Mimari görselleştirme

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 

Bilgisayar destekli tasarım
Teknik resim