Geri Dön

A computational framework for assessing the correspondence between 2D isovist-based and 3D perceptual visibility in exhibition spaces

Sergi mekanlarında 2B isovist tabanlı ve 3B algısal görünürlük ilişkisinin değerlendirilmesine yönelik hesaplamalı bir çerçeve

PDF İndir

  1. Tez No: 1002767
  2. Yazar: İPEK NAZ TORAMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEMA ALAÇAM DOĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mimarlık, Architecture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilişim Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Mimari mekânda görünürlük, hem geometrik bir özellik hem de algısal bir deneyim olarak eş zamanlı biçimde işlev görmektedir. Plan bazlı isovist analizi, mekansal açıklığı sayısal olarak ifade etmek için onlarca yıldır kullanılan yerleşik bir hesaplamalı yöntemdir. Benedikt'in (1979) isovist (eş görüş alanı) kavramını tanımlamasından bu yana geliştirilen bu yöntem, bir gözlem noktasından görülebilen tüm alanı yatay bir projeksiyon düzleminde temsil etmekte ve mekânın görsel yapısını sayısal göstergeler aracılığıyla özetlemektedir. Ancak bu temsil biçimi mekânı yalnızca bir yatay kesit olarak ele almakta; ziyaretçinin göz hizasında gerçekte ne algıladığını belirleyen hacimsel derinlik, perspektif kısalması ve üç boyutlu engellenme koşullarını doğrudan hesaba katamamaktadır. Bu sınırlılık, müze ve sergi mekânlarında özellikle belirleyici bir önem taşımaktadır. Sergi ortamlarında ziyaretçi, sabit bir konumdan değil hareket halinde bir güzergah boyunca galeride ilerlerken mekânı ve eserleri deneyimlemektedir. Plan üzerinde geniş ve açık görünen bir konum, göz hizasında eserlerin görsel konisinin dışında kaldığı, dolayısıyla algısal olarak oldukça kısıtlı bir deneyime karşılık gelebilmektedir. Bu ayrışma, hem küratöryal kararların etkinliğini hem de ziyaret kalitesini doğrudan etkileyen bir tasarım sorununa işaret etmektedir. Buna karşın, sergi mekanlarına özgü mimari görünürlük literatüründe, plan bazlı görünürlük metrikleri ile algısal görünürlüğün aynı güzergah ve bakış noktaları üzerinden sistematik biçimde karşılaştırıldığı ve ortak bir skorlama yapısına oturtulduğu bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu tez, söz konusu boşluğu ele alarak plan bazlı iki boyutlu isovist görünürlüğünü göz hizasından elde edilen perspektif projeksiyonlarına dayalı üç boyutlu algısal görünürlükle birlikte değerlendiren çift katmanlı bir hesaplamalı çerçeve önermektedir. Çalışma, Ankara'da eski bir sanayi yapısından dönüştürülmüş çağdaş sanat merkezi olan CerModern'in ana sergi galerisinde, tek vaka çalışması olarak kurgulanmıştır. Sergi alanı yaklaşık 2.650 m² büyüklüğündedir ve değişken tavan yükseklikleri, çeşitli panel konfigürasyonları ile dönüşümlü olarak genişleyip daralan sirkülasyon bölgeleriyle morfolojik açıdan çalışma için uygun bir iç mekân niteliği taşımaktadır. Galeride yaklaşık 120 metrelik bir ziyaretçi güzergahı tanımlanmış; bu güzergah boyunca on metrelik aralıklarla on iki bakış noktası oluşturulmuştur. Tüm bakış noktalarında gözlem yüksekliği 1,75 m olarak sabitlenmiş ve bakış yönü güzergahın ilerleme yönüne paralel biçimde hizalanmıştır. İki boyutlu görünürlük modeli, Rhinoceros ve Grasshopper ortamında kurgulanmıştır. Her bakış noktası için isovist poligonları oluşturulmuş; bu poligonlardan mekansal açıklığı tanımlayan global metrikler türetilmiştir. Bunların yanı sıra, ayrı ayrı modellenen 87 eserin her biri için görüş hattı erişilebilirliği, açısal genişlik ve yönelim farkı gibi hedef tabanlı göstergeler hesaplanmıştır. Foveal duyarlılığı ve mesafe sönümlenmesini dikkate alan bir ağırlıklandırma yaklaşımıyla global ve hedef tabanlı bileşenler, bakış noktası başına bileşik bir iki boyutlu görünürlük skorunda birleştirilmiştir. Üç boyutlu görünürlük modeli, imge tabanlı bir iş akışı üzerine inşa edilmiştir. Her bakış noktasına sanal kameralar yerleştirilmiş ve 87 eserin tamamına benzersiz renk kimlikleri atanarak göz hizasından perspektif görüntüler üretilmiştir. Her eserin bu görüntüler üzerindeki görünür