Dans hareketi verilerinin sayısal ortamda forma dönüştürülmesi
Transformation of dance motion data to form through the computational environment
Yazar: SİNEM KIRKAN
Danışman: PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Ana Bilim Dalı / Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Mimari etkileşim = Architectural interaction ; Modern dans = Modern dance

Özet:
Doğadaki her şey her an devinim halindedir. Devinim yanında durağanlık da hareketin bir türüdür; bu durumda hareket hayatın vazgeçilmez bir olgusudur. Günlük hayatta gerçekleştirilen bütün eylemler hareketlerden oluşmaktadır. Yaşamın her anında gözlemlenmekte olan hareket, birim zamanda konumda meydana gelen değişiklik, yer değiştirme olarak ifade edilebilmektedir. Canlılarda yer değiştiren beden parçaları ya da bedenin tamamı olduğu göz önüne alındığında, hareket bedenden ayrı düşülememektedir. 
Beden hareketlerin incelenmesi ve analizi çok uzun yıllar öncesine dayanmaktadır. Hareket analizi, hareketin meydana gelme sürecinin ele alınması, bedenin ve bedenle ilgili bir çok eylemin açıklanmasında önemli veriler sağlamaktadır. Bilgisayarın tasarım sürecine dahil olması ile beraber gerçek ortamdaki hareketlerin analiz ve deneyimleme süreçleri son yıllarda dijital ortamda da değerlendirilmeye başlanmıştır. Bir olayın, performansın, daha küçük ölçekte ise hareketin analizi, değiştirilmesi, deformasyonu ve tekrar türetilmesi gerçek ortamda deneyimlenemeyecek bir durum iken zamanın ve mekanın daha esnek, değişebilir olduğu sayısal ortamda mümkün olabilmektedir. Hareketlerin sayısal ortamda analizi ile hareket verilerinin elde edilmesi mümkündür.  Bu veriler, sayısal ortamda gerçekleştirilen bir tasarımın ilk girdisi olarak ele alınabilir. Böylelikle gerçek ortamda sadece yer değiştirme olarak ifade edilen hareket, sayısal ortamda analiz sonrası bir çok farklı disiplin için tasarım öğesi olarak ele alınmaktadır. Gerçek ortamda bir eylem, onu oluşturan hareket parçalarının gerçekleştiği zamana ve mekana bağlı olarak tanımlanır. Sayısal ortamda ise hareketler mekandan ve zamandan ayrı olarak ele alınabilmektedir. Bu sebeple, sayısal ortamda  hareketin doğrudan form olarak karşılığı yerine, sayısal ortamın sunmuş olduğu faydalar sayesinde, zamandan ve mekandan bağımsız elde edilen hareket parçaları ve hareket formları üretmek mümkün olmaktadır. 
Hareketin en yoğun olarak gözlemlendiği süreçlerden biri kuşkusuz ki dans performansıdır. Dans performansı, birbirleri ile anlamlı bir bütün oluşturacak şekilde ilişkide olan hareket parçalarından meydana gelir. Her hareket parçasının kendine özgü dinamiklerinin olduğu düşünüldüğünde dans performansında bu dinamiklerin art arda gelmesi hareket kompozisyonundaki çeşitliliğin oluşmasını sağlamaktadır. Bunun yanında hareket ve beden birlikteliği bütün eylemlerde olduğu gibi dansın da temelini oluşturmaktadır. Dans, bedenin üst düzeyde hareket ettiği alanlardan biridir. Dansçı kendini, bedeni ve bedeninde oluşan hareketler ile ortaya koyar. Dans süreci boyunca dansçı beden hareketleri ile boşlukta geometrik şekiller ve formlar meydana getirir. Beden hareketlerinin bıraktığı izleri araştırmak bir çok koreograf ve sanatçının ilgi alanına girmiştir. 
Beden ve beden hareketleri, mimarlık disiplini için de önemli araştırma konularıdır. Dans disiplininde  olduğu gibi mimarlıkta da beden ve hareket yoğun olarak  ele alınmaktadır. Mimar, tasarım sürecinde mekan kullanımı için kullanıcı gereksinimleri ve kullanıcı hareketlerini girdi olarak alır. Aynı şekilde bir mekan beden hareketleri ile deneyimlenir. Bu durumda mimarın beden ve beden hareketlerini iyi tanıması, analiz edebilmesi tasarlayacağı mimari öğenin başarılı sonuçlanmasına olanak sağlayacaktır. 
Mimarlık ve dans iki farklı disiplin olarak görülmesine rağmen, zaman ve mekanla ilgili tamamlayıcı bir ilişki sunar. Hem dans, hem de mimarlık görsel sanatların form bulmuş halidir. Mimarlık ve dans şekil ve form açısından aynı dili paylaşırlar. Her iki disiplin de kendilerini tanımlamak için katı cisimleri ve mekanı dönüştürür. Dans, hareket eden mimarlık, mekan ve zamandaki ritmik hareketler olarak tanımlanır. Bu kapsamda beden hareketleri ile etkileşimde olan dinamik mekanlar ve mimari formlar üretilmesinde dans verileri ele alınabilir. 
