Geleneksel kilim motiflerinin algoritma destekli tasarımyaklaşımları ile yeniden yorumlanması
Re-interpretation of traditional rug motifs with algorithm-based design approaches
Yazar: YUNUS AN
Danışman: DOÇ. DR. SEMA ALAÇAM ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEHNAZ CENANİ DURMAZOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Ana Bilim Dalı / Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Kilim dokumacılığı, Anadolu'da yüzyıllar öncesine uzanan geleneksel bir üretim yöntemidir. Bilinen en eski dokuma türlerinden biri olan kilimler, zengin geometrik ilişkiler barındırmaktadır. Yüzyıllar içinde her yörenin kendi kültürü, dokuma biçimleri oluşmuş ve dokumacıların yaratıcılıkları ile büyük bir çeşitlilik doğmuştur. Bu kültürel mirasın analiz edilip, hesaplamalı tasarım araçları ile yeniden yorumlanması çalışmanın çıkış noktasıdır. Kaynağı gerek karmaşık doğal oluşumlar gerekse insan eliyle yapılmış yapılı çevre olsun, herhangi bir örüntünün geometrik kurallar ve ilişkilerle çözümlenerek üretken bir biçimde yeniden üretimi mimarlık alanında özellikle 1970'lerden itibaren oldukça çalışılmış bir konudur (Salingaros, 1996; Salingaros, 1999). Çeşitli bağlamlarda ve farklı ölçeklerde yapılan bu araştırmalarının ortak paydası, tasarım sürecine hız kazandırmak, tasarım için ayrılan zamanın etkin kullanımını sağlamak, bu süre içinde elde edilen alternatif sayısını arttırmak ve tasarıma etki eden parametrelerde değişiklikler yapılmasına olanak sağlayarak kullanıcıya farklı tasarım alternatifleri sunmaktır. Bu çalışma kapsamında ise veri kaynağı olarak Anadolu Kilim motiflerine odaklanılmıştır.  Kilimlerin üretim biçimleri, motif bilgisinin matris tabanlı bir ızgara sistemi ile temsil edilmelerine olanak sağlamıştır. Tez kapsamında bu temsil tekniğinden faydalanılarak, mevcut kilimler ve kilim motifleri analiz edilmiş ve hesaplamalı tasarım araçları ile yeniden temsil edilmiştir. Bu analizler doğrultusunda elde edilen sonuçlar, geliştirilmek istenen uygulamanın temelini oluşturmuştur. 

Yaratıcı bir süreç için rastgelelik kavramının üzerinde durulmuştur. Bilgi ve hesaplamalı tasarım araçlarının sağladığı imkanlar ile rastgelelik, öngörülmez olanı üretebilmek için zemin hazırlamaktadır. Yaratıcı bir süreci destekleyebilmek için sadece algoritmaya bağlı kalmak tartışılan bir konu olmakla beraber günümüzde yeterli olmadığı görülmektedir. Algoritmanın bize sağladığı olasılıklar kümesine bilgi ve insan faktörünün dahil edilmesi yaratıcı bir ürün elde etme olasılığını arttırmaktadır. Bilgi ile birlikte gelen değerlendirme şansı, öngörülemeyen yaratıcılığın ortaya çıkmasını sağlayabilir.

Kilimlerdeki motiflerin oluşturulmasında simetri en temel geometrik kural olarak karşımıza çıkar. Çalışma kapsamında ilk olarak simetri ve rastgelelik kullanılarak, matris tabanlı bir altlık üzerinden motif üretimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonraki aşamada simetriye bağlı kalmadan kurallar ve rastgelelik kullanılarak bir üretim gerçekleştirilmiştir. Simetriden farklı olarak oluşan asimetrik kompozisyonlarda istenilen motif algısının oluşmadığı gözlemlenmiştir. Bir sonraki aşamada kurallar, simetri ve rastgelelik ile motif üretimi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar karşılaştırıldığında kurallar ile üretim yapıldığında sonuçların birbirine benzer olmasına yol açtığı anlaşılmıştır. Uygulama bu sonuçlar dikkate alınarak oluşturulmuştur. Orta ve büyük ölçekli motifler oluşturulurken Salingaros'un üzerinde durduğu gibi alt motiflerin oluşturulmasına imkan tanınmıştır. Uygulama ile motif oluşturulurken kullanıcı doluluk ve boşluk oranlarına, simetrilere karar vererek bu sürece dahil olmuştur. Üretilen motifler sisteme kaydedilerek daha sonraki aşamada kilim oluşturmak için bir veri tabanı oluşturulması sağlanmıştır. Bu çalışmada yöresel kilimlerden analiz edilerek oluşturulmuş, uygulamadaki mevcut kilim motiflerinden ya da kullanıcının kendi oluşturduğu veri tabanındaki motiflerden biri seçilerek kilimler oluşturulmuştur. Elde edilen sonuç ürünler üzerinden, hesaplamalı tasarım araçlarının tasarım için ayrılan zamanın etkin kullanılmasını sağlaması ve kullanıcıya sağladığı farklı tasarım alternatifleri tartışılmıştır. Geliştirilen algoritma, onunla ilişkilendirilen parametrelere bağlı olarak desen üretimi, cephe üretimi, form üretimi gibi çeşitli fonksiyonlarda kullanılma potansiyeli taşımaktadır.

