Interiører i treverk: Et studie i øyesporing

1. Introduksjon

Etter at det ble oppdaget positive effekter av pasienters tilgang til utsikt på 1970-tallet1 har det pågått betydelig forskning for å forstå og kvantifisere naturens positive effekt på bygningsbrukere.^2,3 I seinere tid har også bruk av tre blitt mer vanlig i nordiske bygninger på grunn av sin kulturelle aksept, lave utslipp og bedre tilgjengelighet. Dette har også gitt utspring til forskning om hvilke helseeffekter bruk av tre har på brukere^4-7 og som tyder på at det er mulig å oppnå positive effekter på brukere gjennom god materialbruk. Samtidig kreves det mer forskning for å forstå og kvantifisere disse effektene bedre.

1.1. Forskningsspørsmål

I dette studiet undersøker vi relasjonen mellom øyenbevegelser og deltagernes oppfatning av naturlighet og velbehag. Vi prøver å besvare følgende forskningsspørsmål:

2. Teori

Å kvantifisere opplevelse og påvirkning fra arkitektur har fått økt fokus i forskningen i de senere årene.² To sentrale aspekter i forskningen har vært å undersøke gyldigheten og brukbarheten av ulike kvantifiseringsmetoder og knytte dette sammen med eksisterende forskning på velvære og omgivelser.

2.1. Øyesporing

Øyesporing (ES, eng: eye-tracking) er en effektiv metode for å dokumentere øyenbevegelsene til en person. Disse består hovedsakelig av raske bevegelser og undersøkende stopp. Når blikket hviler på et begrenset areal over tid, eksempelvis en bil eller en blomst, kaller vi dette for fikseringer. Disse varierer i lengde, men er typisk mellom 80-300 ms og indikerer at en persons kognitive system bearbeider visuelle stimuli. En sakkade er i motsetning en rask øyenbevegelse mellom fikseringer hvor en person ikke er bevisst det hens øyne beveger seg over.⁸ I video-okulografi (VOG)⁹ bruker vi et videoopptak av deltagerens øyne som kalibreres, analyseres og synkroniseres med en video som viser hva som finnes foran deltageren. Dette muliggjør en relativt lett analyse av øyenbevegelsesmønstre av både individer og grupper, som også tar hensyn til individuelle forskjeller mellom deltagernes blikk.

Moderne utstyr for øyesporing kan dokumentere mange ulike parametere. Kortere lengder på sakkader kan indikere både økt kognitiv last, undersøkende blikk eller høy tetthet av visuell informasjon. Alternativt vil saktere fart på sakkader kunne indikere lav oppmerksomhet. Pupillutvidelse øker med interesse og kognitiv last. Lange fikseringer kan indikere lav interesse og kortere fikseringer kan indikere stress. For en mer omfattende diskusjon rundt måleparametere vises til Holmqvist et al., del 3.⁸ Det finnes i tillegg forskning på mer komplekse sammenhenger, eksempelvis mellom deltagernes preferanser og øyenbevegelser.¹⁰ 

2.2. Natur, bruk av tre og helse

Det er ikke mulig å fastslå hvorvidt ES er både et gyldig og brukbart verktøy for å undersøke materialoppfatning ut fra tidligere forskning. Det har blitt observert en sammenheng mellom pupille-bevegelser og emosjonelle reaksjoner når folk betrakter interiører¹¹ som også kan påvirke hvor lenge man ønsker å bli værende i rommet.¹² Færre, men lengre fikseringer har blitt observert når deltagerne betrakter natur, både i urbane omgivelser¹³ og i interiører.¹⁴ Samtidig viser andre studier at denne effekten var tilfeldig på en arbeidsplass der deltageren sitter foran vegetasjon.14 Materialvalg kan endre gjennomsnittlig fikseringslengde, eksempelvis mellom stein- eller blandingsfasader og avhengig av ekspertise.¹⁵

Bruk av tre viser positive effekter som ligner på naturens, ⁴ er foretrukket av deltagere⁷ og tre blir generelt betraktet som et naturlig materiale.¹⁶ Det finnes foreløpig få øyesporingsstudier av treinteriører, selv om det finnes indikasjoner på øyenbevegelser som likner naturbetraktning,¹⁷ samt at det påvirker hvor lenge man ønsker å bli værende.¹²

3. Metode

Dette eksperimentet bruker øyenbevegelser og svar på spørreundersøkelser i en gitt gruppe for å se på variasjon i oppfatning av stimuli.