Tez kapsamında dans yoluyla hareketlerin meydana gelmesi, analizi, elde edilen verilerin mekan ve forma dönüşüm süreci üzerinde durulmuştur. Bunun için öncelikle beden, hareket ve dans üzerine araştırmalar incelenmiştir. Bu kapsamda özellikle modern dans üzerine yapılmış çalışmalara odaklanılmıştır. Mimarlık ve dans arası ilişkiler araştırılmış, mimarlıkta ve dansta mekan kullanımları üzerine çalışmalar incelenmiştir. Sonraki aşamada dans performansından hareket verilerinin elde edilmesi üzerinde çalışılmıştır. Bu kapsamda, hareketin sayısal ortamda ele alınması için öncelikle dansçı denek grubu ile çalışılmış, bu dansçıların hareketlerinin sayısal ortama alınması sağlanmıştır. Bunun için Kinect, Grasshopper ve Quokka ara yüzleri kullanılmış, hareket verileri eş zamanlı olarak sayısal ortamda elde edilmiştir. Bu noktada, dansçıların hareketleri dans performansı boyunca taranmış, her bir eklemde meydana gelen hareket verisi analiz süreci için depolanmıştır. Elde edilen verilere bağlı hareket modelleri üretilmiştir. Tez kapsamında ele alınan parametrelere göre hareket analizleri yapılmış, dansçılar arasında farklılaşan analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. 
Dans hareketlerinin forma dönüşümüne, hareketin boşlukta bıraktığı soyut izler araştırılarak başlanmıştır. Bu kapsamda öncelikli olarak hareket taramaları ve bu taramalardaki hareket yoğunluğu ele alınmış, mekandaki hareket izi modellenmiştir. Her bir dansçı için oluşturulan hareket modelinin, dansçının sonraki hareketleri ile etkileşimde olması üzerinde çalışma yoğunlaşmıştır. Çalışmada ortaya çıkan formun dansçı ile birebir etkileşimde olması, beden hareketi dinamikliğinin üretilen forma da yansıması üzerinde durulmuştur. Bunun yanı sıra form üretiminde kullanılacak olan hareket verisi parametrelerinde değişiklikler yapılarak istenilen hareket deformasyonu ve hareket çeşitliliklerinin sağlanabildiği gösterilmiştir. Böylece dansın birebir forma dönüşümünün yanında aynı danstan farklı formlar elde etmek mümkün olmaktadır.
Tez çalışması ile danstaki yoğun hareket kullanımlarının form olarak ifadesi, çizgi yerine bedenini kullanan dansçının hareketleri ile ortaya çıkartılmıştır. Dans hareketlerinin sayısal ortamda ele alınıp analiz edilmesi, form bulma arayışlarına cevap vermesi, tasarlanan formların beden hareketleri ile etkileşimli olması üzerinde durulmuştur.

Abstract:
Everything in nature is moving constantly. Even stillness is a kind of motion; thus motion is an essential fact of life. All the actions performed in daily life are combination of motions. Motion can be defined as movement or relocation in a unit of time and location. Considering moving parts of the body, body is the essential in motion at live beings.
Movement of body is being analyzed for years. Movement analysis provides important data in explanation of how the body moves. In recent years, involving computers to design process leads to digital analysis of movements. Analysis, reformation or deformation of an action, performance or motion in a smaller scale is becoming easier in computational environment. Movement data is available with movement analysis in digital spaces. These data can be used as a first input of a design process in computational environment. By this way, movement which is interpreted as displacement, can be used as design components for different disciplines. An action in physical space defined by time and place of the motions which it consists. In case of computational environment, movements can be interpreted without its time and place. For the above mentioned reason it is possible to produce motions and forms in computational environment instead of direct interpretation of movement in physical space. 
One of the processes which the motion can be observed most intensively is dance performance without any doubt. Dance performance consists of motions which interact with each other. When it is considered that, each motion has it is own distinctive dynamics, each successive occurrence of the mentioned dynamics provides a variety of movement composition. Besides that the relation between body and movement creates foundation of dance like all other actions. Dance is one of the fields which body moves intensively. Dancer expresses herself/himself with her/his body and movements. He/she creates geometrical shapes and forms with her/his body movements in space during dance performance. Understanding tracks of body movements interests many choreographers and artists. 
Body and body movements are one of the most important research subjects for architecture. From ancient times to the present day, human body and body movements are examined permanently by artists and scientists. Body and movement are highly being taken into consideration in architecture as well as dance. Architect takes user requirements and user movements in design process as an input. In a similar way an environment needs to be experienced with body movements. Therefore, architect's knowledge and ability to analyze body and body movements enables the successful completion of the architectural subject.   
