How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior along with the change of its proportions? Eye tracking survey

Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

doi:10.5277/arc180105

Abstract

The study of how people perceive an interior of a Gothic church was inspired by ideas of Juliusz Żórawski. The paper presents an attempt at verifying Żórawski’s views concerning people’s reactions to such medieval buildings. The research was carried out by means of a stationary eye tracker, which made it possible to register the movement of eyes of the participants. 142 volunteers took part in the tests. Each of them looked at five different visualizations showing the interiors of French cathedrals from the 12th and the 13th century. The images showed interiors of various height and length. The aim of the research was to determine which architectural elements make it most probable for the observers to perceive the depth of the main aisle when changes are made to the interior’s proportions.

Full article view is only available on bigger screens.

2018

1(53)

DOI: 10.5277/arc180105

Marta Rusnak*, Wojciech Fikus*, Joanna Szewczyk*

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry

wraz ze zmianą jej proporcji? Sondaż okulograficzny

How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior

along with the change of its proportions? Eye tracking survey

Wstęp

Okulografia jest interesującą technologią pozwalającą

na badanie reakcji wzrokowych na prezentowane obser-

watorom bodźce. Obecnie wykorzystuje się ją powszech-

nie w marketingu czy medycynie. W sondażach przepro-

wadzonych w 2017 r. w Katedrze Historii Architektury

Sztu ki i Techniki Wydziału Architektury Politechniki Wro

cławskiej (PWr) podjęto próbę wykorzystania okulogra-

fów (ang. eye tracker) w celu lepszego poznania percepcji

ar chitektury, urbanistyki i krajobrazu [1]. Przed sta wione

opracowanie otwiera serię trzech artykułów ukazujących

na wybranym przez nasz zespół przykładzie możliwoś

ci pogłębienia wiedzy o sposobie postrzegania budowli

zabytkowych.

Inspiracja

Rytm słupów w katedrze gotyckiej komunikuje nam

wizualnie prawidłową długość nawy. Każdy wchodzący

do wnętrza katedry gotyckiej najpierw ocenia wielkość

wnętrza przez zdanie sobie sprawy z równości skoku ryt-

mów zawartych pod sklepieniem katedry – między służka-

mi wychodzącymi ze słupów, a korespondującymi w sto-

sunku do nich żebrami na przeciwległym szeregu słupów.

Dlatego każdy wchodzący do świątyni, mimo woli, naj-

pierw zapoznaje się z odległościami między słupami,

Introduction

Eye tracking is an interesting technology that makes it

possible to study visual reactions to stimuli which are pre-

sented to observers. Nowadays, it is widely applied in

mar keting or medicine. In the surveys, which were con-

ducted in 2017 at the Department of History of Archi tec

ture of Art and Technology at the Faculty of Archi tec

ture of the Wrocław University of Science and Te ch nology,

an attempt was made to use eye trackers in order to better

understand the perception of architecture, urban planning,

and landscape [1]. The presented study opens a series of

three articles showing the possibilities of deepening our

know ledge about the perception of historic buildings on

the example chosen by our team.

Inspiration

The rhythm of columns in a Gothic cathedral visually

communicates to us a correct length of the nave. Everyone

entering the interior of a Gothic cathedral first assesses

the size of the interior by realizing the equality of pitch of

rhythms which are contained under the vault of the cathe-

dral – between supporting pillars which come out of pil-

lars and the corresponding ribs on the opposite row of

pillars. Therefore, everybody who enters a sacral build-

ing, involuntarily, first gets acquainted with the distances

between pillars and then raises their heads up to facilitate

communication of the whole cathedral layout [2, p. 36]. Is

this really happening in every Gothic cathedral? Is it the

same in French, English and Italian temples which were

* Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej/Faculty of Ar

chi tecture, Wrocław University of Science and Technology.

78 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

a potem podnosi głowę do góry, by ułatwić sobie komuni-

katywność całokształtu układu katedry [2, s. 36]. Czy tak

się dzieje naprawdę w każdej gotyckiej katedrze? Czy tak

samo jest w świątyniach francuskich, angielskich i wło-

skich, wzniesionych z kamienia i z cegły, w tych wyso-

kich i relatywnie niskich, w pustych i w wypełnionych

ludźmi, w oświetlonych światłem poranka i o zmroku? Czy

w wypowiedzi profesora Juliusza Żórawskiego za war tej

w wydanej pośmiertnie książce Siatka prostych. O ar chi

tekturze nadindywidualnej nazbyt mocno nie od cis nęła

się perspektywa osoby obeznanej z logiką tworzenia for

my ar chitektonicznej? Niejako w odpowiedzi na po glądy

Pro fesora w niniejszym artykule zajęto się jednym z as 

pektów, które poruszone zostały w umieszczonym po wy

żej budzącym wątpliwości cytacie, czyli kwestią wpły wu

proporcji wnętrz katedr gotyckich na sposób od czy ty wa

nia ich głębokości. W celu zbadania tego zjawiska sięg 

nięto po okulograf, urządzenie umożliwiające rejestrację

miejsca skupiania uwagi wzrokowej.

Hipotezy badawcze

Wzrost długości katedry ułatwia odczytanie jej rytmi-

zacji wnętrza. Podwyższenie nawy powinno spowodować

większe zainteresowanie badaniem rytmu w obrębie skle-

pienia.

Układ artykułu

Pierwsza część artykułu przybliża czytelnikowi sposób

przygotowania testów i podstawowe pojęcia związane

z rejestracją okulograficzną. Sporo uwagi poświęcono

charakterystyce i uzasadnieniu przyjętej metodologii.

W dalszej części opisane są kolejno wyniki badań doty-

czących aspektu zwiększania długości katedry, a następ-

nie zmian wysokości jej nawy głównej.

Przygotowanie i przeprowadzenie badań

Czym jest eyetracking

Okulografy to urządzenia dające możliwość rejestracji

oglądanego obrazu wraz z dokładnym zapisem sposobu

patrzenia na prezentowane bodźce. W Polsce najbardziej

rozpropagowanym sposobem wykorzystania okulogra-

fów są badania marketingowe dotyczące reklam czy pre-

zentacji towarów na półkach sklepowych oraz ocena

funkcjonalności stron internetowych. W czasie przedsta-

wianego eksperymentu wykorzystano okulograf stacjo-

narny, pozwalający na badanie obrazów, zdjęć i filmów

wyświetlanych na ekranie znajdującym się przed obser-

watorem. Urządzenie RED250HzPortale [3] było zainsta-

lowane pod monitorem. W oprawie okulografu znajdują

się źródła światła podczerwonego wysyłające skupione

wiązki światła w kierunku oczu obserwatora. Kame ra

pod czerwona śledzi powstające na gałkach ocznych od bi

cia, a specjalne oprogramowanie rejestruje dane, co umoż li

wia

późniejsze wska zanie trasy wodzenia wzrokiem w po 

dziale na sakkady i fiksacje. Fiksacja to zatrzymanie

ru chu obu gałek ocznych na tym fragmencie sceny wizu-

built of stone and brick, in those high and relatively low,

in those empty and filled with people, those illuminated

by the morning light and in the dark? Could we say that

in the statement of Professor Juliusz Żórawski contained

in his posthumously published book Siat ka prostych.

