İç mekanda boyutsal algı deneyiminin sanal gerçeklik teknolojisi üzerinden irdelenmesi
Examination of size perception through virtual reality technology in interior spaces
Yazar: UĞUR EFE UÇAR
Danışman: DOÇ. DR. ERVİN GARİP
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İç Mimari Tasarım Ana Bilim Dalı / İç Mimari Tasarım Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İç Mimari ve Dekorasyon = Interior Design and Decoration
Dizin: Algı = Perception ; Algısal süreç = Perceptional process ; Antropometri = Anthropometry ; Boyut = Dimension ; Boyutsal standartlar = Dimensional standards ; Sanal gerçeklik = Virtual reality ; Sanal mekan = Virtual space ; Tasarım = Design ; İç mimari = Interior architecture

Özet:
İç mimari tasarım sürecinde, iç mekan bileşenlerinin her birinin tasarımcı tarafından doğru algılanarak tasarım sürecine katılması önemlidir. Bu bağlamda, iç mekan bileşenlerinin algılanabilir olması gereklidir. İç mekan bileşenlerine ilişkin algılanabilirlik farklı etmenlerden ötürü değişkenlik gösterebilir. Bu kapsamda, en önemli etmenlerden birisi ise boyut kavramıdır. Bu durum, boyutun geçmişten günümüze tasarım sürecinin temelinde yer alan ve güncelliğini sürekli koruması gereken bir kavram olması ile ilişkilidir.
Tarihsel süreç boyunca mekanın ve mekan kullanıcısının boyutsal özelliklerine dair kabuller ve genellemeler yapılmıştır. Ancak boyutsal özelliklere dair, mekan ve mekan kullanıcısı için farklı kabuller üretmenin bir sonu yoktur. Değişen mekan kullanım alışkanlıkları, gelişen teknolojiler ve her mekan kullanıcısının farklı demografik özellikleri sonucu, antropometrik anlamda oluşturulan kabullerin kapsayıcılığı tartışmalıdır. Bu çerçevede, belirli oran-orantı, ölçü kabulleri üzerinden ilerleyen iç mimari tasarım sürecinin de boyut kavramı özelinde incelenmesi gereklidir. Tez çalışmasının ele aldığı ana problem, tasarım sürecinde oluşturulan boyutsal kabullerin, belirli zaman dilimleri içerisinde güncelliğini ve kapsayıcılığını kaybetmeleridir. Bu doğrultuda tez çalışmasının ilk hipotezi, tasarım sürecinde boyutsal kabuller oluşturmak yerine boyut kavramının kişiselleştirilerek ele alınabileceğidir. İç mimari tasarım sürecinde, bahsedilen boyutsal kişiselleştirmenin yapılabilmesi için ihtiyaç duyulan şey yeni kabuller değil, yeni tasarım araç ve yöntemleridir. Bu noktada tez çalışması kapsamında incelenmiş olan teknoloji, her mekan ve mekan kullanıcısı özelinde, boyutsal olarak 1/1 ölçekte deneyimleme imkanı sunan, sanal gerçeklik teknolojisidir. Tez çalışmasının ikinci hipotezi ise, sanal gerçeklik teknolojisinin boyut algısını gerçeğe yakın bir şekilde simüle edebileceğidir. Belirtilen hipotezlerin doğruluğunu incelemek amacıyla oluşturulan bu tez çalışması, altı bölümden oluşmaktadır.
Tez çalışmasının ilk bölümünde, tez çalışması için önemli olan temel kavramlar açıklanmış olup, tezin konusu, amacı ve yöntemi açıklanmıştır.
Tez çalışmasının ikinci bölümünde, tezin kavramsal altyapısını oluşturan boyut kavramı ve iç mekan ile ilişkisi incelenmiştir. Bu doğrultuda öncelikli olarak boyut kavramının ne olduğu ortaya konmuş ve iç mimari tasarım sürecinde boyut kavramıyla ile ilişkili ölçek, orantı, antropometri, vb. gibi kavramların tanımları yapılmıştır. Buna ek olarak, boyutun nasıl temsil edildiği, insanların ölçü birimi olarak kendi bedenleri ile kurduğu ilişki, bu ilişki doğrultusunda yapılan antropometrik çalışmaların tarihsel gelişimi ve ortalama insan kavramı ortaya konulmuştur. Ortaya konulan bu kavramlar çerçevesinde boyutsal standartların güncelliği tartışılmıştır. Sonuç olarak bu bölümde, boyut kavramının iç mimari tasarım süreci ile ilişkisi iç mekan bileşenleri doğrultusunda incelenmiş olup, bu çalışmaların güncelliğini sürekli koruması gerekliliği ortaya konulmuştur.