This thesis focuses on occurring movements by dance, analysis of movements and interpretation of this data on space and form. Within this scope, the study is consist of five parts. Firstly, the relation among the time, space and movement is examined. Because the study about the dance movements, researches about body, movement and dance have been analyzed by focusing especially on modern dance to begin with. As a dance type, modern dance is selected for this thesis study since it is much more challenging than more traditional forms. It is less bound by set routines, having more potential moves than in a classical style like ballet. The rhythm and speed can be changed suddenly and unpredictably during the dance performance according to the dancers. Modern dance choreographies are suitable for improvisation. In contrast, contemporary dance techniques leave small opportunity to personal improvisations. As an art form dance relies on the expressive qualities of the human body, is suitable for movement analysis. For this, the terms of dance, choreography, dance notation are investigated to comprehend the background of the dance movements. For the analysis of dance, first, it is necessary to illustrate the movements of the dance forms. That's why, the first part of the study continue with the movement analysis; the former examples are researched to contribute the further stages of the study. 
Secondly, motion capture, which is the process of recording the movement of objects or people, and motion transformation techniques are studied. It can be defined as recording the motion and conversion them to the digital data. In motion capture sessions, movements of one or more actors are sampled many times per second. The former motion transfer metods are examined. Besides, the relation among the movement, physical environment and the computational environment is disclosed. Apart from all these, with giving examples, the contribution of the computational environment to dance analysis is clarified. In the computational environment, it is possible to express the movements gained from the physical environment, like a model, a system and a process. Thanks to the benefits offered by computer technologies, multiple models related with the motions can be created in computational environment. Besides, these models can be examined from different perspectives. 
Thirdly, the relation between dance and architecture had been researched and usage of space in dance had been analyzed. Executed performances and models are studied. Despite the fact that architecture and dance are considered as two distinct disciplines, they provide a supplementary relation with regards time and space. Dance and architecture are both materialized forms of visual arts. Architecture and dance shares common grounds in terms of shape and form. Bacis dance movements can be analys into geometrical shapes and forms such as points, lines, planes and volumes. Likewise architecture is use these basic shapes too. Both disciplines use solid objects and transforms space to define themselves. The definition of dance is moving architecture, rhythmic movements in time and space. In this context, dance data can be used to create dynamic spaces in interaction with body movements. Accordingly, spatial representation of interaction between the movement and space is examinded. At this point, the term of "Interactive Architecture" is profoundly studied. To understand the interactivite in architecture, an example named Bubble, which is an adaptable spatial pneumatic installation at an urban scale, is given. Within this example, sensor based interactive architecture is examined deeply to used in the thesis study. 
In the later stage, transforming dance performance to movement data had been studied. In this scope, it has been worked with a group dancers as subjects and their movements had been transferred to computational environment. For the performances, the same music piece is given to each dancer. Thus, each dancer have the same amount of time to perform his/her coreography. Besides, they are free to do improvisation while performing. Improvisation in performance is a combination of intuitive reaction and body movement. Within this scope, each dancer design their own performance with his/her body, using it as an instruments. Hence real time movement data of the subjects had been recorded by using Kinect, Grasshopper and Quokka interfaces and every motion of their joints had been stored in computational environment. Kinect is used a a real- time 3D scanner. Quokka is an add-on to Grasshopper that allows the use of Kinect in Grasshopper for Rhinoceros. Both Kinect and Quokka are proper and easy to use for this thesis subject. Movement models have been produced according to stored data. Movement analyses had been done regarding to parameters within the scope of this thesis. Especialy, Laban Movement Analysis table is used while the movement data is expounded. Laban Movement Analysis, known Labanotation is the most commonly used notation system in contemporary dance. Labanotation is proper for this thesis study as well since defines movement description in clearly measurable terms. 
Transforming dance motion data to form had been stared with analyzing intangible tracks of motions in space. Within this scope it had been worked primarily on movement mapping to study movement density and movement tracks had been mapped. Movements, used to movement analysis, are represented as a point cloud, under favor of gathering the Quokka interface. In a point cloud, every point is defined by three coordinates; x, y, z. The study had been focused on movement maps of every individual dancer and interaction with their next move. Interaction between dancer and the form shaped by this study and reflection of body dynamics on created for have been also analyzed. Besides that it has been shown that by changing movement map data parameters, deformation on movements and movement variety can be maintained. Thus it has been possible to create different forms besides exact transformation of dance to form.
With this study, expression of dense movement utilization in dance as forms, had been created by using dancer's moves instead of drawing lines. It has been studied that digital analysis of dance moves to find answers for form pursuit, and creating interaction between forms and body movements. In order to express the interaction between body movement and form, the interative surfaces are designed from each dancers movement. In form finding process, the movement points are used for the first step of design. Then, a grid system is designed according to these movement points for each dancers. While a grid system is look like a surface, the spheres centered the movement points are modeled. Radius of the spheres are associated with the movement density. Meanwhile, the form is changed according to the movement density, movement point by means of movement sensors. Movement sensors work as a nerve system for the surface so it can determine whether there is a movement or not. 
This thesis consist of both information and experiments about the movement, dance and architecture. From this aspect, it can be useful for interdisciplinary studies of architecture and dance in the future. Further studies can be examined the interaction for more than one dancers at the same time. Besides, music factor is also can be take into consideration while looking for the movement changes.