Город живет движением: Как динамика влияет на восприятие уличной среды

Автор: Денис Аветисян

Новое исследование показывает, что удаление движущихся объектов из городских пейзажей существенно снижает ощущение их жизненности и привлекательности.

Пока крипто-инвесторы ловят иксы и ликвидации, мы тут скучно изучаем отчетность и ждем дивиденды. Если тебе близка эта скука, добро пожаловать.

Купить акции "голубых фишек"

Оценка влияния динамических элементов в уличных изображениях с использованием генеративного восстановления и методов машинного обучения.

Несмотря на растущий интерес к анализу восприятия городской среды по данным уличных изображений, большинство исследований игнорируют влияние динамичных элементов, таких как пешеходы и транспорт. В работе ‘From Static to Dynamic: Evaluating the Perceptual Impact of Dynamic Elements in Urban Scenes Using Generative Inpainting’ предложен контролируемый подход к оценке влияния этих элементов, основанный на генеративном редактировании изображений. Полученные результаты демонстрируют, что удаление динамичных элементов приводит к значительному снижению воспринимаемой живости городской среды, в среднем на 30,97%. Не является ли это свидетельством того, что традиционные методы оценки городской среды, основанные на статичных изображениях, могут недооценивать ее реальную привлекательность и оживленность?

Динамическая Городская Среда: Скрытое Влияние на Восприятие

Традиционные исследования восприятия городской среды часто опираются на панорамные изображения уличных видов, однако важный аспект зачастую остается без внимания — влияние динамических элементов, таких как пешеходы и транспортные средства. Эти движущиеся объекты играют существенную роль в формировании общего впечатления от города, создавая ощущение жизни и активности. Игнорирование этой динамики приводит к упрощенной и неполной картине восприятия, поскольку статичные изображения не способны передать всю сложность и многогранность городской среды. Исследования показывают, что именно присутствие людей и машин существенно влияет на оценку таких характеристик, как оживленность и привлекательность городских пространств, формируя непосредственный опыт взаимодействия с городом.

Исследования восприятия городской среды зачастую опираются на статические изображения, такие как панорамы улиц, однако это может приводить к систематическим искажениям. Игнорирование динамических элементов — пешеходов, транспортных средств, изменяющегося освещения — формирует предвзятое представление о городе. В результате, оценки, основанные исключительно на статичных снимках, переоценивают важность архитектуры и ландшафта, недооценивая роль живой городской активности. Данный эффект смещения приводит к неполному пониманию того, как люди на самом деле воспринимают и оценивают городскую среду, формируя представление о городе, отличное от его реального, динамичного облика.

Исследования восприятия городской среды часто дают неполную картину, поскольку упускают из виду влияние динамичных элементов, таких как пешеходы и транспорт. Игнорирование этих компонентов может существенно исказить оценку ключевых характеристик, в частности, восприятия жизненной силы и даже безопасности. Оказалось, что статичные изображения городов создают иллюзию спокойствия, в то время как динамика, присущая реальной городской жизни, является важным индикатором активности и, как следствие, ощущения безопасности для прохожих. Таким образом, при анализе восприятия городов необходимо учитывать не только архитектурные особенности и внешний вид зданий, но и постоянно меняющуюся картину жизни на улицах, чтобы получить более объективную и полную оценку.

Исследование, финансируемое Национальным естественным научным фондом Китая, выявило значительное влияние динамических элементов городской среды на восприятие ее жизненности. В ходе работы было установлено, что исключение из визуальной картины движущихся объектов, таких как пешеходы и транспортные средства, приводит к снижению воспринимаемой яркости и активности городской среды на 30.97%. Эти данные подчеркивают, что традиционные методы оценки городского пространства, основанные на статичных изображениях, могут давать неполную и искаженную картину, недооценивая важную роль динамики в формировании впечатления о городе и его привлекательности.

Реконструкция Динамической Сцены: Метод Изоляции Восприятия

В рамках нашей методики используется техника восстановления изображений (Inpainting) для удаления динамических объектов с панорамных изображений уличных видов (Street View Imagery). Этот процесс позволяет создавать статические представления городской среды, исключая такие элементы, как движущиеся автомобили, пешеходы и временные объекты. Восстановление изображений осуществляется путем анализа окружающего контекста и заполнения областей, занимаемых динамическими элементами, наиболее вероятным содержимым, соответствующим окружающей среде. Результатом является набор статических изображений, пригодных для сравнительного анализа восприятия городских сцен с и без динамических элементов.