3.1. Stimuli

I dette eksperimentet brukte vi to sett med stimuli. Første sett var for fem arkitektoniske overflater som er mye brukt i Norden (betong, stein, murstein, malt og umalt treverk). Det ble brukt fem bilder av hvert materiale for å dekke hvordan disse blir omtalt i dagligtale. Dette ga oss også muligheten til å undersøke variasjoner i hver materialgruppe og sammenligne resultatene mellom gruppene. Vi inkluderte i tillegg to bilder som referanser. Det ene bildet viser planter, det vil si ren natur, og det andre viser en grafisk fasade med flere overliggende linjer med tekst, det vil si en stimuli med høy visuell tetthet. Til sammen var det 27 bilder i første sett med stimuli.

Det andre settet med stimuli viser 17 bilder. Fem bilder fra hver romtype: Kirke eller sakralt rom, inngangsparti og et uformelt lærings- og samarbeidsareal fra universitet. Hver gruppe har én stimulus med mye bruk av tre, to med middels bruk av tre og to med lav eller ingen bruk av tre. Også her brukte vi to referansebilder, ett bilde av et rolig fossefall og et gatebilde med mye aktivitet fra Trondheim. 

3.2. Deltagere

Det var 20 deltagere i studien, hvorav åtte var kvinner. Deltagerne hadde enten normalt syn eller brukte kontaktlinser som korrigerte for dette. Gjennomsnittsalderen for deltagerne var 23,5 år (standardavvik 4,49). Tre av deltagerne hadde utdanningsbakgrunn knyttet til bygninger og fire av deltagerne var venstrehendte.

3.3. Teknisk gjennomføring

Del 3.3 er omskrevet i oversettelsen. En mer teknisk gjennomgang med fokus på reproduserbarhet av resultatene finnes i den engelske versjonen av artikkelen.

Etter at deltagerne hadde samtykket til forsøket, fikk de på seg Pupil Labs Core¹⁸ øyensporingsbriller som tar opptak av begge øyne og fremfor deltageren. Etter kalibrering og verifisering fikk deltagerne først se de 27 bildene av materialene i tilfeldig rekkefølge på en 27”-skjerm der bildet ble vist med grå felt rundt og med markører for etterfølgende analyse. Hvert bilde ble vist i 10 sekunder med 2 sekunders mellomrom. I neste del ble deltagerne spurt om å gradere hvert bilde 0-10 i både naturlighet og behag. Deretter ble hele prosedyren gjentatt for de 17 interiørbildene.

Opptakene ble analysert for fikseringer som holdt seg innenfor 1,5 graders felt av øyenbevegelser i 100-500 ms, samt at alle øyenposisjoner, pupillebevegelser og blink ble analysert. Disse dataene ble strukturert for statistisk analyse i SPSS.

4. Resultater

Alle deltagerne svarte på spørsmålene og engasjerte seg i oppgaven. Til sammen var henholdsvis 93 % og 90 % av fikseringene på stimuli i både material- og interiørdelen av forsøket. Datakvaliteten ble vurdert til å være god.

Vi undersøkte sammenhengen mellom naturlighet og behag gjennom en tosidig delvis korrelasjon der vi kontrollerte for rekkefølgen av bildene. I materialbildene var det en sterk, positiv sammenheng (r = .513, n = 540, p < .001) der opplevd naturlighet betydde opplevd velbehag. Denne sammenhengen var enda sterkere når det gjaldt bilder av interiører (r = .547, n = 340, p < .001).