O ar chitekturze nadindywidualnej (Net of Straight Lines.

On supraindividual architecture) the perspective of

a person who is so familiar with the logic of creating an

architectural form was impressed just too strongly? It is

sort of in response to the Professor’s beliefs that this arti-

cle deals with one of the aspects that were referred to in

the abovementioned doubtful quote, namely the question

of the influence of the proportions of the interior of Gothic

cathedrals on how to read their depth. In order to investi-

gate this phenomenon, an eye tracker was used, which is

an instrument enabling to register the place of focusing

visual attention.

Research hypotheses

An increase in the length of a cathedral makes it easier

to read its interior rhythm. Elevation of the nave should

cause more interest in studying the rhythm within the vault.

The layout of the article

The first part of the article presents to the reader the

way the tests are prepared and the fundamental concepts

which are connected with eye tracking. A lot of attention

was devoted to the characteristics and justification of the

adopted methodology. In the next part of the article the

research results, which are connected with the aspect of

increasing the length of a cathedral and then the changes

in the height of its nave, are described respectively.

Preparing and carrying out the research

What is eye tracking?

Eye trackers are devices that give the possibility of

recording a viewed image along with an accurate record

of the way of looking at the presented stimuli. In Poland,

the most widespread method of using eye trackers is mar-

keting research on advertising or presenting goods on

store shelves and the evaluation of functionality of web-

sites. During the experiment presented, a stationary eye

tracker was used which enabled to research images, pho-

tographs and films displayed on the screen that was situ-

ated in front of the observer. RED250HzPortale device

[3] was installed under the monitor. In the eye tracker’s

frame there are infrared light sources which send concen-

trated light beams in the direction of the observer’s eyes.

The infrared camera tracks the reflections that occur on

the eyeballs, whereas the special software records the

data, which makes it possible to indicate later the route

of eye movements with the division into saccades and

fixations. Fixation means stopping the movement of both

eyeballs on this part of the visual scene which is cur-

rently on the line of sight [3]–[5]. In fact, only during

fixation it is possible to consciously perceive the world

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry/How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior 79

alnej, która aktualnie znajduje się na linii wzroku [3]–[5].

Właściwie tylko w czasie fiksacji możliwe jest świadome

postrzeganie otaczającego nas świata. Sakkady to ruchy

kadrujące oczu, ich nadrzędnym celem jest precyzyjne

ustawianie osi widzenia gałek ocznych na fragmencie

sceny wizualnej [3]–[5]. Dzięki takiej uproszczonej cha-

rakterystyce możliwe jest dalsze matematyczne opraco-

wanie danych polegające na podziale ilustracji na zgodne

z przygotowaną tezą i wypracowaną metodologią badania

pola zainteresowań tzw. AOI (areas of interest) [3]–[5].

Następnie pojedyncze fiksacje są kolejno przyporządko-

wywane do tych grup, stanowiąc zbiory, na których pro-

gram komputerowy, w tym przypadku BeGaze SMI,

dokonuje obliczeń i generuje różnego rodzaju raporty

w formie diagramów, wykresów i zestawień.

Dlaczego wizualizacje. O proporcjach

Porównanie konkretnych katedr o różnych proporcjach

w rzeczywistości byłoby najbardziej naturalne, jednak

niekorzystne ze względu na możliwości późniejszego

wnioskowania. W warunkach naturalnych każda z bada-

nych katedr miałaby nieco inne oświetlenie, inny koloryt

wnętrza wywołany różnicami w typie budulca i kolory-

styce witraży, innym rysunkiem żeber na sklepieniu, róż

norodną stylistyką detalu, odmienną wielkością ołtarza,

obecnością lub brakiem stalli, typem ławek czy świeczni-

ków. Kolejnych różnic można by było odnaleźć naprawdę

wiele. Z tych samych względów zrezygnowano z użycia

jako bodźców zdjęć prawdziwych wnętrz. Jeśli chce się

uzyskać niezakłócone tą zmiennością dane nakierowane

wyłącznie na zmianę proporcji wnętrza, wymienione ele-

menty należałoby ujednolicić. Dlatego w badaniu zde

cydowano się na stworzenie wizualizacji modelowego

wnęt rza o uśrednionych proporcjach i późniejsze modyfi-

kowanie liczby przęseł lub wysokości filarów i pasa okien

w obserwowanym układzie. Parametry do tych działań

zostały zaczerpnięte z rzeczywistości. Rozpatrywane przy

kłady ograniczono do katedr francuskich wzniesionych

od końca XII do początku XIV w. [6], [7]. Pod wzglę dem

badawczym jest to najbardziej znany i homogeniczny

zbiór. Dodatkowo z tej szerokiej grupy wyłoniono wy 

łącznie te świątynie, których struktura ścian międzynawo-

wych jest trójdzielna i składa się z pasa filarów, poziomu

fryzu arkadowego (tu triforiów) i pasa ostrołucznych

okien. Za kościół modelowy na potrzeby testów przyjęto

katedrę w Reims – wykonany na jej podstawie kadr na 

zwano ilustracją ramową. Zgodnie z przeprowadzonym

przed badaniem rozpoznaniem za katedralne ekstrema

uz nano Bourges o najmniejszej liczbie przęseł w nawie

głównej oraz Rouen jako najdłuższy układ. Przykładami

mającymi najbardziej smukły lub krępy przekrój okazały

się Beauvais i Chartres. Wizualizację w oparciu o wyło-

nione proporcje na potrzeby badania wykonał Wojciech

Fikus, student Wydziału Architektury PWr, dbając o to,

aby na ilustracjach nie zmieniła się szerokość i wysokość

nawy, a kamera znajdowała się w tej samej pozycji

względem pierwszych filarów na początku nawy głównej

(il. 1). W ten sposób otrzymano pięć ilustracji (il. 2A–E).

Konsekwencją wydłużania katedry jest wzrost liczby

that surrounds us. Saccades are eye movements and their

overriding purpose is to precisely adjust the visual axis

of eyeballs on a fragment of the visual scene [3]–[5].

Thanks to such simplified characteristics, it is possible

to further develop mathematical data which consists in

the division of illustrations being in accordance with the

prepared thesis and the developed methodology of the

research of the areas of interest called AOI [3]–[5]. Then,

individual fixations are subsequently assigned to these

groups, constituting sets on which the computer program,

in this case BeGaze SMI, makes calculations and gener-

ates various types of reports in the form of diagrams,

charts, and summaries.

Why visualisations. On proportions

A comparison of specific cathedrals with different pro-

portions in reality would be the most natural, however,

disadvantageous due to the possibility of further infer-

ence. Under natural conditions, each of the studied cathe-

drals would have slightly different lighting, a different

colour of the interior resulting from differences in the

type of a building material and stained glass colours,

another drawing of ribs on the vault, diverse detail stylis-

tics, a different size of the altar, presence or lack of stalls,

a type of pews or candlesticks. A lot of other differences

could be really found in fact. For the same reasons, the

use of real interior photographs was abandoned as stimuli.

