신경미학적 관점에 기반한 실내 공간 구조의 질서 최적화 연구
A Study on the Optimization of Spatial Order in Interior Space Based on the Perspective of Neuroaesthetics
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
(연구배경 및 목적) 신경미학의 창시자인 세미르 제키(Semir Zeki)는 인간이 시각적 쾌감을 경험할 때 전전두엽(prefrontal cortex)과 안와전두피질(orbitofrontal cortex)이 활성화된다고 지적하였다. 이는 미적 경험이 단순한 감각적 반응이 아니라, 뇌의 신경 정보처리에 기반한 인지적 과정임을 의미한다. 인간의 생활환경에서 중요한 구성요소인 실내 공간은 기능성과 실용성뿐만 아니라, 그 구조적 질서와 복잡성의 균형을 통해 시각적 조화와 심리적 안락감을 형성한다. 공간의 질서와 복잡성 간의 역동적 균형은 미적 조형성과 감성적 반응을 결정짓는 핵심 요인으로 작용한다. 이러한 관점에서 본 연구는 신경미학의 이론적 틀을 바탕으로, 계산미학과 인공지능(AI) 기반 모델을 결합하여 공간 복잡성과 질서 간의 정량적 관계를 규명하고, 공간 질서 최적화를 위한 과학적 분석 체계를 구축하는 것을 목적으로 한다. (연구방법) 본 연구는 실제 실내 공간 구성을 대상으로 하며, 3차원 모델링과 렌더링 기술을 활용하여 복잡성 수준이 다른 일련의 실험 자극 이미지를 생성하였다. 공간의 형태, 위계, 배열 등 주요 구성요소를 통제된 조건에서 변화시켜 시각적 자극을 체계적으로 조절하였다. 분석 방법으로는 프랙탈 차원(Fractal Dimension, FD)을 적용하여 공간 형태의 구조적 복잡성을 정량화하였으며, 동시에 시각–언어 교차모델(CLIP)을 활용하여 각 이미지의 의미적 속성을‘질서성(Order)’,‘복잡성(Complexity)’,‘미적성(Aesthetic)’세 차원에서 인코딩함으로써 공간 질서의 의미구조를 추출하였다. 또한, 피험자 대상의 주관적 미적 평가 설문을 실시하고, 이를 객관적 계산 지표와 비교하여 상관분석 및 회귀분석을 수행함으로써 다차원적 미적 평가 프레임워크를 구축하였다. (결과) 연구 결과, 공간 구성의 미적 평가는 복잡성 변화에 따라 명확한 역U자형 곡선을 나타냈으며, 이는 인간이 중간 수준의 복잡성에서 가장 높은 미적 선호를 보인다는 것을 의미한다. 이 최적 복잡성 구간에서 공간의 질서감과‘질서성(Order)’관련 의미값이 모두 최대치를 보였으며, 이는 시각적 다양성과 지각적 통합성이 균형을 이루는 상태를 반영한다. 반대로 복잡성이 지나치게 낮을 경우, 시각 자극이 부족하여 미적 반응이 약화되었고, 복잡성이 지나치게 높을 경우, 인지 부하가 증가하여 질서감이 붕괴되고 미적 경험이 감소하였다. (결론) 이상의 결과를 바탕으로 본 연구는 구조적 복잡성과 지각적 질서 간의 균형 구간을 규명함으로써 실내 공간 디자인 최적화를 위한 실질적 전략을 제안하였다. 또한 공간 질서의 과학적 이해와 정밀한 평가를 위한 정량적 및 이론적 기반을 제시하였으며, 신경미학과 공간디자인의 융합 연구를 위한 새로운 방법론적 방향성을 제시하였다. 본 연구는 향후 미적 최적화(aesthetic optimization)에 관한 실증적 연구를 위한 학제 간 기반을 제공한다.
Abstract
(Background and Purpose) According to Semir Zeki, the founder of neuroaesthetics, the prefrontal cortex and orbitofrontal cortex show significant activation when individuals experience visual pleasure. This indicates that aesthetic experience is not merely a sensory response, but a cognitive process grounded in the brain’s neural information processing. As an essential component of human living environments, the structural order of interior space determines not only its functionality and practicality but also exerts a direct influence on spatial comfort and aesthetic perception. The dynamic balance between spatial order and complexity plays a crucial role in shaping visual harmony. Based on this understanding, this study aims to establish a scientific framework for optimizing spatial order from the perspective of neuroaesthetics. By integrating computational aesthetics with AI-based analytical models, it quantitatively investigates the relationship between spatial complexity and the perception of order. (Method) This research focuses on realistic interior space compositions. A series of experimental images with varying levels of structural complexity were generated using three-dimensional modeling and rendering techniques to create controlled visual stimuli. The structural elements were adjusted under consistent variable conditions in terms of form, hierarchy, and arrangement. Methodologically, the fractal dimension (FD) was applied to quantify the structural complexity of spatial forms. In parallel, a visual–linguistic cross-modal model (CLIP) was employed to encode the semantic attributes of each image across three key dimensions—Order, Complexity, and Aesthetic—thus capturing the semantic structure of spatial order. Furthermore, subjective aesthetic evaluations were collected through questionnaires. The subjective responses were compared with the objective computational indices, and correlation and regression analyses were conducted to construct a multidimensional framework for aesthetic assessment. (Results) The results demonstrated that aesthetic evaluations of spatial composition followed a distinct inverted U-shaped curve in relation to complexity, indicating a preference among observers for a moderate, optimal level of complexity. Within this optimal range, both the sense of spatial order and the semantic matching values related to ‘order’reached their highest points, suggesting that visual diversity and perceptual coherence coexist in balance. When spatial complexity was too low, insufficient visual stimulation led to diminished aesthetic engagement; conversely, when complexity was excessively high, cognitive load increased, disrupting perceptual order and reducing overall aesthetic experience. (Conclusions) Based on these findings, the study proposes practical strategies for optimizing interior spatial design by identifying the balance zone between structural complexity and perceptual order. It also provides a quantitative and theoretical foundation for the scientific understanding and precise evaluation of spatial order. Moreover, the research contributes to the interdisciplinary integration of neuroaesthetics and spatial design, offering a methodological framework for future empirical studies in aesthetic optimization across diverse spatial contexts.