time was the same. Thus scenes high on fascination were viewed without really focusing on particular features. Differences in eye movements suggest that less effort is required to view nature than urban scenes, which is consistent with Kaplan's description of “soft fascination.”
Article
Descartes is probably the first known person to recognize the importance of eye movements in vision and visual perception, although Leonardo da Vinci may have recognized this before him.
In three picture recognition experiments, complex pictures were presented during a study phase, each presentation consisting of n sequential masked presentations and each presentation lasting d msec. This procedure was designed to mimic a series of eye fixations over a picture, but with number and duration of fixations under experimental control. With n held constant, subsequent recognition memory performance increased with increasing d up to 400 msec. With d held constant, performance increased with increasing n only to the degree that an additional presentation of a picture was used to fixate a novel portion of the picture. These results, and those of Loftus's 1972 experiment, suggest a model of picture encoding that incorporates the following propositions: (a) A normal fixation on a picture is designed to encode some feature of the picture. (b) The duration of fixation is determined by the amount of time required to carry out the intended feature encoding. (c) The more features are encoded from a picture, the better the recognition memory will be form the picture. Additionally, the results of the present experiments imply that the events that constitute encoding within a fixation proceed in a fixed, relatively immutable order.
Using human observer eye movements in automatic image classifiers
  • E B Huey
  • A Jaimes
  • J B Pelz
  • T Grabowski
  • J S Babcock
HUEY, E. B.,1908. The psychology and pedagogy of reading. Cambridge, M.A: M.I.T. Press. Reimpresión 1968. -JAIMES, A., PELz, J. B., GRABOWSKI, T., BABCOCK, J. S. and CHANG, S.-F., 2001. Using human observer eye movements in automatic image classifiers. Proceedings SPIE Vol. 4299, Human Vision and Electronic Imaging VI, pp. 373-384.