Quantitative evaluation of outdoor views: a parametric framework for human-centric design in the built environment

People spend a significant portion of their lives indoors, whether at home, at work, or in public spaces. Prolonged exposure to closed environments can impact well-being, cognitive functioning, and overall quality of life, potentially leading to problems such as decreased productivity, increased stress, and reduced emotional health. One factor that can help mitigate these negative effects is access to outdoor views, which provide visual stimulation, a sense of connection to the outside environment, and opportunities for mental restoration. This thesis proposes a novel framework for evaluating the quality of outdoor views in indoor environments, addressing limitations in current methods that rely on limited metrics and do not account for human visual perception physiologically informed parameters. Existing approaches often overlook critical factors such as central and peripheral vision, gaze direction, and the detailed composition of the human field of view, limiting their sensitivity to subtle environmental changes and their relevance to performance-based design. To bridge these gaps, the research investigates the role of view content—its type, frequency, and dominance—in shaping visual appeal, also leveraging AI tools to develop preference models and metrics. The proposed framework integrates panoramic imagery and biologically informed parameters, enabling precise, multi-domain assessments of visual conditions. Applications in diverse test environments demonstrate enhanced accuracy and utility for improving design strategies. This work contributes to human-centered design by linking quantitative assessment with perceptual realities, with implications for health care, workplace design, heritage conservation and real estate. By establishing exterior views as a critical design criterion, this research supports the creation of sustainable and visually enriched environments. In doing so, it provides architects and planners with more accurate tools for the multi-scale assessment of visual comfort and aesthetic quality, fostering design solutions that improve occupant well-being. In addition, the framework promotes a deeper understanding of human-environment interactions, potentially influencing guidelines and policies for healthier indoor spaces.

Le persone trascorrono una parte significativa della loro vita in ambienti interni, a casa, al lavoro o in spazi pubblici. L'esposizione prolungata ad ambienti interni può avere un impatto sul benessere, sul funzionamento cognitivo e sulla qualità della vita in generale, causando potenzialmente problemi come la diminuzione della produttività, l'aumento dello stress e la riduzione della salute emotiva. Un fattore che può contribuire a mitigare questi effetti negativi è l'accesso alle viste esterne, che forniscono stimoli visivi, un senso di connessione con l'ambiente esterno e opportunità di ristoro mentale. Questa tesi propone la definizione di un framework per valutare la qualità delle viste esterne sviluppate negli ambienti interni, affrontando i limiti dei metodi di analisi attuali che si basano su metriche limitate e non considerano parametri biologicamente definiti rispetto la percezione visiva umana. Gli approcci esistenti spesso trascurano fattori critici come la distinzione tra la visione centrale e periferica, la direzione dello sguardo e la composizione dettagliata del campo visivo umano, limitando la loro sensibilità ai sottili cambiamenti ambientali e la loro rilevanza per una progettazione basata sulle prestazioni. Per colmare queste lacune, la ricerca indaga il ruolo del contenuto della vista - il suo tipo, la sua frequenza e la sua dominanza - nel plasmare la performance visiva, sfruttando anche strumenti di intelligenza artificiale per sviluppare modelli e metriche utili a documentare pattern di preferenza. La struttura proposta integra immagini panoramiche e parametri biologici, consentendo valutazioni precise e multi-dominio delle condizioni visive. Le applicazioni in diversi ambienti di prova dimostrano una maggiore precisione e completezza dei dati estratti, utili per migliorare le strategie di progettazione. Questo lavoro agisce nel quadro dello human-centered design, collegando la valutazione quantitativa con le realtà percettive, con implicazioni per l'assistenza sanitaria, la progettazione di luoghi di lavoro, la conservazione del patrimonio e la progettazione dell’ambiente costruito. Stabilendo che la vista esterna è un criterio critico di progettazione, questa ricerca sostiene la creazione di ambienti sostenibili e visivamente adeguati. In questo modo, fornisce ad architetti e progettisti strumenti più accurati per la valutazione multi-scala del comfort visivo e della qualità estetica, favorendo soluzioni progettuali che migliorano il benessere degli occupanti. Inoltre, il quadro di riferimento promuove una comprensione più approfondita delle interazioni uomo-ambiente, influenzando potenzialmente linee guida e politiche per spazi interni più confortevoli.