If the data aimed only at changing the interior proportions

are to be obtained and not disturbed by this variability, the

above listed elements should be standardised. Therefore,

in the research we decided to create a visualisation of the

model interior with averaged proportions and further

modification of the number of bays or heights of pillars

and a window belt in the observed arrangement. Pa ra

meters for these activities were taken from reality. The

exa mined examples were limited to French cathedrals

which were erected from the end of the 12

century till

the beginning of the 14

century [6], [7]. In terms of

research, it is the most wellknown and homogeneous

group. Moreover, from this wide group only these tem-

ples were selected, whose structure of the nave walls was

tripartite and consisted of a belt of pillars, the level of the

arcade frieze (here triforium) and a belt of ogival win-

dows. The Reims cathedral was accepted as a model

church for the purposes of tests – the film frame which

was made on the basis of it was called a frame illustration.

According to the examination which was conducted

before the research, Bourges with the smallest number of

bays in the nave as well as Rouen as the longest arrange-

ment were recognized as the cathedral extremes. Beauvais

and Chartres turned out to be the examples with the most

slender or stocky crosssections. The visualisation, on the

basis of the proportions chosen for the needs of the

research, was made by Wojciech Fikus, a student of the

Faculty of Architecture of the Wrocław University of

Science and Technology while paying attention not to

change the width and height of the nave and positioning

the camera in the same location in relation to the first pil-

lars at the beginning of the nave (Fig. 1). Five illustrations

80 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

podpór międzynawowych i żeber budujących sklepienie.

Po transformacji sklepienie staje się dłuższe, a jego pole

większe. Wraz z podwyższaniem się nawy katedry wiele

rytmów nie ulega co prawda zmianie ilościowej, ale

zmie nia się ich charakter. Filary stają się smuklejsze, a ich

równoległość wydaje się bardziej oczywista. Jednocześ 

nie poprzez uniesienie pasa triforiów i kapiteli kolumn oraz

służek w obrębie pola widzenia znajduje się mniej zaj 

mującego uwagę detalu. Na ilustracji 2D widać, że pierw

szy filar ma charakter ramy, a rytm detalu zaczyna się od

dru giego przęsła.

Czas badania.

Wstępny eksperyment w wybranych

kościołach gotyckich

Największym wyzwaniem wiążącym się z omawianym

sondażem było określenie, do jakiego momentu można

postulować badanie takiego rodzaju kompozycji za pomo-

cą przedstawienia statycznego na ekranie monitora.

Rzeczą oczywistą jest to, że elementy architektoniczne są

zwykle odczytywane w ruchu. Dotyczy to także prze-

strzeni, w których ruch całego ciała jest w jakiś sposób

ograniczony, gdyż nawet wtedy odczytywanie bodźców

wiąże się ze zmianą perspektywy związaną z ruchami

głowy. Ze względu na początkowy etap poszukiwań pod-

jęto decyzję o wykorzystaniu najprostszego, statycznego

typu okulografu. Uzasadnić to można także konieczno-

ścią budowania odpowiedniej metodologii do wdrożenia

tej technologii do badań percepcji architektury hi sto rycz

nej. W przypadku użycia bardziej złożonego podejścia

będzie prawdopodobne, że na jakimś etapie analizy nie

byłaby możliwa sprawna interpretacja, a także później sza

korekta sposobu przygotowania i przeprowadzania eks

perymentów.

were obtained in this way (Fig. 2A–E). The consequence

of elongating the cathedral is the increase in the number

of supports on both sides of the nave as well as the ribs

which form the vault. After the transformation, the vault

becomes longer and its field becomes larger. Along with

the rise of the nave of the cathedral many rhythms, in fact,

do not undergo a quantitative change, but their character

changes. The pillars are more slender and their parallel-

ism seems more obvious. At the same time, by lifting the

belt of triforia and column capitals as well as the support-

ing pillars within the field of view, there is less detail that

draws attention. In Figure 2D it can be seen that the first

pillar is of a frame character and the rhythm of the detail

begins with the second bay.

Research time.

A preliminary experiment

in selected Gothic churches

The greatest challenge which is connected with the

survey discussed was to determine the moment up to

which it is possible to postulate the research of this type

of composition using a static presentation on the monitor

screen. It is obvious that architectural elements are usu-

ally read in motion. This also applies to spaces in which

the movement of the whole body is somehow limited

because even then the reading of stimuli is related to

a change of the perspective which in turn is connected

with movements of the head. Due to the initial stage of the

search, we decided to use a static eye tracker of the sim-

plest type. This can also be justified by the necessity to

develop an appropriate methodology to implement this

technology for the research on the perception of historical

architecture. If a more complex approach is used, it will

be quite probable that at some stage of the analysis an

efficient interpretation would not be possible, neither

a subsequent correction of the preparation method or the

way experiments are conducted.

The presentation and eye tracking research of visuali-

sation of architectural interiors on the screen is therefore

a kind of simplification of the real process and has its

limitations. We decided to determine the maximum test

time, in which reliable results can be obtained with a cer-

tain degree of probability. For this purpose, an experiment

was organised at the Faculty of Architecture at the Wro

cław University of Science and Technology along with

the ArcHist Scientific Club

at the Department of History

of Architecture, Art and Technology. Students under the

leadership of Piotr Chmielewski asked passersby to take

The supervisor of ArcHist Scientific Club is dr inż. arch. A. Gry

glewska. Students: P. Chmielewski (the chairman of the club and coor-

dinator of the recruitment of respondents), Maria Czarnecka, Mateusz

Rabiega, Agnieszka Wujec, Katarzyna Andraka, Maria Ciupińska,

Grze gorz Biczak, Marta Włóczyk, Anna Maria Piasecka, Anna Chod

kowska, Mateusz Ratajczak, Szymon Popławski, Magdalena Na wroc

ka, Mał gorzata Cieślik, Julia Sęczyk, Julia Hładun, Magdalena Wik

torska, Ma ciej Łata, Daria Kruczek, Radosław Grzymkowski, Na talia

Śmiady, Ma rek Giełda. Students actively participated in the preparation

of both the experiment and the eye tracking laboratory as well as they

took part in the experiment learning how to use the stationary eye tracker.

Il. 1. Logika tworzenia wizualizacji.

Kamera pozostaje w tym samym położeniu.

Zmianie ulega długość lub wysokość nawy

(oprac. M. Rusnak)

Fig. 1. The idea behind the visualizations used.

The camera remains in the same position.