Для точного выделения и изоляции динамических объектов на изображениях уличных видов мы используем модель DINOv2, предназначенную для семантической сегментации. DINOv2 обеспечивает пиксельную классификацию, позволяя идентифицировать и отделить движущиеся элементы, такие как транспортные средства, пешеходы и другие переменные объекты, от статической городской среды. Этот процесс необходим перед применением методов восстановления (inpainting), поскольку позволяет целенаправленно удалить динамические компоненты, создавая статичные представления сцены для последующего анализа и сравнения.

Использование методологии, позволяющей сравнивать восприятие городских сцен с динамическими элементами и без них, дает возможность выявить специфическое влияние этих элементов на формирование восприятия городского пространства. Проведение сравнительного анализа позволяет оценить, как наличие или отсутствие движущихся объектов — транспортных средств, пешеходов и т.д. — изменяет оценку сцены, ее привлекательность или воспринимаемую безопасность. Количественная оценка этих изменений позволяет установить степень влияния динамических компонентов на общее восприятие и понять, какие аспекты городской среды наиболее сильно подвержены этому влиянию.

Контролируемый подход к выделению динамических элементов из уличных изображений позволяет количественно оценить вклад статических и динамических признаков в общее восприятие городской среды. Исключение или контролируемое изменение динамических объектов, таких как транспортные средства и пешеходы, создает возможность сравнить восприятие сцены в различных состояниях. Это позволяет установить, насколько сильно присутствие или отсутствие этих элементов влияет на оценку пространства, что важно для задач, связанных с градостроительством, анализом поведения людей и разработкой систем автономной навигации. Оценка влияния каждого типа признаков проводится путем сопоставления результатов восприятия сцен с различными комбинациями статических и динамических элементов.

Количественная Оценка Восприятия: Индивидуальный и Агрегированный Анализ

Для всестороннего анализа восприятия визуальных стимулов проводились два типа анализа: анализ на уровне изображений и анализ индивидуальных оценок участников. Анализ на уровне изображений позволял выявить общие тенденции в восприятии динамических и статических элементов. В то же время, анализ индивидуальных оценок учитывал субъективные различия в восприятии между отдельными участниками исследования. Комбинация этих двух подходов обеспечила получение полной картины спектра перцептивных реакций на визуальные стимулы, позволяя учесть как общие закономерности, так и индивидуальные особенности восприятия.

Анализ данных показал статистически значимые различия в восприятии Впечатляемости и Красоты изображений в зависимости от наличия динамических элементов. В частности, у 61642 изображений (32.1% от общего числа) зафиксировано существенное изменение показателя впечатляемости. Данный результат указывает на то, что включение динамических элементов в визуальное представление городской среды оказывает заметное влияние на субъективное восприятие ее привлекательности и живости.

Для прогнозирования выявленных различий в восприятии использовался алгоритм машинного обучения XGBoost. Модель была обучена на наборе мультимодальных признаков, извлеченных из каждого изображения, включающих визуальные характеристики, информацию о текстуре и другие релевантные параметры. XGBoost был выбран благодаря его способности эффективно обрабатывать сложные нелинейные зависимости и обеспечивать высокую точность прогнозирования, что позволило выявить факторы, наиболее сильно влияющие на восприятие динамических элементов в городской среде.

Анализ предсказательной силы модели XGBoost, обученной на многомодальных признаках изображений, подтверждает существенную роль динамических элементов в формировании восприятия городской среды. В частности, изменения в восприятии яркости (vibrancy) зафиксированы для 73.7% исследуемых локаций. Более того, индивидуальный анализ показал, что значительные изменения в оценках яркости продемонстрировали 65.0% участников исследования, что указывает на широкую распространенность влияния динамических элементов на субъективное восприятие городской среды.

Проектирование Динамичного Восприятия: Последствия и Перспективы

Исследование показало, что включение динамических элементов — пешеходного и транспортного движения — в городское планирование оказывает существенное влияние на восприятие жизненности и общей привлекательности пространства. Активность на улицах, будь то прогуливающиеся люди или движущиеся автомобили, формирует у наблюдателя ощущение живого, функционирующего городского организма. Этот эффект выходит за рамки простой визуальной стимуляции, поскольку динамика способствует созданию позитивного эмоционального отклика и более глубокой связи с окружающей средой. Планировщики могут использовать эти данные для создания более привлекательных и гостеприимных городских пространств, которые способствуют позитивным впечатлениям и укрепляют ощущение общности.

