İçeriğe atla

Mimari görselleştirme

Mimari görselleştirme örneği.

Mimari görselleştirme, bilgisayar donanımları ve modelleme yazılımları aracılığıyla bir mimari yapının üç boyutlu sureti olan ham modelinin oluşturulmasının ardından, bu modelin farklı yazılımlar aracılığıyla işlenerek realist bir görsel haline getirilmesidir.

Mimari görselleştirme çalışmaları yapabilmek için birçok işleme yazılımları bulunmaktadır. Bu yazılımları kullanan profesyonel kimseler mimari görselleştirme uzmanı olarak anılırlar.

Tasarımı tamamlanmış yapılar için mimari görselleştirme işlemlerinin 2 temel aşaması vardır. Bu aşamalardan ilki modelleme ikincisi ise bilgisayarın hesaplama yaptığı işlemlerdir. Hesaplama işlemleri için bütün dünyada İngilizce "Render" tabiri kullanılmaktadır.

Mimari Görselleştirmenin Aşamaları

3 boyutlu modelleme

3 Boyutlu modelleme yapılan tasarıma ait bütün yüzeylerin parametrik olarak bilgisayara tanıtılmasıdır. Bu işlem ilk aşamada tanımı gereği karmaşık olarak algılanabilir. Ancak 3 boyutlu modelleme programları sayesinde işlemler pratik olarak yapılabilmektedir. 3 boyutlu mimari çizim programları oluşturmak istediğiniz formu kullanıcılar için parametrik bir düzene getirir ve ilgili çizim dosyasına işler.

Bu kısım anlatımı biraz karışık bir bölüm olduğundan oldukça basit bir örnek ile tanımlayalım. 3 boyutlu çizimler için 3 boyutlu dik kartezyen koordinat sistemi kullanılır. Bu sistemde bulunan birbirine dik 3 adet eksen vardır. Bu eksenlerden ilkine X, ikincisine Y ve üçüncüsüne de Z ekseni adı verilir. Genelde mimari 3 boyutlu çizimler yapılırken yer yüzeyi olarak X-Y düzlemi tercih edilir. Bu durumda Z ekseni de yükseklik ekseni halini alır.

3 Boyutlu çizim programlarının kullanımı hakkında vereceğimiz örneğe geri dönelim. 3 boyutlu bir küpün parametrik olarak tanımlanabilmesi için iki temel bilgiye ihtiyaç vardır. Bunlardan ilki yüzeyleri oluşturacak köşe noktalarının koordinatları ikincisi ise bu köşe koordinatlarının hangilerinin yüzey oluşturacağı bilgisi.

Çizilecek küpün genişliği: 100 cm, uzunluğu 200 cm ve yüksekliği 300 cm olsun. Küpün başlangıç noktası da (0,0,0) noktası olsun. Bu durumda 8 adet köşe noktasının koordinatları şöyle olacaktır;

Nokta 1: 0, 0, 0

Nokta 2: 0, 100, 0

Nokta 3: 0, 100, 200

Nokta 4: 0, 0, 200

Nokta 5: 300, 0, 0

Nokta 6: 300, 100, 0

Nokta 7: 300, 100, 200

Nokta 8: 300, 0, 200

Geometrik şekiller içerisinden en basitlerinden bir tanesi olan küpü belirlemek için bile girilmesi gereken köşe nokta listesi bir hayli karışık oluyor. Ayrıca bu bilgiler ile oraya bir nesnenin çıkması da mümkün değil. Çünkü köşe noktalarını biliyoruz ama hangi yüzeylerin dolu hangi yüzeylerin boş olduğu bilgisini de bilgisayara vermemiz gerekiyor. Bu aşamaya başlamadan önce uzayda düzlemlerin oluşması ile ilgili temel bir bilgiyi hatırlamamız gerekiyor. Uzayda bir düzlem oluşturmak için en az 3 nokta gereklidir. Bilgisayarlar hesaplamalarını yaparken 3den daha fazla noktadan oluşan düzlemleri de üç noktaları kümelere bölüyorlar. Yani çizimleri üçgenlerden oluşturuyorlar. O zaman 6 köşeli bir küpü oluşturmak için 12 adet yüzeye ihtiyacımız olduğu anlaşılıyor. Bu 12 düzlemin listesi de şöyle;