Changes is the length or the height of the nave

(drawn by M. Rusnak)

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry/How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior 81

Prezentacja i okulograficzne badanie wizualizacji

wnętrz architektonicznych na ekranie jest więc pewnym

uproszczeniem rzeczywistego procesu i ma swoje ogra

nicze nia. Zdecydowano się określić maksymalny czas

tes tu, w któ rym z pewną dozą prawdopodobieństwa bę 

dzie moż na uzys kać wia ry godne wyniki. W tym celu

wraz z Ko łem Nau kowym ArcHist

działającym przy

Ka ted rze Histo rii Ar chitektury, Sztuki i Techniki na Wy 

dziale Architek tury Po litechniki Wrocławskiej zorgani

zowano eksperyment. Stu denci pod przywództwem Piot

ra Chmie lew skie go w wy bra nych kościołach gotyckich

pro sili przecho dzą cych obok ludzi o udział w krótkim do 

świadczeniu. Ochot nicy byli wpro wadzani do wnętrz z za 

słoniętymi ocza mi. Ba da cze usta wiali te osoby na końcu

osi nawy głównej, tak aby byli skierowani w stronę pre-

zbiterium. Studen ci stawali z bo ku za uczestnikami i pro-

sili o odsłonięcie oczu i po pa trzenie na wnętrze. Reakcja

obserwatorów była na gry wa na, a następnie analizowana

w celu określenia mo mentu, w którym obserwatorzy wy 

konali ruch gło wą. Zbadano 72 osoby w sześciu różnych

świą tyniach. W wy niku analizy otrzymanych czasów, mie

rzonych od odsłonięcia oczu do poruszenia głową, stwier-

dzono, że więk szość wyników mieści się w przedziale

0–8,6 s (mediana 4,1 s, odchylenie standardowe 4,5 s).

Procedura badawcza

Koło naukowe okazało się niezastąpione także w pro-

cesie rekrutacji wolontariuszy do całotygodniowych ba 

dań okulograficznych w laboratorium PWr, w czym po 

mógł również dział promocji PWr [1]. Aby oglądanie

ilustracji było procesem wolnym od uprzedzeń wynikają-

cych ze specjalistycznej edukacji, uczestnicy nie mogli

być architektami, historykami sztuki czy konserwatorami.

Ze względu na wysoką jakość zastosowanego sprzętu

mogli natomiast nosić szkła kontaktowe lub okulary. Oso

by biorące udział w eksperymencie miały gwarancję za 

cho wania anonimowości.

W czasie badania żaden z uczestników nie mógł po 

równywać ilustracji. Każdego dnia w zestawie 10 ilus tra

cji wyświetlanych losowo, przy użyciu progra mu Ex peri

ment Center SMI [3], umieszczano jedy nie jeden z pięciu

przygotowanych bodźców. Zabieg ten uz nano za koniecz-

ny ze względu na poprawność meto dologiczną.

Na prezentowane ilustracje patrzyły 142 osoby. 125 na 

grań uznano za poprawnie zarejestrowane. Przyczyną

Opiekunem Koła Naukowego ArcHist jest dr inż. arch. Agnieszka

Gryglewska. Studenci: Piotr Chmielewski (przewodniczący koła i koor-

dynator rekrutacji badanych), Maria Czarnecka, Mateusz Rabiega, Ag 

nieszka Wujec, Katarzyna Andraka, Maria Ciupińska, Grzegorz Biczak,

Marta Włóczyk, Anna Maria Piasecka, Anna Chodkowska, Mateusz

Ratajczak, Szymon Popławski, Magdalena Nawrocka, Małgorzata Cie 

ślik, Julia Sęczyk, Julia Hładun, Magdalena Wiktorska, Maciej Łata,

Daria Kruczek, Radosław Grzymkowski, Natalia Śmiady, Marek Gieł

da. Studenci aktywnie uczestniczyli zarówno w przygotowaniu ekspery-

mentu, laboratorium okulograficznego, jak i w czasie badania, ucząc się

obsługi okulografu stacjonarnego.

Wrocław: katedra, kościół garnizonowy, kościół dominikanów,

kościół św. Doroty, kościół Bożego Ciała, kościół św. Michała Ar cha 

nioła. Gdańsk: katedra.

part in a short experiment in selected Gothic churches

Volunteers were led to the interiors with blindfolded eyes.

Researchers placed these people at the end of the main

nave axis so that they were facing the presbytery. Students

stood at the sides behind the participants and asked them

to reveal their eyes and look at the interior. The reaction

of the observers was recorded and then analysed to deter-

mine the moment when the observers made a head move-

ment. 72 people were observed in six different cathedrals.

As a result of the obtained times analysis, which were

measured from the moment of revealing their eyes to the

moment of their head movement, it was found that most

of the results range from 0–8.6 s (median 4.1 s, standard

deviation 4.5 s).

Research procedure

The Scientific Club turned out to be irreplaceable also

in the process of recruiting volunteers for the fullweek

eye tracking tests in the laboratory at the Wrocław Uni

versity of Science and Technology, which was also suppo

rt ed by the promotion department of Wrocław University

of Science and Technology [1]. The viewing of illustra-

tions ought to be a process free of prejudices arising from

specialist education, therefore its participants could not be

architects, art historians or restorers. Due to the high qual-

ity of the instruments that were em ployed, they could

have contact lenses or glasses. The subjects taking part in

the experiment had a guarantee of anonymity.

During the experiment, none of the participants could

compare the illustrations. Every day, in a set of ten illus-

trations displayed randomly using the Experiment Centre

SMI program [3], only one of the five prepared stimuli

was placed. This procedure was considered to be neces-

sary due to the methodological correctness.

142 people looked at the illustrations. 125 recordings

were considered to be correctly recorded. Some of the re 

cordings were rejected mainly due to problems with cali-

bration resulting from wearing a too thick layer of mas-

cara on eyelashes by one of the participants; eyesight

defects; strongly drooping eyelids; long, downward eye-

lashes or too strong antireflective coating on eyeglasses

[4], [5]. Due to the randomness of this process, the assign-

ment of participants to view the visualisations of the par-

ticular cathedrals is not regular. In the end, each illustra-

tion had: Fig. 2A – 23 people, 2B – 23 people, 2C – 31

people, 2D – 26 people, 2E – 22 people. The collected

data were analysed in the BeGazeSMI program [3].

Perceiving the depth of the arrangement

Reading the depth in the modelled architectural space

can take place on four planes, i.e. on the floor, on two side

walls and on the vault. As a result of the first analyses, it

turned out, according to the researchers’ expectations, that

Wrocław: cathedral, St Elisabeth’s Church, Dominican Church,

St Dorota’s Church, Corpus Christi Church, Church of Saint Michael the

Archangel. Gdańsk: cathedral.

82 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

odrzucenia nagrań były głównie problemy z kalibracją

wynikające z użycia przez jedną z uczestniczek zbyt gru-

bej warstwy tuszu na rzęsach; wady wzroku; mocno opa-

dających powiek; długich, skierowanych w dół rzęs lub

zbyt mocnej powłoki antyrefleksyjnej na okularach [4],

[5]. Ze względu na losowość tego procesu przyporządko-

wanie uczestników do oglądania wizualizacji poszczegól-

nych katedr nie jest równomierne. Ostatecznie na każdą

z ilustracji przypadało: il. 2A – 23 osoby, 2B – 23 osoby,

2C – 31 osób, 2D – 26 osób, 2E – 22 osoby. Zebrane dane

opracowano w programie BeGazeSMI [3].

Postrzeganie głębokości układu

Odczytywanie głębokości w wymodelowanej prze-

strzeni architektonicznej może zachodzić na czterech

płaszczyznach: posadzce, dwóch ścianach bocznych oraz

sklepieniu. W wyniku pierwszych analiz okazało się,

zgodnie z oczekiwaniami badaczy, że pozbawiona zryt-

mizowanego detalu posadzka nie będzie w tym wypadku

chętnie oglądanym miejscem. W ciągu 8 s na poznanie

po sadzki poświęcano 2–4% całego czasu.