Videre undersøkte vi hvorvidt materialvalget hadde en effekt på naturlighet og behag gjennom en-veis variansanalyse (ANOVA). Når deltagerne så på bilder av materialoverflater, fant vi at ulike materialer var signifikant forskjellige når det gjaldt både naturlighet (F (6, 533) = 32.758, p < .001) og behag (F (6, 533) = 15.574, p < .001). Vi gjennomførte en post-hoc Tukey-analyse for å undersøke om det fantes homogene undergrupper som vist i tabellene 1 og 2. Når vi undersøkte de individuelle bildene (i motsetning til materialgruppene) fant vi at bilder i hver gruppe kunne vurderes veldig ulikt. Eksempelvis ble betong vurdert som lite naturlig og lite behagelig både som gruppe og som individuelle bilder, mens innen treverk ble OSB vurdert tydelig mindre naturlig og mindre behagelig enn en slitt treoverflate.

En variansanalyse (ANOVA) av interiørene viser lignende resultater. En gruppevis analyse av høy, middels og lav trebruk, samt referansebilder viser tydelige forskjeller i både naturlighet (F (4, 335) = 15.691, p < .001) og behag (F (4, 335) = 9.148, p < .001). En etterfølgende Tukey-analyse viste at bildet av et fossefall oppfattes betydelig behagelig enn andre bilder, mens resten av bildene ble lagt i en felles gruppe. I naturlighet var igjen fossefall i en egen gruppe, mens høyt bruk av treverk ble oppfattet som mer naturlig enn middels eller lavt.

Vi undersøkte også interiørene ut fra funksjon. Inngangsparti og arbeidsareal ble oppfattet som minst naturlig og behagelig, mens kirker og byrom ble sett på som middels, mens fossefall, igjen, ble sett på som mest naturlig og behagelig. Overordnet så viste stimuli en god del variasjon innad i gruppene, både i forhold til trebruk og funksjon.

4.1. Øyenbevegelser

En variansanalyse viste ingen signifikante forskjeller (p<.05) i øyenbevegelser mellom materialgrupper eller individuelle bilder av materialer bortsett fra pupilleutvidelse på ett øye ((F 6, 553) = 2.232, p < .039, gruppevis) med største forskjell mellom betong og natur.

Variansanalyse av interiørene viste lite signifikante forskjeller. En svak negativ sammenheng mellom antall blink og naturlighet (r = -.153, n = 340, p = .005) og en svak negativ sammenheng mellom sakkadelengde og naturlighet (r = -.098, n = 340, p = .071) ble observert.

5. Diskusjon

Formålet med studien var å undersøke mulige sammenhenger mellom oppfattet naturlighet, behag og øyenbevegelser.

Deltagerne viser en sterk, positiv sammenheng mellom naturlighet og behag. De to inkluderte referansebildene av natur ble sett på som mest naturlige og behagelige, mens det grafiske bildet av en fasade ble sett på som unaturlig og ubehagelig. Bildet av gaterommet var mer tvetydig.

Det ble gjort et interessant funn av variasjon innad i materialgruppene. Mens betongoverflater ble oppfattet som jevnt over unaturlige og ubehagelige, varierte treoverflater i større grad. Det må tas høyde for slik variasjon i fremtidige eksperimenter for å unngå overforenkling og for at resultatene kommuniseres tydelig slik vi omtaler bygningsmaterialer i dagligtale.