Düzlem 1: Nokta 1 - Nokta 2 - Nokta 3

Düzlem 2: Nokta 1 - Nokta 3 - Nokta 4

Düzlem 3: Nokta 1 - Nokta 2 - Nokta 6

Düzlem 4: Nokta 1 - Nokta 2 - Nokta 5

Düzlem 5: Nokta 1 - Nokta 4 - Nokta 8

Düzlem 6: Nokta 1 - Nokta 5 - Nokta 8

Düzlem 7: Nokta 3 - Nokta 4 - Nokta 7

Düzlem 8: Nokta 4 - Nokta 7 - Nokta 8

Düzlem 9: Nokta 5 - Nokta 6 - Nokta 7

Düzlem 10: Nokta 5 - Nokta 7 - Nokta 8

Düzlem 11: Nokta 2 - Nokta 6 - Nokta 7

Düzlem 12: Nokta 2 - Nokta 3 - Nokta 7

Görüldüğü üzere sadece bir küpün tanımlanması için bile harcanması gereken zaman dakikaları buluyor. Bu küpün biraz döndürülmesi ile oluşan yeni şeklin köşe koordinatlarını hesaplamak ise başlı başına bir süreç olacaktır. Bir kürenin çizildiğini ve üçgen yüzeylere ayrıldığını düşündüğünüzde veya daha ileri giderek bir cephe tasarımındaki karışık yapının hesaplarını düşündüğünüzde elle bu işlemlerin bir ekip tarafından yapılmasının bile ne kadar zaman alabileceğini hesaplayabilirsiniz.

3 boyutlu modelleme programları bütün bu işlemleri kullanıcılar adına yaparak işlem yükünü tamamen üzerine alıyor. Kullanıcılara ise sadece modelleme programını kullanmak kalıyor. Küre örneğimizin birde modelleme programında ki tanımının nasıl yapıldığını inceleyelim. Küpü oluştururken 3 yönlü mesafeleri yani eni, boyu ve yüksekliği tanımlıyoruz. Ardından merkez noktasını belirliyoruz. En son olarak da 3 eksendeki dönüklük miktarlarını yazıyoruz. Ardından bütün hesaplamaları yazılım kısmı hallediyor.

Yine de yazılımın hesaplaması için girilen verilerin bile çok fazla olduğunu düşünebilirsiniz. Burada dikkat edilmesi gereken konu küpü biraz daha döndürmek istediğinizde baştan yapmanız gereken bütün hesaplar yerine sadece ne kadar döndürmek istediğinizi seçmek olacak. Yani ilk çizimi yaptınız ve küpü 5 derece daha x ekseninde döndüreceksiniz. Bütün koordinatların yeri değişecektir. Hesaplamaları elle yapıyor olsaydık küpün bütün köşe noktalarını tekrar girmemiz gerekecekti. Ancak şu anda sadece döndürme ekranın x ekseni üzerindeki değere 5 eklememiz yeterli olacaktır.

Render İşlemleri

Modellemenin tamamlanmasının ardından kullanıcının önünde genelde gri bir model oluşur. Render işlemlerini başlatmak için bu aşamadan sonra yüzey kaplama işlemlerini, ışık kaynaklarının yerleştirilmesini ve kamera ayarlarını yapmanız gerekmektedir.

Kaplama İşlemleri

Kaplama işlemleri seçilen yüzeyin render işlemleri esnasında nasıl görüleceğinin belirlendiği aşamadır. Temel olarak yüzeyin rengi, parlaklığı ve geçirgenliğinin bilgilerinin verilmesini içerir. Ancak detaylı ve fotoğraf gerçekçiliğinde içerikler elde edebilmek için bu ayarları çok hassas olarak ayarlamak gerekmektedir. Yüzeyin rengi bu değişkenlerin içerisinde en kolay ayara sahip olandır. Düz bir renk ise bu renk verilir, bir desen ise bir resim dosyası eklenerek uygulanır.

Desen ayarı sırasında yaşanabilecek en büyük zorluk desenin nasıl kaplanacağıdır. Yani desenin neresi hangi yüzeyin neresine gelecek ve özellikle kıvrımlı yüzeylerde nasıl görünecek gibi. Bu yaralara genel olarak verilen isim UVW ayarlarıdır.