Pierwszym czynnikiem świadczącym o zainteresowa-

niu głębokością jest liczba przeznaczonych na zapozna nie

the floor without the rhythmic detail would not be

a willingly viewed place in this case. Within 8 s, 2–4% of

the whole time was devoted to getting to know the floor.

The first factor that proves the interest in the depth is

the number of the observers’ eyeball movements devoted

to becoming familiarised with it. For the needs of the

research, all subsequent fixations occurring in successive

and marked AOI zones separated by pillars or vault zones

were defined as an element of the cognitive process that

creates the sense of the depth of the arrangement as in the

exemplary illustration (Fig. 3A and 3B). Equally impor-

tant as the average number of eyeball movements is the

percentage of observers who performed at least one such

transition during the research.

In order to verify the degree of the interest in reading

the depth, the charts which chronologically reflected the

method of familiarising with the presented arrangement

were generated for each participant. Three combinations

were generated for each of the five illustrations. The first

subgroup of analyses showed sequences of movements

in order to become familiarised with the vault. The next

two concerned the zones of pillars on both sides of the

nave only. In order to avoid errors, transitions between the

pillars were counted separately for the right and the left

Il. 2. Wizualizacje naw katedr o zmieniających się proporcjach:

A. Najniższy przykład. B. Najkrótszy przykład. C. Przykład o uśrednionych proporcjach, tzw. rama.

D. Najwyższy przykład. E. Najdłuższy przykład

(oprac. W. Fikus)

Fig. 2. Visualizations of ca thedral’s naves of varying proportions:

A. The lowest example. B. The shortest example. C. The example with the averaged proportions of the socalled frame.

D. The highest example. E. The longest example

(by W. Fikus)

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry/How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior 83

się z nią ruchów gałek ocznych obserwatorów. Na potrze-

by badania wszystkie następujące po sobie fiksacje znaj-

dujące się w kolejnych, zaznaczonych strefach AOI wy 

dzielanych filarami lub strefach sklepienia zdefiniowa no

jako element procesu poznawczego budujący odczucie

głę bokości układu, tak jak na przykładowej ilustracji

(il. 3A i 3B). Równie ważny jak uśredniona liczba ruchów

gałek ocznych jest odsetek obserwatorów, którzy wyko-

nali chociaż jeden taki przeskok w ciągu badania.

W celu weryfikacji stopnia zainteresowania odczyta-

niem głębi dla każdego uczestnika wygenerowano wykre-

sy odzwierciedlające chronologicznie sposób zapoznawa-

nia się z prezentowanym układem. Dla każdej z pięciu

ilustracji wygenerowano trzy zestawienia. Pierwsza pod-

grupa analiz oddawała sekwencje ruchów służące zapo-

znawaniu się ze sklepieniem. Kolejne dwie dotyczyły

jedynie stref filarów międzynawowych. W celu uniknię-

cia błędów przeskoki między filarami policzono osobno

dla prawej i lewej części wizualizacji – przykładowe

zestawienia prezentują ilustracje: 4 i 5. Numery i odcienie

użyte do opi sania sekwencji (il. 4–6) odpowiadają tym

zaznaczonym jako pola zainteresowania AOI na ilustracji

nr 3, w części B.

W całym badaniu odnotowano tylko dwóch uczestni-

ków, których ruchy oczu nie zasugerowały zainteresowa-

nia głębokością w żadnej z trzech rozpatrywanych stref.

Pierwsza to osoba patrząca się na przykład D – przy

glądała się jak zahipnotyzowana niemal wyłącznie stre

fie prezbiterium. Na innych ilustracjach wykonywała

większe ruchy obejmujące cały ekran, toteż nie odrzuco-

no tego nagrania, uznając je za poprawne pod względem

part of the visualisation – exemplary combinations are

shown in Figures 4 and 5. The numbers and shades which

were used to describe the sequences (Fig. 4–6) correspond

to those marked as fields of interest for AOI in Figure 3

in part B.

In the whole study, only two participants were noted,

whose eye movements did not suggest any interest in the

depth in any of the three zones considered. The first is

a person who was looking at example D, staring almost

exclusively at the presbytery zone as if hypnotised. In

other illustrations, the person made bigger movements

covering the entire screen, therefore the recording was

not rejected as it was considered to be technically cor-

rect. The second person looked around the central zone

of the illustration and then for a relatively long time

stared at the details of the two pillars located in the

extreme positions, somehow examining their symmetri-

cal arrangement.

Interest in the depth when changing the length of

the arrangement of the French cathedral

The vaulting

While viewing the visualisation of a short cathedral,

61% of the people did at least one shift of attention along

the vaulting, performing an average of 3.86 transitions of

eyes (Table 1). In the case of a cathedral with an average

length, 94% of the participants, on average 4.66 times

estimated the depth of a cathedral by looking at the vault-

ing. For a long cathedral, 70% of the participants on aver-

Il. 3. Sposób przetwarzania danych:

A. Przykładowy fragment zapisu kolejnych (1–5) fiksacji na bodźcu wizualnym.

B. Podział na strefy zainteresowania tzw. AOI dla wizualizacji C

(oznaczenia pól AOI: L – filary po lewej stronie, P – filary po prawej stronie, S – sklepienia) (oprac. W. Fikus, M. Rusnak)

Fig. 3. The way of data processing:

A. Exemplary fragment of the record of subsequent (1–5) fixations on the visual stimulus.

B. Division into interest zones of the socalled AOI for visualisation C (designations of AOI fields: L – pillars on the left side,

P – pillars on the right side, S – vaults) (drawn by W. Fikus, M. Rusnak)

84 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

technicznym. Druga osoba omiotła wzrokiem strefę cen-

tralną ilustracji, a następnie relatywnie długo wpatrywała

się w detale dwóch położonych skrajnie filarów, niejako

badając ich symetryczne ułożenie.

Zainteresowanie głębokością

przy zmianie długości układu katedry francuskiej

Sklepienie

W czasie oglądania wizualizacji krótkiej katedry 61%

osób przynajmniej raz przeniosło uwagę po sklepieniu,

wykonując średnio 3,86 przejść wzrokiem (tab. 1). W przy

padku świątyni o średniej długości 94% uczestników

średnio 4,66 razy oceniło głębię świątyni, patrząc na skle

pienie. Dla długiej katedry 70% uczestników średnio 4,4

razy wykazało zainteresowanie sklepieniami, oceniając dłu

gość wnętrza.

Filary międzynawowe

Dla krótkiej katedry chęć zbadania rytmu filarów, by

osądzić głębię, była relatywnie mała. Tylko 48% osób

średnio 1,4 razy minęło wzrokiem linię międzynawowych

arkad. W przypadku świątyni o średniej i wydłużonej

proporcji udział osób badających głębokość przez obser-

wację filarów był zbliżony i wynosił 80% i 81%. Liczba

przejść wzrokiem pomiędzy strefami arkad okazała się

tylko nieznacznie większa w przypadku wydłużonego ok 

ładu i stanowi odpowiednio – 3,1 i 3,9krotny prze skok.