Tez çalışmasının üçüncü bölümünde, tezin kavramsal altyapısını oluşturan boyut kavramının algısal süreçteki kontrolü üzerine bir inceleme yapılmıştır. Bu bağlamda, mekansal algının ne olduğu, nasıl oluştuğu ve mekansal algı türlerinin neler olduğu incelenmiştir. Bu çerçevede, boyutsal algı kavramının oluşumu, ilişkili olduğu kavramlar ve boyutsal algı parametreleri tespit edilmiştir.
Tez çalışmasının dördüncü bölümünde, tezin kavramsal altyapısını oluşturan boyut kavramının sanal gerçeklik ortamında nasıl algılandığı incelenmiştir. Bu bağlamda, sanal gerçeklik ortamının ne olduğu, bu teknolojinin gelişim süreci ile beraber içerdiği bileşenlerin neler olduğu aktarılmıştır. Buna ek olarak, sanal gerçeklik ortamı ve fiziksel ortam arasındaki algısal farklılıkların oluşum süreci araştırılmıştır. Sanal gerçeklik ortamındaki algılama sürecinin, belirli arayüzler aracılığıyla fiziksel ortama yakın bir algılama seviyesine erişebildiği ortaya konulmuştur. "Davranışsal arayüzler" olarak tanımlanan bu arayüzler, sanal gerçeklik kullanıcısının fiziksel ortamdaki hareket ve duyuları ile bilgisayar ortamı arasındaki ilişkiyi sağlayarak algısal sürece katkı sunmaktadır. Böylece, sanal gerçeklik kullanıcısı bu sanal ortam içerisinde, fiziksel ortamdaki davranışlarını taklit ederek, iki ortam arasındaki mekan algısına ilişkin farkı minimize etmektedir. Tez çalışması içerisinde davranışsal arayüzlerin sanal gerçeklik ortamındaki algı oluşumunda önemli bir rol oynaması bağlamında, sahip olması gereken özellikler belirtilmiştir. Davranışsal arayüzlere ek olarak, fiziksel ortam ve sanal gerçeklik ortamı arasındaki algısal farklılığı etkileyen temel faktörlerden birisinin, sanal gerçeklik ortamının sarmallığı olduğu belirtilmiştir. Sarmallık kavramının literatürde ne anlam ifade ettiği ortaya konulduktan sonra, sarmal sanal gerçeklik ortamı içerisindeki sarmallık seviyeleri başlangıç, orta ve ileri seviye sarmallık olmak üzere incelenmiştir. Bu kapsamda, tez metodolojisinin "orta seviye sarmallık düzeyi" üzerinden ilerleyeceği belirtilmiştir. Buna ek olarak, sarmallığı etkileyen faktörler "fiziksel-psikolojik", "bilişsel-duyuşsal" ve "sosyal etkileşim-deneyim" şeklinde sıralanmıştır. Bu parametrelerin sıralanması, sanal gerçeklik teknolojisinin fiziksel ortam ile arasındaki algısal farklılığı minimize edebilmeye yönelik yapılacak çalışmalar için bir altlık olması anlamında önemlidir. Hazırlanan bu altlık doğrultusunda, bölümün son kısmında sanal gerçeklik ortamındaki boyutsal algı parametreleri tespit edilerek, deney çalışmasının kavramsal altyapısı oluşturulmuştur.