Parlaklık ayarları sadece bir cismin ne kadar parlayacağı ile alakalı ayarlar değildir. Aynı zamanda parlaklığın ne kadar net olduğunu da ayarlanması gerekmektedir. Bir camın parlaklığı ile yağlı boya ile boyanmış bir metal parçasının parlaklıkları aynı olsa da netlikleri arasında çok büyük farklılıklar vardır. Ayrıca parlaklık ayarına da tek bir değer yerine siyah - beyaz resimler eklenerek yüzeyin çeşitli yerlerinde farklı değerler alınması sağlanabilir. Ayrıca istenilirse yansımaya renkte verilebilir. Yani cisimden yansıya ışıklar etraftaki diğer nesnelerin üzerine farklı bir renk ile düşürülebilir.

Geçirgenlik ile parlaklık ayarları birbirine çok benzer. Geçirgenliğin miktarı, netliği ve rengi vardır. Ve bütün bu değerlere diğer ayarlarda olduğu gibi resim veya benzeri haritalar atanabilir. Mesela desenli bir cam yapmak için bu deseni modele işlemeye gerek yoktur. Bu desenin görüntüsünü geçirgenlik değerlerine resim olarak atayarak bu sonucu yine almak mümkündür.

Işık kaynaklarının yerleştirilmesi

Mimari görselleştirme işlemlerinde en önemli başarı çıkan sonucun fotoğraf gerçekliğinde olmasıdır. Bunu başarabilmek için yapılması gereken ayarlardan en zor olanı ışık ayarlarının belirlenmesidir. Mimari görselleştirme işlemlerinde yer alan en önemli ışık kaynağı çevresel ışıktır. Render programlarının sağladığı güneşi veya HDRI teknolojisi ile üretilmiş kaplamaları kullanarak oluşturulan bir küreyi kullanmak mümkündür. Güneş eklendiğinde ayarları sağlanarak gölge netliği, gölge uzunluğu gibi değişkenler ayarlanabilir. Ancak ışık tek yönden gelecektir. Gerçek dünyada da güneş tek bir yönden geliyor olsa da etraftaki dağlardan, denizlerden, ağaçlardan ve yapılardan yansıyarak aslında her yönden gelir. Ayrıca güneş ışınlarının atmosfer içerisindeki yolculuğu sırasında değerleri dalgalanır.

Dome Light ismi verilen küresel ışıklar sayesinde bütün bu farklılıkları seçilen 1 görsel ile sağlamak mümkün. HDRI formatında hazırlanmış bu görsel küresel olarak sahneyi kaplar ve 3 boyutlu olarak ışıklandırma ve yansıma sağlar. Ayrıca çevresel ışık kaynağı mimari görselleştirme de en önemli ışık kaynağı olsa da yardımcı ışık kaynakları kullanmakta şarttır. Özellikle gece sahnelerinde kullanılan yardımcı ışık kaynakları görsel olarak tasarımları çok zenginleştirir.

Kamera ayarlarının yapılması

Kamera ayarlarının ayarlanması için profesyonel fotoğraf makinesi kullanımının bilinmesinde büyük fayda vardır. 3 boyutlu görselleştirme programlarının ayar penceresi ile profesyonel bir fotoğraf makinesinin ayar bölümü tamamen aynıdır. ISO, diyafram açıklığı, beyaz dengesi ve daha nice ayar bulunmaktadır.

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Işın izleme</span>

Işın izleme, gerçek dünyada ışığın ne şekilde hareket ettiğini göz önünde bulundurarak bir sahnenin görüntüsünü çizen bir grafik oluşturma yöntemidir. Ancak bu yöntemde işlemler gerçek yeryüzündeki yolun tersini izler. Gerçek dünyada ışık ışınları bir ışık kaynağından çıkar ve nesneleri aydınlatırlar. Işık, nesnelerden yansır ya da şeffaf nesnelerin içinden geçer. Yansıyan ışık gözümüze ya da kamera merceğine çarpar. Yansıyan ışık ışınlarının çoğu bir gözlemciye erişmediği için bir sahnedeki ışınları izlemek sonsuza dek sürebilir.

<span class="mw-page-title-main">Doğru (geometri)</span>

Doğru, matematikte mantıksal bir değerdir. Matematik'te ne olduğu belli olmayan (tanımsız) değerlerden biridir. Ayrıca geometride doğru ifadesi aynı doğrultuda olan ve her iki yönden de sonsuza kadar giden noktalar kümesi diye de tanımlanır. Bir doğru üzerinde en az 2 nokta, dışında da en az 1 nokta mevcuttur.