W efekcie można stwierdzić, że największa liczba filarów

wywołała jedynie nieznaczny wzrost chęci zbadania głę

bi wnętrza tą metodą.

age 4.4 times showed their interest in vaults while assess-

ing the length of the interior.

Pillars of the nave

For a short cathedral, a desire to examine the rhythm of

pillars in order to judge the depth was relatively small.

Only 48% of the participants, on average 1.4 times,

glanced at the line of nave arcades. In the case of a ca 

thedral with an average and elongated proportion, the

share of the people studying the depth by observing pil-

lars was similar and amounted to 80% and 81%. The num

ber of sight transitions between the arcade zones turned

out to be only slightly higher in the case of the elon gated

arrangement and is a 3.1 and 3.9fold transi tion, respec-

tively. As a consequence, it can be concluded that the

largest number of pillars caused only a slight in crease in

the will to explore the interior depth by this method.

Interpretation

That which is shown by the differences between the

first example (Fig. 2B) and reference example C (Fig. 2C)

seems to be logical and does not require an extensive

commentary. It was not in line with the researchers’

expectations that less interest in the depth testing in the

third case (Fig. 2E) could be observed, where it was

expected that the interest would increase signifi 

cantly. Most probably starting from a certain time the

elongation of the perspective does not cause the interest

to grow due to its size and concentration of stimuli.

A strong short perspective makes it difficult to single out

indivi dual com ponents of the composition. This density

Nazwa przykładu

Name of the example

B. krótka

B. low

C. średnia

C. average

E. długa

E. high

Liczebność grupy

Group size

23 osoby

23 persons

31 osób

31 persons

22 osoby

22 persons

X. sklepienie

X. the vaulting

odsetek osób zainteresowanych sekwencjami na sklepieniu

percentage of people interested in sequences on the vaulting

61% 94% 70 %

„badanie relacji głębi” w obrębie sklepienia

dla zainteresowanych/“studying depth relations”

within the vaulting for the interested

3,86

4,66 4,4

liczba widocznych na ilustracji pełnych pól sklepiennych

number of full vaults visible in the illustration

Y. filary

Y. pillars

odsetek osób zainteresowanych sekwencjami

na filarach i służkach/percentage of people interested in

sequences on pillars and supporting pillars

48% 81%

84%

„badanie relacji głębi” filary, służki/“studying depth relations”

on the basis of pillars and supporting pillars on both sides

1,4

3,1

3,9

X+Y

„badanie relacji głębi” – uśredniona liczba skoków

dla całego układu/“studying depth relations”

the average number of pitches for the whole arrangement

5,26 7,76

8,3

Legenda: podkreślone – wartość referencyjna, kursywa – wartość niższa od referencyjnej, pogrubienie – wartość wyższa od referencyjnej,

falowane podkreślenie– nieregularność/Legend: underlined – reference value, italic – the value lower than the reference value, bold – the value

higher than the reference value, waved underlining – irregularity

Tabela 1. Zainteresowanie głębokością przy zmianie długości układu (oprac. M. Rusnak)

Table 1. Interest in depth in relation to changes in length (by M. Rusnak)

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry/How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior 85

which surrounds the point of the perspective convergence,

however, results in an increase of attention within a dis-

tance of the presbytery which occupies a small area. For

in stance, for an average cathedral, it is a value of 20.4%,

whereas for the longest nave the time dedicated to the

presbytery reaches 30.7%. In the future, it would be nec-

essary to con sider the possi bility of preparing subsequent

Interpretacja

To, co ukazują różnice pomiędzy pierwszym przykła-

dem (il. 2B) a przykładem ramowym C (il. 2C), wydaje się

logiczne i nie wymaga szerokiego komentarza. Nie zgod ne

z oczekiwaniami okazało się mniejsze zainte re so wanie

badaniem głębokości w trzecim przypadku

(il. 2E),

Il. 4. Przykładowe sekwencje

fiksacji zarejestrowane dla

wybranej części uczestników na

poszczególnych polach zaintere-

sowania AOI w obrębie filarów

po lewej stronie nawy

(oprac. M. Rusnak/BeGaze)

Fig. 4. Example fixation

sequences recorded for chosen

volunteers on chosen Areas of

Interest (AOI) on pillars

on the left side of a nave

(by M. Rusnak/BeGaze)

Il. 5. Przykładowe sekwencje

fiksacji zarejestrowane dla

wybranej części uczestników na

poszczególnych polach

zainteresowania AOI w obrębie

filarów po prawej stronie nawy

(oprac. M. Rusnak/BeGaze)

Fig. 5. Example fixation

sequences recorded for chosen

volunteers on chosen Areas of

Interest (AOI) on pillars

on the right side of a nave

(by M. Rusnak/BeGaze)

Il. 6. Przykładowe sekwencje

fiksacji zarejestrowane

dla wybranej części uczestników

na poszczególnych polach

zainteresowania AOI

w obrębie kolejnych pól

sklepienia nawy głównej

(oprac. M. Rusnak/BeGaze)

Fig. 6. Example fixation

sequences recorded for chosen

volunteers on chosen Areas of

Interest (AOI) on successive

parts of main nave vaults

(by M. Rusnak/BeGaze)

86 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

expe riments which will verify the issue of whether and

where the boundary exists, for which the elongation of the

Go thic cathedral arrangement ceases to increase the

in te rest in reading its depth due to eyesight transitions

between successive bays.

Interest in reading the depth in relation to

changes in the height of a cathedral

Contrary to the authors’ expectations, the second part

of the experiment concerning changes in the slender

ness of the naves turned out to be easier to interpret than

studying the same issue related to the elongation of

a cathedral.

The vaulting

In three out of four groups consequent increases in

observing the vaulting were noticed. The number of peo-

ple looking carefully at the vaulting increases from 74%

for the lowest example, through 94% for the average, up

to 97% for the highest nave (Table 2). Commenting on

this increase, we should also pay special attention to the

fact that it is assigned to the vaults which by making the

nave higher become less visible. A part of the vault comes

out of the frame, namely field of view. In the illustration

of the lowest cathedral it is possible to see five full fields

of the vaulting, on the one of average height there are

four, and in the visualisation with the highest cathedral

there are only three full fields. As expected, significant

consequent increases in the average number of eyeball

movements between subsequent fields of the vaulting

were found, ranging from 3.59, through 4.66, up to 5.68

movements for further examples. As a result, there is vir-

tually no room for an increase in the number of people

who are interested in studying the rhythm of the vaulting

to assess the depth of a cathedral. It can only increase the

number of visual attention changes.

Pillars of the nave

As the cathedral’s naves are made higher, an increasing

number of respondents “discover” the rhythm of the pillars

as well as supporting pillars as an indicator of its depth. In

Table 2 the only noticeable discontinuity which was re cord

ed by the eye tracker is a decrease in the number of eye 

ball movements between successive zones for example D

(Fig. 2D). Perhaps the lack of increase in the number of

transitions between AOI zones on the pillars in the case of

a high cathedral is related to the fact that so many people

examined the depth on the vaulting, and due to the disap-

pearance of the two closest architectural details in the form

of bundles of vault ribs finished with decorative capitals

of columns and supporting pillars from the field of view.