Abstract:
Rug weaving is a traditional method of production in Anatolia dating back centuries. Rugs, one of the oldest known weaving types, have rich geometric relations. Over the centuries, each region has its own culture, weaving forms, and a great diversity has arisen with the creativity of weavers. Analysis and re-interpretation of this cultural heritage with computational design tools is the starting point of the study. Productive reproduction of any pattern, whether originating from complex natural formations or the built environment made by man, is a subject that has been studied extensively in architecture especially since the 1970s (Salingaros, 1996; Salingaros, 1999). The common denominator of these researches conducted in various contexts and at different scales is to accelerate the design process, to ensure the effective use of the time allocated for the design, to increase the number of alternatives obtained during this time and to allow the user to make changes in the parameters affecting the design. Within the scope of this study, Anatolian rug motifs are focused on as data source. The production of rugs facilitates the representation of rugs with a matrix-based grid system. Within the scope of this thesis by using this representation technique, existing rugs and rug motifs were analyzed and re-represented with computational design tools. The results obtained in line with these analyzes formed the basis of the application wanted to be developed.

In this study, various weaving types were examined. Weft faced plain weave, Çarpana weave, plain cloth weave, Zilli weave, Sumak weave are examples of these weaving types. When the samples are examined, it is seen that weaving is done on a grid base. A grid base provides a backing suitable for the matrix-based system of the algorithm wanted to be developed. This features of weaving looms, in 1741  by Jacques Vaucanson's invention of perforated papers, paved the way for the creation of the first analytical machines. (Ozturk K., 2012).

In addition to the objects and living figures used in the motifs in the rugs, symbolizing abstract concepts constitutes a rich spectrum in terms of patterns. The motifs revealing the pain, lifestyles and tastes of the society not only provide an aesthetic appearance but also it reflects the past, beliefs and identities of societies.

The researches of Salingaros about rugs are evaluated within the scope of the thesis. Salingaros speaks of some of the features that a good rug should have. These are; the smallest elements to be simple and symmetrical, the units to come together in a contrasted way, the middle and large-scale elements to have sub-symmetry, the symmetry of the elements of each scale to be connected to each other, such as to provide a ratio of the value of 2.7 between the different elements. During the development of the algorithm, these features were evaluated and the cases with and without these features were examined.

The concept of randomness is focused on a creative process. With the possibilities provided by information and computational design tools, randomness provides a basis for producing the unpredictable. Although it is a matter of controversy to stick to the algorithm to support a creative process, it is not enough nowadays. The inclusion of knowledge and human factor in the set of possibilities provided by the algorithm increases the likelihood of obtaining a creative product. The chance of evaluation that comes with knowledge can lead to unpredictable creativity.

It is tried to understand how to produce motifs with the algorithm by analyzing the rug motifs. First of all, as Salingaros mentioned, the axes of symmetry, one of the most important elements for a motif, were determined and the smallest non-symmetrical pattern was revealed. Then, this pattern is divided into grids so that the smallest unit becomes square. In these grids, a representation of the algorithm is formed by coding the ones above a certain contrast to be 1 and the rest to be 0.

Rugs, one of the oldest known weaving types, have rich geometric relations in their motifs. The Turkmen tribes and tribes weaved the motifs and created motifs that were enriched with additional motifs and compositions. Each region's culture, weaving form, creativity of weavers has led to a great diversity (Acar, 1975). Simple forms such as circles and squares have been combined, replicated and arranged in various combinations. Mathematics provides an important basis in the representation and externalization of motifs. Euclidean transformations, such as rotation, shift, and reflection, are the basic rules used in motif production. Symmetry appears as the most basic geometric rule in the formation of motifs in rugs. Within the scope of the study, firstly, motifs production realized on a matrix based grid base were produced by using symmetry and randomness. In the next stage, a production was carried out using rules and randomness without being dependent on symmetry. It is observed that the desired motif perception does not occur in the asymmetric compositions formed differently from symmetry. In the next stage, rules, symmetry, and randomness and motif production were realized. When the results were compared, it was found that the rules and production cause the similar results. The application was created by taking these results into consideration. While the medium and large scale motifs were created, it was allowed to create motifs with lower symmetries as Salingaros emphasized. When creating the motif by the application, the user is involved in this process by deciding on the occupancy and vacancy rates and symmetries. The created motifs are saved to create a database for the creation of rugs in later stages.

For the rug formation stage, firstly the bases were created over the existing rugs and the rate of 2.7 was considered in these bases. In addition, the user is allowed to create their own rug mats. These bases are formed by the proportional placement of the motif dimensions, and in the last step the user is enabled to select a motif for the dimension from the database for each base. The obtained results were discussed by comparing the products.

It is emphasized on provide efficient use of the time allocated to design and provide different design alternatives for the user by computational design tools. It is envisaged that with the inclusion of artificial intelligence and machine learning in the application, it can be improved by including semantic meanings of colors and motifs. The developed algorithm has the potential to be used in various functions such as pattern production, facade production, form production depending on the parameters associated with it. In order to explore the potentials of the algorithm, a 3-D form study was conducted using Unity 3-D environment and C # programming language. In this study, the smallest units were formed as cubes and their movements were restricted on the x-y-z axis. These cubes, which are created in 3-dimensional environment at random number and position, form a step-by-step form with defined gravity parameters. (Figure 4.20, Figure 4.21 and Figure 4.22).