Исследования показали, что восприятие городской среды напрямую связано с наличием динамичных элементов — пешеходного и транспортного движения. Планировщики городов могут использовать эти знания для создания более привлекательных и комфортных пространств, способствующих положительным впечатлениям у жителей и гостей. Понимание того, как движущиеся объекты влияют на оценку городского ландшафта, позволяет целенаправленно формировать визуальную сложность и оживленность, что, в свою очередь, может стимулировать социальное взаимодействие и повышать общее качество городской жизни. В результате, грамотное включение динамики в городскую среду способно превратить обыденные пространства в места, вызывающие интерес и положительные эмоции.

Предстоящие исследования направлены на детальное изучение влияния различных типов динамических элементов городской среды на восприятие пространства. В частности, планируется сравнить, как наличие велосипедного трафика и автомобильного движения по-разному формирует ощущения у наблюдателей. Важно установить, какие именно характеристики этих элементов — скорость, плотность, визуальный облик — оказывают наибольшее воздействие на субъективные оценки, такие как оживленность, комфорт и безопасность. Полученные данные позволят более точно спроектировать городские пространства, учитывая не только функциональные потребности, но и психологическое воздействие различных видов активности на людей, находящихся в них.

Исследование открывает путь к более тонкому пониманию взаимосвязи между городской средой и человеческим восприятием. Полученные данные демонстрируют, что восприятие безопасности может значительно изменяться в зависимости от динамики окружения. В частности, исключение движущихся элементов — пешеходов и транспортных средств — в некоторых визуальных ситуациях привело к увеличению ощущения безопасности на 14.44%. Этот парадоксальный результат указывает на сложность оценки безопасности в городской среде и подчеркивает необходимость учитывать не только физические характеристики пространства, но и динамические аспекты, формирующие субъективное восприятие жителей. Данный вывод имеет важное значение для градостроителей и дизайнеров, стремящихся создавать комфортные и безопасные городские пространства.

Исследование демонстрирует, что восприятие городской среды тесно связано с динамическими элементами, такими как пешеходы и транспорт. Удаление этих элементов из изображений приводит к заметному снижению ощущения жизненности и активности. Этот факт подчеркивает важность учета временных факторов при изучении восприятия городской среды. Как говорил Пол Эрдёш: «Математика — это искусство видеть закономерности, скрытые за кажущимся хаосом». В данном исследовании, закономерность заключается в том, что отсутствие движения в городской картине воспринимается как признак стагнации и заброшенности, что подтверждает необходимость учитывать динамику при оценке восприятия городской среды.

Куда Далее?

Представленное исследование, хотя и демонстрирует ощутимую корреляцию между динамическими элементами городской среды и восприятием её жизненности, лишь приоткрывает завесу над сложной проблемой. Устранение пешеходов и транспортных средств из уличных изображений, безусловно, снижает воспринимаемую «пульсацию» города, но этот эффект — лишь симптом более глубокого явления. Истинная элегантность оценки городской среды заключается не в констатации факта, а в математическом моделировании механизмов восприятия. Недостаточно просто удалить объекты; необходимо формализовать, каким образом их отсутствие влияет на когнитивные процессы наблюдателя.

В дальнейшем, необходимо отойти от эмпирических наблюдений и перейти к разработке алгоритмов, способных предсказывать восприятие городской среды на основе её структурных характеристик. Следует учитывать не только наличие/отсутствие динамических элементов, но и их плотность, скорость, траектории, а также контекст окружающей архитектуры. Более того, необходимо учитывать субъективные факторы — культурные различия, личный опыт, и даже текущее эмоциональное состояние наблюдателя.

В хаосе данных спасает только математическая дисциплина. Простые метрики «вибрантности» неизбежно окажутся несостоятельными. Реальный прогресс возможен лишь при создании доказуемых моделей, способных предсказывать восприятие городской среды с математической точностью. Иначе, все усилия будут сводиться к пересчёту очевидного, а не к постижению истинной природы восприятия.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2512.24513.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-01-02 04:11