Tez çalışmasının beşinci bölümünde, çalışmanın kavramsal altyapısını oluşturan boyutsal algı parametreleri üzerinden sanal gerçeklik ortamında ve fiziksel ortamda deney ortamları kurgulanmıştır. Deney çalışmasının amacı, sanal gerçeklik teknolojisinin, fiziksel ortamdaki boyutsal algıyı simüle edebilme kapasitesinin ölçülmesidir. Deney çalışmasına ait ortamların oluşturulmasından önce, çalışmada kullanılacak yazılım ve donanımlar belirlenmiştir. Bu kapsamda deney çalışmasında donanım olarak, bir adet dizüstü bilgisayar ve bir adet sanal gerçeklik gözlüğü (Oculus Rift S) kullanılmıştır. Yazılım olarak ise, üç boyutlu modellemenin yapılması ve üretilen modellerin sanal gerçeklik ortamına aktarılabilmesi amacıyla Unreal Engine programı kullanılmıştır. Deney çalışması sırasında güvenliğin sağlanması amacıyla, çalışma öncesinde kullanıcıların sanal gerçeklik gözlüğü kullanırken fiziksel mekan içerisinde hareket edebileceği 2,5mx5m genişliğinde hareket alanı belirlenmiştir. Buna ek olarak, deney katılımcısının fiziksel mekandaki objelere çarpmasını engellemek amacıyla sanal gerçeklik ortamı içerisinde üçüncü boyutta koruyucu sanal sınırlar oluşturan "Oculus Guardian" kullanılmıştır. 
Deney katılımcı grubunu, eğitimine lisans düzeyinde devam eden, İstanbul Teknik Ünivesitesi İç Mimarlık Bölümü ikinci sınıf öğrencilerinden oluşan on kişi oluşturmaktadır. Deney katılımcı grubunun lisans eğitiminin sonunda olan veya lisansüstü eğitimine devam eden öğrenciler özelinde oluşturulmamasının sebebi ise, çalışmanın metodolojisi ile ilişkilidir. Bu bağlamda, deney çalışmasında yöntem olarak, kullanıcıların yaptıkları boyutsal tahminlerin doğruluğu ölçülmemektedir. Aksine, fiziksel ortamda ve sanal gerçeklik ortamı içerisinde yapılan boyutsal tahminlerin karşılaştırılması yöntem olarak belirlenmiştir. Deney katılımcılarının seçiminde, lisans eğitimine iç mimarlık disiplini özelinde devam etme ve sanal gerçeklik teknolojisine ilişkin profesyonel bir deneyime sahip olmama kriterleri göz önünde bulundurulmuştur. Belirtilen prosedürler doğrultusunda gerçekleştirilen deney çalışmasında, altı farklı deney ortamı oluşturulmuştur. Oluşturulan altı farklı deney ortamı özelinde, cevabı araştırılan araştırma soruları;
• "Herhangi bir parametre değişimi olmadan, foto-gerçekçi olarak modellenen sanal gerçeklik ortamı ile fiziksel ortam arasında boyut algısı anlamında farklılık var mıdır?"
• "Sanal gerçeklik ortamı ile fiziksel ortam arasındaki boyut algısının farklılaşmasında nitel parametrelerin (renk, doku, malzeme) etkisi var mıdır?"
• "İki sanal gerçeklik ortamı arasındaki boyut algısının farklılaşmasında nitel parametrelerin (renk, doku, malzeme) etkisi var mıdır?"
• "Sanal gerçeklik ortamı içerisindeki kullanıcının göz seviyesinde olan değişimin, boyut algısına etkisi var mıdır?"
• "Deney katılımcıları, sanal gerçeklik ortamı içerisinde, mekan boyutlarını doğru algılayarak yeniden kurgulayabilir mi?"
• "Sanal gerçeklik ortamı içerisindeki kullanıcıların sanal ellerinde olan boyutsal değişimin, boyut algısına etkisi var mıdır?" şeklindedir.
Deney çalışması kapsamında veri toplama prosedürü olarak, anket çalışması yapılmıştır. Anket çalışmasının verimli yapılabilmesi adına deney kiti tasarlanmış olup, bu deney kiti farklı deney ortamlarına ilişkin anket sorularını barındıran farklı kartları içerisinde bulundurmaktadır. Deney katılımcısının sanal gerçeklik deneyimi sırasında, sanal gerçeklik gözlüğünü çıkarıp takması ve boyut algısının değişmemesi için mekanın boyutsal karakterine ilişkin tahminleri sözel olarak sorulmuş ve düzenleyiciler tarafından doldurulmuştur. Sonrasında ise, elde edilen veriler görselleştirilerek değerlendirilmiştir. Ortaya çıkan bulgular, sanal gerçeklik teknolojisinin iç mimari tasarım sürecinde kullanılabileceği ve geliştirebileceği alanları tariflemek açısından bir altlık sunmaktadır. Ayrıca genel yargının aksine, sanal gerçeklik ortamı ve fiziksel ortam arasındaki boyut algısının birbirine oldukça yakın olduğu ve oluşabilecek algısal farklılıkların, tez çalışması kapsamında belirlenen parametrelerin kontrol edilmesi sonucu giderilebileceği ortaya konulmuştur.