<span class="mw-page-title-main">Harita projeksiyonu</span>

Harita projeksiyonu, 3 boyutlu yeryüzünün matematiksel transformasyon ile iki boyutlu düzlemde temsil edilmesi işlemine denir. Harita projeksiyonunun yeryüzünün şeklini nasıl değiştirdiğini anlamanın kolay bir yolu merkezinde bir ışık kaynağı bulunduğu varsayılan yeryüzünün projeksiyon yüzeyi denen bir yüzeye iz düşürülmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Konikler</span> bir huniyi ve düzlemi kesiştirince oluşan eğri

Konik kesit, eliptik veya dairesel bir çift taraflı koninin, düzlemle kesitinden meydana gelen eğriler. Bunlar, çember, elips, parabol ve hiperboldür.

<span class="mw-page-title-main">Eylemsizlik momenti</span> dönmeye karşı gösterilen zorluk

Atalet momenti veya eylemsizlik momenti, dönmekte olan bir cismin, dönme hareketine karşı durmasına eylemsizlik momenti denir. Eylemsizlik momenti, toplam dönme hareket gücüne karşı direnç oluşturur ve bu yüzden cisim, tam verimde dönemez.

SketchUp, mimarlar, mühendisler, film yapımcıları, oyun geliştiricileri ve 3 boyutlu modelleme gerektiren hemen her alandaki kullanıcılar için tasarlanmış bir 3B Modelleme yazılımıdır. Arayüzü diğer çizim programları kadar karmaşık olmayan, sade bir arayüze sahiptir. İlk olarak Boulder, Colorado kökenli @Last Software tarafından 2001'de üretilen yazılım, 14 Mart 2006, Salı günü Google'ın sözü geçen şirketi satın almasıyla birlikte Google şemsiyesi altına girmiştir. 2012 yılı nisan ayında Trimble Google'dan SketchUp satın alacağını duyurdu, 1 haziran 2012 tarihinde SketchUp Trimble'nin bir parçası olmuştur.Trimble son yayınladığı sürüm ile pek değişiklik yapmasa da yeni sürüm olan 2013 her türlü 3B çizim programının dosyasını açabiliyor ve değiştirebiliyor.

Autodesk, endüstriyel kullanıma dönük profesyonel yazılımlar geliştiren bir ABD firmasıdır. Dünyada en çok kullanılan endüstriyel amaçlı yazılımları portföyünde bulundurmakla birlikte en çok yazılım kodu üreten firmaların başında olmasıyla da tanınır. En çok kullanılan yazılımı Autocad'dir.

3ds Max, Autodesk tarafından geliştirilen bir 3B modelleme, görselleştirme ve animasyon programıdır. MSDOS ortamında çalışan 3D Studio DOS yazılımının devamı olan 3ds Max'in son sürümü, 3ds Max 2024'dür.

<span class="mw-page-title-main">Yarıçap</span> merkezinden çevresine bir daire veya küre içinde bölüm veya yüzeyi ile uzunluğu

Yarıçap, bir daire veya kürenin özeğinin (merkezinin) çemberine olan mesafesidir. Çapın yarısına eşittir.

Cinema 4D bir 3 boyutlu modelleme programıdır. Yaygın olarak Almanya ve civarındaki ülkeler kullanmakta fakat son zamanlardaki performans artışları yapılan işlerin göz doldurmasıyla diğer ülkerlerde de popülaritesini artırmaktadır.

Yüzey, matematikte ve özellikle topolojide iki boyutlu çokkatlı. İki gerçel değişkenli ve gerçel değerli bir fonksiyonun üç boyutlu uzayda (R³) grafiği tipik yüzey örneğidir. Ayrıca Dünya yüzeyi, bir yumurtanın kabuğu, bir simit birer yüzeydir.

<span class="mw-page-title-main">Karmaşık düzlem</span>

Matematikte karmaşık düzlem, gerçel eksen ve ona dik olan sanal eksen tarafından oluşturulmuş, karmaşık sayıların geometrik bir gösterimidir. Karmaşık sayının gerçel kısmının x-ekseni boyuncaki yer değiştirmeyle, sanal kısmının ise y-eksenindeki yer değiştirmeyle temsil edildiği değiştirilmiş bir Kartezyen düzlem olarak düşünülebilir.