Summary

Contrary to the researchers’ expectations, it turned out

that the change in the length of the arrangement results in

more complex consequences in terms of reading the

w którym przypuszczano, że zainteresowanie to znacząco

wzrośnie. Prawdopodobnie przedłużenie perspektywy nie

powoduje już od pewnego momentu przyrostu zaintereso-

wania ze względu na jego rozmiar i za gęszczenie bodźców.

Silny skrót perspektywiczny utrudnia wyodrębnienie poje-

dynczych elementów składowych kom pozycji.

To zagęsz-

czenie, okalające punkt zbiegu per spektywy, po wo duje jed-

nak wzrost uwagi w obrębie od dalonego, zajmu jącego na

ilustracji małą powierzchnię prezbiterium. Przy kładowo dla

średniej katedry jest to wartość 20,4%, a dla

najdłuższej

nawy czas poświęcony prezbiterium sięga 30,7%. W przy-

szłości należało by rozpatrzyć możliwość stworzenia ko lej 

nych ekspery mentów weryfikujących, czy i gdzie istnie je

granica, dla któ rej wydłużanie układu gotyckiej katedry

przestaje po wo do wać wzrost zainteresowania odczytywa-

niem jej głębo kości dzięki przenoszeniu wzroku pomię-

dzy kolejnymi przęsłami.

Zainteresowanie odczytywaniem głębi

a zmiana wysokości katedry

Wbrew oczekiwaniom autorów druga część ekspery-

mentu dotycząca zmian smukłości naw głównych okazała

się łatwiejsza do interpretacji niż badanie tego samego

zagadnienia związanego z wydłużaniem katedry.

Sklepienie

W trzech z czterech grup odnotowano konsekwentne

wzrosty obserwacji sklepień. Liczba osób patrzących uważ

nie na sklepienie rośnie od 74% dla najniższego przykła-

du, poprzez 94% dla średniej, do 97% dla najwyższej

nawy (tab. 2). Komentując ten wzrost, należy także zwró-

cić szczególną uwagę na to, że jest on przyporządkowany

do sklepień, które poprzez podwyższanie nawy stają się

mniej widoczne. Część sklepienia wychodzi z kadru, czyli

pola widzenia. Na ilustracji najniższej katedry wi dać pięć

pełnych pól sklepienia, na tej o przeciętnej wysokości

cztery, a na wizualizacji z najwyższą katedrą jedynie trzy

pełne pola. Zgodnie z oczekiwaniami stwierdzono zna-

czące konsekwentne przyrosty uśrednionej liczby ruchów

gałek ocznych pomiędzy kolejnymi polami sklepienia,

począwszy od 3,59, poprzez 4,66, do 5,68 ruchów dla

kolejnych przykładów. W efekcie nie ma właściwie miej-

sca na przyrost liczby osób zainteresowanych badaniem

rytmizacji sklepienia, by ocenić głębię katedry. Może je 

dynie dochodzić do zwiększenia liczby przeniesień uwagi

wizualnej.

Filary międzynawowe

W miarę podwyższania naw świątyni coraz większa

liczba badanych „odkrywa” rytm filarów międzynawo-

wych i służek jako wskaźnik jej głębi. Jedyną zauważal-

ną w tabeli 2 nieciągłością odnotowaną przez okulograf

jest spadek liczby ruchów gałek ocznych pomiędzy kolej-

nymi strefami dla przykładu D (il. 2D). Być może brak

wzrostu liczby skoków pomiędzy strefami AOI na fila-

rach w przypadku wysokiej katedry wiąże się z tym, że

tak dużo osób zbadało głębokość na sklepieniu, oraz za

Jak obserwatorzy postrzegają głębię we wnętrzu gotyckiej katedry/How do observers perceive the depth of a Gothic cathedral interior 87

sprawą zniknięcia z pola widzenia dwóch najbliżej poło-

żonych detali architektonicznych w postaci wiązek żeber

sklepiennych, zakończonych ozdobnymi kapitelami

kolumn i służek.

Podsumowanie

Wbrew oczekiwaniom badaczy okazało się, że zmiana

długości układu wywołuje bardziej złożone konsekwen-

cje w kwestii odczytywania rytmizacji i głębokości ukła-

du niż zmiany wysokości nawy. Wyniki drugiej analizy

układają się w łatwiejsze do interpretacji połączone ze

sobą cztery ciągi liczbowe.

Dla wszystkich czterech z pięciu prezentowanych

bodź ców obserwatorzy preferowali badanie ich głęboko-

ści w oparciu o sklepienie. Widać to na wynikach umiesz-

czonych zarówno w tabeli 1, jak i w tabeli 2 – większy od 

setek obserwatorów wykonuje więcej przeniesień uwagi

pomiędzy strefami na sklepieniu. Jedynie w przypadku

skrajnie wydłużonego układu, prezentowanego na ilustra-

cji 2D, ciągi filarów stają się podobnie zajmujące jak

badanie rytmów na sklepieniu.

Wraz z podwyższaniem naw prezentowanych katedr

francuskich całościowo rosło zainteresowanie wizual nym

badaniem rytmizacji ich układów. Wraz z wydłużaniem

nawy kościoła gotyckiego w badaniu zaobserwowano

wzrost zainteresowania jego długością. Jednak wzrost za 

inte resowania nie jest proporcjonalny względem przyro-

stu od ległości obserwatora od prezbiterium. W czasie wy 

dłużania układu uczestnicy badania częściej wykonywali

prze niesienia wzroku pomiędzy kolejnymi strefami po

obu stronach stref międzynawowych.

rhythm and depth of the arrangement than changes in the

height of the nave. The results of the second analysis are

arranged in four interconnected numerical sequences that

are easier to interpret.

For all four out of five stimuli that are presented, the

observers preferred to study their depth on the basis of the

vaulting. This can be seen in the results which are pre-

sented both in Table 1 and in Table 2 – a larger percentage

of observers performs more attention shifts between zones

on the vaulting. Only in the case of the extremely elon-

gated arrangement, which was presented in illustration

2D, the sequences of pillars become similarly interesting

as studying the rhythms on the vaulting.

Along with the increase of the naves of the French

cathedrals presented, the interest in visual research on the

rhythm of their arrangements grew holistically. Along

with the elongation of the Gothic church nave, the research

showed an increase in the interest in its length. However,

the increase in the interest is not proportional to the

increase in the observer’s distance from the presbytery.

During the lengthening of the arrangement, the research

participants more often moved their eyes between succes-

sive zones on both sides of the zones of the right and left

sides of the nave.

