Modelowanie percepcji wzrokowej chińskich klasycznych ogrodów prywatnych za pomocą parsowania obrazów i interpretowalnego uczenia maszynowego

Dlaczego widoki ogrodów wciąż mają znaczenie

W wielu miastach historyczne chińskie ogrody stoją dziś obok wieżowców i dróg szybkiego ruchu, a mimo to wciąż sprawiają wrażenie spokojnych, bogatych i starannie skomponowanych. Badanie stawia proste pytanie przy użyciu nowoczesnych narzędzi: co dokładnie w widokach wnętrz tych klasycznych ogrodów sprawia, że odwiedzający odczuwają je jako przejrzyste, intrygujące lub czasem mylące? Przekształcając fotografie ogrodów w dane i łącząc je z reakcjami ludzi, autorzy pokazują, jak konkretne składniki wizualne i układy przestrzenne kształtują nasze doświadczenie — i jak starożytna mądrość projektowa może informować przyszłe przestrzenie zielone.

Uważne spojrzenie na klasyczne ogrody Suzhou

Zespół skupił się na trzech słynnych ogrodach prywatnych w Suzhou w Chinach, wszystkie wpisane na listę światowego dziedzictwa: Ogrodzie Hodowli, Pawilonie Canglang i Ogrodzie Mistrza Sieci. Choć podobne rozmiarem, każdy z nich preferuje inny motyw — zrównoważone góry i wodę, nacisk na góry lub na wodę. Badacze przeszli główne ścieżki i mniej więcej co dziesięć metrów robili zdjęcia na wysokości oczu w czterech kierunkach, tworząc zbiór 300 obrazów, które imitują to, co odwiedzający rzeczywiście widzi, poruszając się po przestrzeni. Wolontariusze potem oglądali te zdjęcia online i oceniali, jak dana scena działa na cztery proste wymiary: jak uporządkowana się wydaje (spójność), jak łatwo byłoby się w niej odnaleźć (czytelność), jak bogata i zróżnicowana wygląda (złożoność) oraz jak bardzo zachęca do eksploracji (tajemniczość).

Przekształcanie krajobrazu w liczby

Aby połączyć to, co widzą odwiedzający, z ich odczuciami, autorzy wykorzystali widzenie komputerowe i sztuczną inteligencję do analizy każdego zdjęcia. Model segmentacji zidentyfikował kluczowe elementy — rośliny, skały, budynki, wodę i ścieżki — i zmierzył, jaką część widoku każdy z nich zajmuje. Inny model oszacował głębię, rozdzielając pierwszy plan od średniego i tła, natomiast analiza kolorów uchwyciła jasność, nasycenie i proporcję tonów ciepłych i zimnych. Teksturę podsumowano za pomocą miary fraktalnej dotyczącej wizualnej chropowatości. W sumie z każdego obrazu wydobyto 35 różnych wskaźników wizualnych. Model uczenia maszynowego następnie nauczył się, jak kombinacje tych cech przewidują cztery oceny percepcji, a metoda interpretacji (SHAP) pokazała, które cechy miały największe znaczenie i jak zmieniały swoje efekty wraz ze wzrostem ich udziału.

Co sprawia, że scena ogrodowa jest przejrzysta lub tajemnicza

Analiza wykazała, że nie wszystkie składniki wizualne mają jednakową wagę. Budynki, woda, skały, rośliny i ścieżki — zwłaszcza udział w widoku architektury, nawierzchni i skalniaków — silnie wpływały na to, czy sceny wydają się spójne i czytelne. Woda i skały zwykle zwiększały poczucie bogactwa i tajemniczości, podczas gdy zbyt duża fasada budynków ostatecznie sprawiała, że sceny wydawały się mniej złożone i bardziej monotonne. Kolor i faktura odgrywały subtelniejsze, ale istotne role: szersza gama kolorów podnosiła postrzeganą złożoność, a umiarkowane nasycenie kolorów pomagało ludziom rozpoznać strukturę sceny bez kolidowania z tradycyjnie stonowaną paletą ogrodów. Co istotne, wiele efektów było nieliniowych. Na przykład umiarkowana obecność wody w polu widzenia (około 15% sceny) znacznie zwiększała uczucie tajemnicy, ale powyżej tej wartości dodatkowa woda wniosła niewiele. Podobnie pewne zasłony na pierwszym planie i niskie rośliny wzbogacały tajemniczość i głębię, ale gdy gęste krzewy zajmowały ponad około jedną trzecią widoku, odwiedzający czuli się bardziej zagubieni i mniej skłonni do eksploracji.

Jak układ przestrzenny kieruje doświadczeniem

Następnie badacze odstąpili od pojedynczych kadrów, by przyjrzeć się, jak różne typy przestrzeni — dziedzińce nad wodą, strefy z widokiem na góry i korytarze wejściowe — korzystają z tych wizualnych „pokręteł” w odrębny sposób. W Ogrodzie Mistrza Sieci pierścień budynków i roślin wokół centralnego stawu tworzy przestrzenie zwrócone do wewnątrz, gdzie woda, umiarkowana ekspozycja budynków i zmienne zasłony pierwszego planu łączą się, by zapewnić wysokie oceny spójności, czytelności i tajemniczości. W górocentrystycznym Pawilonie Canglang gęsta roślinność otacza wiele ścieżek, sprzyjając zanurzeniu; starannie rozmieszczone polany i nieco bardziej otwarte ścieżki działają jak wizualne „punkty ulgi”, przywracając orientację i otwierając widoki. Korytarze wejściowe wyłożone architekturą i jasną nawierzchnią dają jedne z najwyższych ocen spójności i czytelności, działając jak wizualne lejki, które przygotowują odwiedzających na bardziej złożone sceny głębiej w ogrodzie. Wejścia niebędące korytarzami osiągają coś podobnego, flankując centralną ścieżkę cieniem i skalniakami, zawężając widoczność, a jednocześnie sugerując, co leży dalej.

Stara mądrość ogrodowa, nowe wskazówki projektowe

Podsumowując, badanie pokazuje, że trwały urok chińskich klasycznych ogrodów prywatnych nie jest magią, lecz precyzyjną kontrolą informacji wizualnej. Projektanci historycznie równoważyli to, co pokazane, i to, co ukryte, ile wody czy architektury pojawia się naraz oraz jak gęsty wydaje się pierwszy plan, utrzymując każdy czynnik w zakresach wspierających jednocześnie przejrzystość i ciekawość. Kwantyfikując te zakresy za pomocą nowoczesnej analizy obrazu i uczenia maszynowego, autorzy dostarczają praktycznych wskazówek do przywracania zabytkowych ogrodów i kształtowania nowych miejskich przestrzeni zielonych, które będą czytelne, a jednocześnie zapraszające. Dla zwykłych odwiedzających przesłanie jest proste: przyjemność spaceru po tych ogrodach wynika z uważnego rytmu ścieżek, widoków i niespodzianek, które delikatnie prowadzą oko — i umysł — od chwili do chwili.

Cytowanie: Huang, X., Li, H., Mei, Z. et al. Modeling visual perception of Chinese classical private gardens with image parsing and interpretable machine learning. npj Herit. Sci. 14, 105 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02372-3

Słowa kluczowe: Chińskie ogrody klasyczne, percepcja krajobrazu, preferencje wizualne, uczenie maszynowe, dziedzictwo miejskie