Tez çalışmasının son bölümünde ise, çalışma içerisinde elde edilen verilerin tez hipotezleri özelinde incelemesi yapılmıştır. Bu bağlamda, tez hipotezini destekleyen bulgular sıralanmıştır. Buna ek olarak, tez çalışması içerisinde elde edilen bulguların literatür içerisindeki konumu belirtilerek, çalışmanın literatüre olan katkısı ortaya konulmuştur. Son olarak, tez çalışmasının gelecek çalışmalar için nasıl alanlar açabileceği tartışılmış olup, konuya ilişkin yeni araştırma soruları ortaya konulmuştur.

Abstract:
In the interior architectural process, it is important that each of the interior components is correctly perceived by the designer and included in the design process. In this context, interior components must be perceptible. Perceptibility of interior components can vary due to many and different factors. In this context, one of the most important factors is the concept of size. This is related to the fact that size is a concept that has been at the core of the design process from past to present and should be kept up-to-date.
Throughout the historical process, assumptions and generalizations have been made regarding the size of the space and the space user. However, there is no end to producing different assumptions for space and space user regarding to size properties. The comprehensiveness of anthropometric generalizations as a result of changing space usage habits, developing technologies and different demographic characteristics of each space user is controversial. In this framework, it is necessary to examine the interior architectural design process, which proceeds through certain proportion and measurement assumptions, in terms of the concept of size. The main problem that the thesis deals with is that the size assumptions created during the design process lose their currency and comprehensiveness within certain time periods. In this direction, the first hypothesis of the thesis study is that the concept of dimension can be handled by customazing instead of creating dimensional assumptions in the design process. In the interior design process, what is needed for the dimensional customization mentioned is not new assumptions, but new design tools and methods. At this point, the technology that has been examined within the scope of the thesis is virtual reality technology, which offers the opportunity to experience at 1/1 scale in terms of each space and space user. The second hypothesis of the thesis study is that virtual reality technology can simulate the perception of dimension close to reality. This thesis study, which was created to examine the accuracy of the stated hypotheses, consists of six chapters.
In the first part of the thesis, the basic concepts that are important for the thesis study are explained, and the subject, purpose and method of the thesis are explained.
In the second part of the thesis, the concept of size, which forms the conceptual infrastructure of the thesis, and its relationship with interior space are examined. In this direction, first of all, the concept of size has been revealed and definitions of concepts such as scale, proportion and anthropometry related to the concept of dimension have been made in the interior architectural design process. In addition, how the size is represented, the relationship that people establish with their own bodies as a unit of measurement, the historical development of anthropometric studies conducted in line with this relationship and the concept of the average person are revealed. The currency of dimensional standards is discussed within the framework of these concepts. As a result, in this section, the relationship between the concept of size and the interior architectural design process has been examined in terms of interior components, and the necessity of keeping these studies up to date has been revealed.
In the third part of the thesis, an examination was made on the control of the concept, of size which forms the conceptual infrastructure of the thesis, in the perceptual process. In this context, "what spatial perception is", "how spatial perception is formed" and "what types of spatial perception are" were examined. In this framework, the formation of the concept of size perception, related concepts and perception of size parameters have been determined.
In the fourth part of the thesis, how the concept of size is perceived in the virtual reality environment is examined. In this context, what the virtual reality environment is and what the components it contains along with the development process of this technology are explained. In addition, the formation process of the perceptual differences between the virtual reality environment and the physical environment was investigated. It has been revealed that the perception process in the virtual reality environment can reach a perception level close to the physical environment through certain interfaces.These interfaces, which are defined as "behavioral interfaces", contribute to the perceptual process by providing the relationship between the movements and senses of the virtual reality user in the physical environment and the computer environment. Thus, the virtual reality user minimizes the difference in perception of space between the two environments by imitating their behaviors in the physical environment in this virtual environment. Behavioral interfaces play an important role in the formation of perception in the virtual reality environment. Therefore, in the thesis, the features that behavioral interfaces should have are specified. In addition to behavioral interfaces, it was stated that one of the main factors affecting the perceptual difference between the physical environment and the virtual reality environment is the immersion of the virtual reality environment. After revealing what the concept of immersion means in the literature, the levels of immersion in the virtual reality environment are examined as beginner, intermediate and advanced level immersion. In this context, it is stated that the methodology of the thesis will proceed through the "intermediate level of immersion". In addition, the factors affecting the immersion are listed as "physical-psychological", "cognitive-affective" and "social interaction-experience". The ordering of these parameters is important in terms of being a base for the studies to be done to minimize the perceptual difference between the virtual reality technology and the physical environment. In line with this prepared base, in the last part of the section, the perception of size parameters in the virtual reality environment were determined and the conceptual infrastructure of the experiment study was created.