Researchers who deal with the history of architecture

should strive to use new neuronal tools, including eye

trackers in their activities. We should not be too distrust-

ful of them, which Łukasz Kędziora also suggests in his

work [8]. The contemporary development of civilisation

is increasingly blurring the differences between the

humanities and exact mathematical sciences, the evidence

of which is the use of an eye tracker to describe one of

Nazwa przykładu

Name of the example

A. niska

A. low

C. średnia

C. average

D. wysoka

D. high

Liczebność grupy

Group size

23 osoby

23 persons

31 osób

31 persons

26 osób

26 persons

X. sklepienie

X. the vaulting

odsetek osób zainteresowanych sekwencjami na sklepieniu

percentage of people interested in sequences on the vaulting

74% 94 %

97%

„badanie relacji głębi” w obrębie sklepienia

dla zainteresowanych/“studying depth relations”

within the vaulting for the interested

3,59

4,66

5,68

liczba widocznych na ilustracji pełnych pól sklepiennych

number of full vaults visible in the illustration

4 3

Y. filary

Y. pillars

odsetek osób zainteresowanych sekwencjami

na filarach i służkach/percentage of people interested in

sequences on pillars and supporting pillars

57% 81%

89%

„badanie relacji głębi” w oparciu o filary,

służki po obydwu stronach/“studying depth relations”

on the basis of pillars and supporting pillars on both sides

2,4

3,1 2,4

X+Y

„badanie relacji głębi” uśredniona liczba skoków

dla całego układu/“studying depth relations” the average

number of pitches for the whole arrangement

6,99 7,76

8,08

Legenda: podkreślone – wartość referencyjna, kursywa – wartość niższa od referencyjnej, pogrubienie – wartość wyższa od referencyjnej,

falowane podkreślenie– nieregularność/Legend: underlined – reference value, italic – the value lower than the reference value, bold – the value

higher than the reference value, waved underlining – irregularity

Tabela 2. Zainteresowanie odczytywaniem głębi a zmiana wysokości katedry (oprac. M. Rusnak)

Table 2. Interest in depth in relation to changes in height (by M. Rusnak)

88 Marta Rusnak, Wojciech Fikus, Joanna Szewczyk

Bibliografia /References

[1] Róg L., Nietypowe badania związane z architekturą. Możesz pomóc

naukowcom z W1, http://pwr.edu.pl/uczelnia/aktualnosci/nietypowe

badaniazwiazanezarchitekturamozeszpomocnaukowcom

zw110401.html [accessed: 5.06.2017].

[2] Żórawski J., Siatka prostych. O architekturze nadindywidualnej,

Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2012.

[3] https://www.smivision.com/ [accessed: 1.06.2017].

[4] Holmqvist K., Nystöm M., Anderson R., Dewhurst R., Jarodzka H.,

van de Weije J., Eye tracking. A comprehensive guide to metods and

measures, Oxford University Press, Oxford 2011.

[5] Duchowski A.T., Eyetracking methodology. Theory and practice,

Springer, London 2007.

[6] Francuz P., Imagia oraz After Imagia, Lublin 2012, http://afterima-

gia.pl/book/ [accessed: 11.05.2017].

[7] ErlandeBrandenburg A., MérelBrandenburg A.B., Histoire de l’ar

chi tecture française, t. 1. Du Moyen Age à la Reinaissance, Menges,

Paris 1995.

[8]

Kędziora Ł., Niezauważona i rewolucyjna neurohistoria sztuki, „Acta

Universitatis Nicolai Copernici. Nauki HumanistycznoSpo łeczne.

Zabytkoznawstwo i Konserwatorstwo”, z. 45, Toruń 2014, 223–252.

Podziękowania

Serdecznie dziękujemy prof. dr hab. inż. arch. Małgorzacie Chorowskiej

oraz dr inż. arch. Aleksandrze Marcinów za konsultacje w czasie przy-

gotowania wizualizacji wnętrz katedr. Asystą techniczną i radą przy

prze prowadzaniu badania służyła nam mgr inż. Ewa Ramus – reprezentu

jąca firmę Neuro Device Group oraz mgr inż. arch. Małgorzata Budlew

ska – doktorantka Wydziału Architektury Politechniki Wrocławskiej.

Ponownie dziękujemy dr inż. arch. Agnieszce Gryglewskiej i członkom

prowadzonego przez nią Koła Naukowego ArcHist.

Acknowledgment

We would like to thank Prof. dr hab. inż. arch. Małgorzata Chorowska

and dr inż. arch. Agnieszka Marcinów for consultations during the pre

paration of the visualisation of cathedrals’ interiors. Mgr inż. Ewa

Ramus – representing Neuro Device Group and mgr inż. arch. Małgo

rzata Budlewska, PhD student in WA were our technical assistants and

ad visers when conducting the research. Again, we thank dr inż. arch.

Ag nieszka Gryglewska and the members of the ArcHist Scientific Club

that she is the head of.

Streszczenie

Inspiracją do podjęcia badań nad percepcją wnętrza gotyckiego kościoła były rozważania Juliusza Żórawskiego. W artykule zaprezento wano próbę

weryfikacji poglądów Profesora dotyczących sposobu zapoznawania się z tą średniowieczną strukturą. Badania przeprowadzono przy użyciu

okulografu stacjonarnego, który umożliwiał rejestrację ruchu gałek ocznych obserwatorów. W testach uczestniczyło 142 wolontariuszy,

którzy

przyglądali się pięciu przygotowanym przez autorów badania wizualizacjom wnętrz katedr francuskich z XII i XIII w. Ilustracje przedsta wiały

obiekty

o różnej wysokości i głębokości. Celem badania było także określenie, dzięki jakim elementom architektonicznym obserwatorzy naj chętniej

odczytują głębokość nawy głównej wraz ze zmianą jej proporcji.

Słowa kluczowe: okulografia, katedra, percepcja architektury

Abstract

The study of how people perceive an interior of a Gothic church was inspired by ideas of Juliusz Żórawski. The paper presents an attempt at veri

fying Żórawski’s views concerning people’s reactions to such medieval buildings. The research was carried out by means of a stationary eye

tracker, which made it possible to register the movement of eyes of the participants. 142 volunteers took part in the tests. Each of them looked at

five different visualizations showing the interiors of French cathedrals from the 12

and the 13

century. The images showed interiors of various

height and length. The aim of the research was to determine which architectural elements make it most probable for the observers to perceive the

depth of the main aisle when changes are made to the interior’s proportions.

Key words: eye tracking, cathedral, perception of architecture

Naukowcy zajmujący się historią architektury powinni

dążyć do wykorzystywania w swojej działalności nowych

narzędzi neuronalnych, w tym okulografów. Nie należy

być względem nich nadto nieufnym, co w swojej pracy

sugeruje także Łukasz Kędziora [8]. Współczesny rozwój

cywilizacji coraz bardziej zaciera różnice pomiędzy

nauka mi humanistycznymi i ścisłymi, czego dowodem

jest wykorzystanie okulografu do opisu jednego z aspek-

tów struktury XII i XIIIwiecznych katedr francuskich.

W przyszłości opisane założenia metodologiczne zostaną

zweryfikowane przy użyciu badań w środowisku zdjęcia

sferycznego i przestrzeni wirtualnej.

the aspects of the structure of the 12

 and 13

century

French cathedrals. In the future, the methodological

assumptions discussed above will be verified by using

research in the environment of a spherical photograph and

virtual space.

Translated by

Bogusław Setkowicz