Sammenhengen mellom øyenbevegelser, naturlighet og behag er ikke entydig. Studien kan ikke bekrefte sammenheng mellom øyenbevegelser og svarene i spørreundersøkelsen, ei heller kan vi avfeie dem. Det antas at mer avansert analyse er nødvendig. Vi har likevel identifisert noen mønstre som kan undersøkes i fremtidige eksperimenter. Dette gjelder forskjellen mellom hvordan man betrakter rene materialoverflater og interiør forskjellig. Pupilleutvidelse kan være relevant, men effekten virker for liten til å skille mellom materialgrupper. For interiører, kan blink og sakkadelengde være relevant. Videre så må variasjonene mellom materialgruppene tas høyde for og det er behov for å kunne sammenligne resultater på tvers av studier for å utvikle raskere forståelse av temaet.

Vår studie har flere begrensninger. Den var utviklet for å undersøke potensielle øyenbevegelser, heller enn å undersøke en bestemt effekt. Noen av målingene som er benyttet har ulike rammebehov. Eksempelvis ville et større bilde gitt større sannsynlighet for å oppdage variasjoner i sakkadebevegelser, men samtidig kunne det påvirket nøyaktigheten i måling av pupilleutvidelser negativt. I denne studien ble det gjort et kompromiss med relativt mange bilder og kategorier, mens færre variabler ville ha gitt resultatene større gyldighet og brukbarhet. Til slutt ville flere deltagere gjort det mulig å finne mer nyanserte forskjeller i datamaterialet gjennom statistisk analyse.

6. Konklusjoner

I denne studien registrerte vi øyenbevegelser og svar på spørreskjema for 20 deltagere i kontrollerte omgivelser. Vi undersøkte to sett med stimuli, 27 bilder av materialoverflater og 17 bilder av interiører. Våre funn viser en sterk, positiv sammenheng mellom oppfattet naturlighet og behag når vi ser både materialer og interiører. Vi viser også at materialgruppene oppfattes forskjellig, selv om variasjon innad i gruppene også finnes.

Vi kan ikke bekrefte forskjeller i øyenbevegelser mellom byggematerialer, ei heller en sammenheng mellom øyenbevegelser, naturlighet og behag. Det finnes likevel svake indikasjoner på at pupilleutvidelser, blink og sakkadelengde kan være påvirket av materialvalg.

7. Tilleggsopplysninger

Vi støtter verifisering og reproduserbar forskning. Alle bildene, datafilene, PsychoPy-oppsettene og Python-scriptene, samt detaljerte analysefiler er tilgjengelig for interesserte. Studien er finansiert av NTNU i sin helhet. Studien ble opprinnelig presentert ved World Conference on Timber Engineering 2023 i Oslo.

Denne artikkelen er en oversatt reproduksjon av en artikkel som ble presentert og publisert som en del av World Conference on Timber Engineering 2023 i Oslo. Denne versjonen er noe omskrevet og forkortet. Opprinnelig artikkel har DOI nummer 10.52202/069179-0144.

Sluttnoter

1

«R. S. Ulrich, “Visual landscapes and psychological well-being,” Landsc. Res., vol. 4, no. 1, pp. 17–23, Mar. 1979, doi: 10.1080/01426397908705892.

2

W. Zhong, T. Schröder, and J. Bekkering, “Biophilic design in architecture and its contributions to health, wellbeing, and sustainability: A critical review,” Front. Archit. Res., vol. 11, no. 1, pp. 114–141, Feb. 2022, doi: 10.1016/j.foar.2021.07.006.

3

G. N. Bratman, J. P. Hamilton, and G. C. Daily, “The impacts of nature experience on human cognitive function and mental health: Nature experience, cognitive function, and mental health,” Ann. N. Y. Acad. Sci., vol. 1249, no. 1, pp. 118–136, Feb. 2012, doi: 10.1111/j.1749-6632.2011.06400.x.

4

T. Alapieti, R. Mikkola, P. Pasanen, and H. Salonen, “The influence of wooden interior materials on indoor environment: a review,” Eur. J. Wood Wood Prod., vol. 78, no. 4, pp. 617–634, Jul. 2020, doi: 10.1007/s00107-020-01532-x.

