Visual Semantics and Multimodal Perception of Digitally Reconstructed Garden Scenes of Jiucheng Palace
Este estudio propone un marco de percepción multimodal que integra el aprendizaje profundo, el seguimiento ocular, el EEG y las valoraciones subjetivas para evaluar cuantitativamente la expresión espacial y la efectividad experiencial de las escenas del jardín del Palacio de Jiucheng reconstruidas digitalmente, yendo más allá de la precisión morfológica tradicional para optimizar la visualización histórica.
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Imagina estar de pie en un jardín que ya no existe. Durante más de mil años, el Palacio Jiucheng en Shaanxi, China, sirvió como un gran retiro imperial donde los emperadores buscaban esparcimiento y refugio político. Hoy en día, solo quedan los cimientos de piedra de los edificios y los tenues contornos de las colinas antiguas. Para comprender cómo se sentía este lugar perdido, los investigadores utilizan herramientas digitales para reconstruirlo en tres dimensiones, creando escenas virtuales de cómo podrían haber sido los jardines. Pero un modelo digital es tan bueno como la experiencia que proporciona. Si la reconstrucción parece precisa en una pantalla de computadora pero no logra capturar la sensación del espacio original, pierde su propósito. Aquí es donde entra la ciencia de la percepción. Esta plantea una pregunta simple pero difícil: cuando miramos una recreación digital de un jardín histórico, ¿qué nos dicen realmente nuestros ojos, nuestro cerebro y nuestras emociones sobre la escena?
Un equipo de investigadores de la Universidad del Noroeste en Xi'an se propuso responder a esto estudiando el Palacio Jiucheng reconstruido digitalmente. Querían ir más allá de simplemente comprobar si los edificios tenían la forma correcta. En su lugar, construyeron una nueva forma de medir cómo las personas experimentan estos jardines virtuales. Se centraron en tres tipos distintos de escenas presentes en la reconstrucción: áreas dominadas por edificios y senderos pavimentados, áreas donde las montañas y el agua se encuentran, y áreas llenas de árboles y vegetación. Para comprender la reacción del espectador, no se limitaron a preguntar a la gente lo que pensaba. Utilizaron una combinación de herramientas modernas para medir las respuestas inmediatas e involuntarias del cuerpo. Rastrearon hacia dónde miraba la gente y durante cuánto tiempo, midieron las ondas cerebrales para ver qué tan relajada o comprometida estaba la mente y realizaron preguntas detalladas sobre los sentimientos que las escenas evocaban.
Los investigadores crearon quince imágenes diferentes a partir de su modelo digital, asegurándose de que cada escena fuera iluminada y vista desde el mismo ángulo para que la única diferencia fuera el paisaje mismo. Luego invitaron a cuarenta y ocho voluntarios a ver estas imágenes mientras usaban sensores. Algunos de los voluntarios eran expertos en diseño de jardines o arquitectura, mientras que otros no tenían formación especial en estos campos. Mientras los participantes observaban las imágenes, un rastreador ocular registraba cada vez que su mirada se detenía en un punto específico, y un dispositivo de detección cerebral medía la actividad eléctrica en sus cerebros. Después, los participantes completaron una encuesta describiendo sus sentimientos sobre el espacio, utilizando pares de palabras opuestas como "abierto" frente a "cerrado" o "calma" frente a "tensión".
Los resultados revelaron un patrón claro en cómo las personas experimentaban los diferentes tipos de escenas. Las imágenes que presentaban montañas y agua recibieron consistentemente los mayores elogios. Los participantes describieron estas escenas como más inmersivas y emocionalmente positivas que las otras. Cuando los investigadores analizaron los datos cerebrales, encontraron una señal coincidente: las escenas de montaña y agua provocaban que una señal específica de ondas cerebrales asociada con la relajación y la atención tranquila se fortaleciera. En contraste, las escenas dominadas por edificios y senderos de piedra, aunque claras y ordenadas, no generaron la misma sensación de tranquilidad o conexión emocional. Las escenas llenas principalmente de árboles y vegetación se situaron en un punto intermedio, ofreciendo una sensación natural pero careciendo de la chispa específica de la combinación de montaña y agua.
Curiosamente, la forma en que la gente miraba las imágenes no cambió tanto como sus sentimientos. Los datos del seguimiento ocular mostraron que las personas pasaban aproximadamente el mismo tiempo mirando los tres tipos de escenas, y sus ojos se movían en patrones similares. Esto sugiere que, si bien los ojos escanean un jardín de una manera estándar, el cerebro y el corazón reaccionan de forma diferente dependiendo de lo que realmente hay en la vista. El estudio encontró que la presencia de agua era un factor clave. Las escenas con una mayor proporción de agua visible fueron calificadas como más hermosas y más parecidas a un jardín real. Por el contrario, las escenas con demasiados edificios o caminos pavimentados fueron calificadas con menor capacidad para evocar una atmósfera de jardín. Los investigadores también descubrieron que la apertura del cielo en la imagen estaba vinculada a cómo el cerebro procesaba el espacio, sugiriendo que la sensación de estar bajo un cielo abierto es una parte crucial de la experiencia.
Para que estos hallazgos sean útiles para proyectos futuros, el equipo desarrolló un sistema de puntuación sencillo. Crearon dos números que pueden calcularse para cualquier escena de jardín digital. El primer número mide la sensación general que un espectador obtiene de la escena, combinando todas las respuestas de la encuesta y los datos cerebrales en una sola puntuación de "experiencia de jardín". El segundo número analiza los ingredientes de la imagen en sí —cuánta agua, cuántos edificios y cuánto espacio abierto son visibles— para predecir qué tan bien funcionará la escena como jardín. Usando este sistema, confirmaron que las escenas de montaña y agua eran las más exitosas, obteniendo las puntuaciones más altas tanto en la experiencia como en la verificación de ingredientes. Las escenas con mayor densidad de edificios obtuvieron las puntuaciones más bajas.
Este trabajo sugiere que, cuando intentamos devolver la vida a los jardines históricos perdidos en una pantalla, acertar con los edificios no es suficiente. La magia de un jardín chino reside en la relación entre el mundo natural y el entorno construido, específicamente en cómo se disponen el agua, las montañas y la vegetación. Si una reconstrucción digital se enfoca demasiado en la arquitectura e ignora el flujo del agua y la apertura del paisaje, parecerá precisa pero se sentirá vacía. Al utilizar estos nuevos métodos para medir la reacción humana, los investigadores pueden ahora perfeccionar sus modelos digitales. Pueden ajustar el punto de vista o la cantidad de agua visible para asegurar que la imagen final capture no solo la historia del lugar, sino el sentimiento de estar allí. Este enfoque ofrece una forma de validar los proyectos de patrimonio digital, asegurando que transmitan el verdadero espíritu del pasado a las personas que los ven hoy.
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