<span class="mw-page-title-main">Gökküre</span>

Gökküre, Gökbilim ve seyrüseferde, Dünya'yla eşmerkezli ve eşeksenli, devasa çaplı varsayımsal bir küredir. Gökyüzündeki tüm cisimlerin iç yüzeyinde yer aldığı bir küre şeklinde düşünülebilir. Gök ekvatoru yer ekvatoruyla, gök kutupları da yerin kutup noktalarıyla aynı doğrultuda çakışıktır. Gökküre yansıtması gökcisimlerinin konumlarının belirlenmesi için çok pratik bir yöntemdir.

Direct3D; DirectX teknolojisinin alt kümesini oluşturan API'sidir. Tamamıyla 3D teknolojisi üzerine geliştirilmiştir. Genelde Video Oyunu Geliştiricilerinin kullandığı bir kütüphanesi vardır. Bu; direct3d.h dır.

Ön bilgi: İki boyutlu bir ortamı oluşturmak için iki ordinata, üç boyutlu bir ortam oluşturmak için üç ordinata ihtiyacımız var. İki boyut için ordinatlar X ve Y olup oluşan koordinat A(X,Y) ve üç boyut için ise ordinatlar X, Y, Z ordinatlarıdır, oluşan koordinat sistemi ise; B(X,Y,Z) dir.

Gökbilimde yüzey parlaklığı, gökadalar ve bulutsular gibi geniş cisimlerin veya gece gökyüzü arka planının, birim başına görünür büyüklüğü veya akı yoğunluğu miktarıdır. Bir nesnenin yüzey parlaklığı, yüzey parlaklığı yoğunluğuna, yani birim yüzey alanı başına yayılan aydınlatma gücüne bağlıdır. Görünür ve kızıl ötesi gökbilimde yüzey parlaklığı, belirli bir filtre bandında veya fotometrik sistemde, genellikle yay-saniye kare başına büyüklük olarak verilir.

<span class="mw-page-title-main">Silindirik koordinat sistemi</span>

Silindirik koordinat sistemi; referans olarak seçilmiş bir eksene göre uzaklığına, yönüne ve eksene dik bir referans düzlemine uzaklığına göre nokta konumunu gösteren üç boyutlu bir koordinat sistemidir. Referans düzlemine göre uzaklık, referans düzleminin hangi yüzünün noktaya baktığına göre pozitif ya da negatif bir değer alabilir.

Lightwave 3D Newtek firması tarafından geliştirilen bir bilgisayar grafiği yazılımıdır. Üç boyutlu modeller oluşturmak ve bu modellerin render adı verilen işlem sonrası statik veya animasyon şeklindeki çıktılarını almak mümkündür. Lightwave 3D animasyon filmleri, çizgi filmler, görsel efektler (VFX), video oyunları ve mimari görselleştirme çalışmalarında kullanılabilir. Bu alanlarda kullanılan diğer başlıca yazılımlar Autodesk 3DS Max, Autodesk Maya, Autodesk Softimage, Maxon Cinema 4D ve Blender'dır.

<span class="mw-page-title-main">Fotogrametri</span>

Fotogrametri, fotoğrafik görüntüleri ve elektromanyetik radyant görüntü ve diğer fenomenlerin desenlerini kaydetme, ölçme ve yorumlama sürecinde fiziksel nesneler ve çevre hakkında güvenilir bilgi edinme bilim ve teknolojisidir.

<span class="mw-page-title-main">Cobalt (CAD Programı)</span>

Cobalt, hem Macintosh hem de Microsoft Windows işletim sistemlerinde çalışan parametrik tabanlı bir bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve 3D modelleme programıdır. Program, nesneleri oluşturmak ve düzenlemek için doğrudan modelleme yöntemini ve Pro gibi programlar tarafından örneklenen yüksek düzeyde yapılandırılmış, geçmişe dayalı parametrik yolu birleştirmektedr.

<span class="mw-page-title-main">Dört boyutlu uzay</span>

Dört boyutlu uzay (4B), üç boyutlu veya 3 boyutlu uzay kavramının matematiksel bir uzantısıdır. Üç boyutlu uzay, gündelik yaşamdaki nesnelerin boyutlarını veya konumlarını tanımlamak için yalnızca boyut adı verilen üç sayıya ihtiyaç duyulduğu gözleminin mümkün olan en basit soyutlamasıdır. Örneğin, dikdörtgen bir kutunun hacmi, uzunluğu, genişliği ve yüksekliği ölçülerek ve çarpılarak bulunur.