In the fifth part of the thesis, experimental environments were constructed in the virtual reality environment and physical environment over the dimensional perception parameters that constitute the conceptual infrastructure of the study. The purpose of the experimental study is to measure the capacity of virtual reality technology to simulate dimensional perception in the physical environment. Before creating the environments for the experimental study, the software and hardware to be used in the study were determined. In this context, a laptop computer and a virtual reality glasses (Oculus Rift S) were used as hardware in the experiment study. As a software, Unreal Engine program was used in order to make three-dimensional modeling and transfer the produced models to the virtual reality environment. In order to ensure safety during the experiment, a 2.5mx5m wide movement area was determined before the study, where users can move within the physical space while using virtual reality glasses. In addition, "Oculus Guardian", which creates protective virtual borders in the third dimension in the virtual reality environment, was used in order to prevent the experiment participant from hitting objects in the physical space. The experimental participant group consists of ten students, who continue their education at the undergraduate level, and are second-year students of the Department of Interior Architecture at Istanbul Technical University. The reason why the experiment participant group was not formed specifically for students who are at the end of their undergraduate education or who continue their graduate education is related to the methodology of the study. In this context, the accuracy of the dimensional estimations made by the users is not measured as a method in the experimental study. On the contrary, the comparison of dimensional estimations made in the physical environment and the virtual reality environment has been determined as a method. In the selection of the experiment participants, the criteria of continuing the undergraduate education in the discipline of interior architecture and not having a professional experience in virtual reality technology were taken into consideration. In the experimental study carried out in accordance with the specified procedures, six different experimental environments were created. Specific to the six different experimental environments created, the research questions whose answers were investigated;
• "Is there a difference in size perception between the virtual reality environment modeled as photo-realistic and the physical environment without any parameter changes?"
• "Do qualitative parameters (color, texture, material) have an effect on the differentiation of dimension perception between virtual reality environment and physical environment?"
• "Do qualitative parameters (color, texture, material) have an effect on the differentiation of size perception between two virtual reality environments?"
• "Does the change in the eye level of the user in the virtual reality environment have an effect on the perception of size?"
• "Can the experiment participants reconstruct by perceiving the dimensions of the space correctly in the virtual reality environment?"
• "Does the dimensional change in the virtual hands of the users in the virtual reality environment have an effect on the perception of size?"
As a data collection procedure within the scope of the experimental study, a survey study was conducted. An experiment kit has been designed in order to carry out the survey work efficiently, and this experiment kit contains different cards that contain survey questions related to different experimental environments. During the virtual reality experience of the experiment participant, the estimations of the dimensional character of the space were asked verbally and filled in by the organizers so that the virtual reality glasses would not be changed and the perception of size would not change. Afterwards, the obtained data were visualized and evaluated. The findings provide a basis for describing the areas where virtual reality technology can be used and improved in the interior design process. In addition, contrary to the general opinion, it has been revealed that the perception of size between the virtual reality environment and the physical environment is very close to each other and that the perceptual differences that may occur can be eliminated by controlling the parameters determined within the scope of the thesis study.In the last part of the thesis study, the data obtained in the study was examined in terms of thesis hypotheses. In this context, the findings supporting the thesis hypothesis are listed. In addition, the findings obtained in the thesis study were stated and the contribution of the study to the literature was revealed. Finally, it was discussed how the thesis study could open up areas for future studies, and new research questions on the subject were put forward. and last part of the thesis study, the data obtained in the thesis study was examined in terms of thesis hypotheses. In this context, the findings supporting thesis hypothesis are listed. In addition, the position of the findings obtained in the thesis study in the literature is indicated, and the contribution of the study to the literature is revealed. Finally, it was discussed how the thesis study could open up areas for future studies, and new research questions on the subject were put forward.