5

M. D. Burnard and A. Kutnar, “Wood and human stress in the built indoor environment: a review,” Wood Sci. Technol., vol. 49, no. 5, pp. 969–986, Sep. 2015, doi: 10.1007/s00226-015-0747-3.

6

M. D. Burnard and A. Kutnar, “Human tress responses in office-like environments with wood furniture,” Build. Res. Inf., vol. 48, no. 3, pp. 316–330, Apr. 2020, doi: 10.1080/09613218.2019.1660609.

7

A. Q. Nyrud, T. Bringslimark, and K. Bysheim, “Benefits from wood interior in a hospital room: a preference study,” Archit. Sci. Rev., vol. 57, no. 2, pp. 125–131, Apr. 2014, doi: 10.1080/00038628.2013.816933.

8

K. Holmqvist, M. Nyström, R. Andersson, R. Dewhurst, H. Jarodzka, and J. Van de Weijer, Eye tracking: a comprehensive guide to methods and measures. Oxford ; New York: Oxford University Press, 2011.

9

H. Singh and J. Singh, “Human eye tracking and related issues: A review,” Int. J. Sci. Res. Publ., vol. 2, no. 9, pp 1–9, 2012.

10

S. Shimojo, C. Simion, E. Shimojo, and C. Scheier, “Gaze bias both reflects and influences preference,” Nat. Neurosci., vol. 6, no. 12, pp. 1317–1322, Dec. 2003, doi: 10.1038/nn1150.

11

W. Tuszyńska-Bogucka et al., “The effects of interior design on wellness - Eye tracking analysis in determining emotional experience of architectural space. A survey on a group of volunteers from the Lublin Region, Eastern Poland,” Wwwaaempl Ann. Agric. Environ. Med., vol. 27, no. 1, Art. no. 1, 2020, doi: 10.26444/aaem/106233.

12

J. Cho and J. Suh, “Spatial Color Efficacy in Perceived Luxury and Preference to Stay: An Eye-Tracking Study of Retail Interior Environment,” Front. Psychol., Art. no. Query date: 2021-01- 07 06:34:32, 2020, [Online]. Available: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7136482/

13

M. Franěk, J. Petružálek, and D. Šefara, “Eye movements in viewing urban images and natural images in diverse vegetation periods,” Urban For. Urban Green., vol. 46, p. 126477, 2019, doi: 10.1016/j.ufug.2019.126477.

14

Q. Lei, C. Yuan, and S. S. Y. Lau, “A quantitative study for indoor workplace biophilic design to improve health and productivity performance,” J. Clean. Prod., vol. 324, p. 129168, Nov. 2021, doi: 10.1016/j.jclepro.2021.129168.

15

F. Jam, H. R. Azemati, A. Ghanbaran, J. Esmaily, and R. Ebrahimpour, “The role of expertise in visual exploration and aesthetic judgment of residential building façades: An eye-tracking study.,” Psychol. Aesthet. Creat. Arts, vol. Advance online publication, no. Query date: 2022-01-03 10:37:28, Feb. 2021, doi: http://dx.doi.org/10.1037/aca0000377.

16

K. Strobel, A. Q. Nyrud, and K. Bysheim, “Interior wood use: linking user perceptions to physical properties,” Scand. J. For. Res., vol. 32, no. 8, pp. 798–806, Nov. 2017, doi: 10.1080/02827581.2017.1287299.

17

S. Song, Q. Wan, and G. Wang, “Eye movement evaluation of different wood interior decoration space,” Wood Res., vol. 61, no. 5, Art. no. Query date: 2021-01-07 06:34:32, 2016, [Online]. Available: http://www.woodresearch.sk/wr/201605/15.pdf

18

M. Kassner, W. Patera, and A. Bulling, “Pupil: an open source platform for pervasive eye tracking and mobile gaze-based interaction,” in Proceedings of the 2014 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing: Adjunct Publication, Seattle Washington, Sep. 2014, pp. 1151–1160. doi:
10.1145/2638728.2641695.