piksel alanı hesaplanarak ekran kaplama oranları elde edilmiştir; bu oranlar, perspektif projeksiyon altında her eserin görsel baskınlığını temsil etmektedir. Üç boyutlu uzaydaki yönelim farkını da hesaba katan paralel bir ağırlıklandırma yaklaşımıyla bakış noktası başına bileşik bir üç boyutlu görünürlük skoru üretilmiştir. Her iki bileşik skor, bakış noktaları arasında doğrudan karşılaştırmaya olanak tanımak amacıyla ortak bir ölçeğe normalize edilmiştir. Normalize edilmiş skorlar arasındaki mutlak fark hesaplanarak veri dağılımından türetilen eşik değerlerine göre üç kategoriye ayrılmıştır: yüksek benzerlik, kısmi ayrışma ve belirgin ayrışma. Analiz, her iki modelde de görünür eser bulunmaması nedeniyle kapsam dışında bırakılan iki bakış noktası dışında on bakış noktası üzerinden yürütülmüştür. Bulgular, analiz edilen on bakış noktasının üçünde her iki modelin yüksek benzerlik sergilediğini ortaya koymaktadır. Bu noktalarda eserlerin seyahat yönüyle yakın hizalanmış ve ılımlı mesafelerde konumlanmış olması, plan geometrisi ile hacimsel deneyimi birbirine yaklaştıran koşullar yaratmaktadır. Söz konusu noktalarda dar isovist alanına karşın yüksek ekran kaplama oranlarının bir arada gözlemlenmesi dikkat çekicidir; bu durum, plan üzerinde görece kısıtlı görünen bir noktanın göz hizasında sergi içeriğinin en baskın biçimde deneyimlendiği konuma karşılık gelebileceğini göstermektedir. Analiz setinin büyük çoğunluğunu oluşturan beş bakış noktasında ise kısmi ayrışma gözlemlenmiş; iki model aynı yönde örüntüler üretmekle birlikte büyüklük bakımından farklılaşmıştır. Bu durum çoğunlukla kısmen engellenmiş eserlerin üç boyutlu sahnede planın temsil edemediği biçimlerde görsel alana katkı sağlamasından kaynaklanmaktadır; 2B model bu tür noktalarda görsel ortamı olduğundan daha kısıtlı yorumlayabilmektedir. Belirgin ayrışma ise iki bakış noktasında gözlemlenmiş olup bu durum, yüksek plan düzeyi açıklığının ileriye dönük görsel koni içindeki algısal içerikle örtüşmediği koşullara karşılık gelmektedir. Bu noktalarda iki boyutlu model, ziyaretçinin gerçekte karşılaştığı görünürlüğü sistematik biçimde aşırı tahmin etmektedir. Ayrışmanın derecesi rastlantısal değildir; isovist alanı, örtülme ve sergi içeriğinin kısıtlı görsel koni içindeki üç boyutlu konumlanması arasındaki yapısal etkileşim tarafından belirlenmektedir. Bu bulgu, üç boyutlu modelin plan bazlı analizin yetersiz kaldığı durumlarda düzeltici bir katman olarak işlev gördüğünü ve iki model arasındaki uyumun hangi mekansal koşullarda bozulduğunu sistematik biçimde ortaya koymaktadır. Tezin literatüre üç temel katkısı bulunmaktadır. İlk olarak, plan bazlı ve göz hizası görünürlüğünü ortak bir skorlama yapısı içinde doğrudan karşılaştırmak için metodolojik açıdan kontrollü bir zemin oluşturulmaktadır. İkinci olarak, 3B görünürlük katmanı, bilgisayar grafiklerinde yaygın olarak kullanılan ID-Pass render yönteminin mimari görünürlük analizine uyarlanması üzerine kuruludur. Bu yöntemde her esere benzersiz bir renk kimliği atanmakta ve göz hizasından üretilen perspektif görüntüler üzerinden her eserin kapladığı görünür piksel alanı hesaplanmaktadır. Bu sayede karmaşık iç mekânlarda eser düzeyi görsel baskınlık doğrudan ve nesnel biçimde ölçülebilmektedir. Üçüncü olarak, çerçeve tasarımcılara plan analizinin göz hizası deneyimiyle ne zaman güvenilir biçimde benzeştiğini, ne zaman hacimsel düzeltme gerektirdiğini tespit etmek için bir tanı aracı sunmaktadır. Bu katkılar, çerçevenin hem sergi tasarımı sürecinde hem de kullanım sonrası değerlendirme bağlamlarında doğrudan kullanılabilirliğini desteklemektedir. Çalışma; tek bir vaka ve güzergahla sınırlı kalınması, sabit bakış yönü kabulü, aydınlatma ve renk kontrastı gibi geometrik olmayan algısal faktörlerin dışarıda bırakılması ve bileşik skorlama parametrelerine yönelik duyarlılık analizlerinin yapılmamış olması gibi kısıtlara sahiptir. Gelecek araştırma yönelimleri arasında hesaplamalı görünürlük skorlarını ziyaretçi hatırlama ve mekansal öğrenme çıktılarıyla ilişkilendiren kullanıcı doğrulama çalışmaları, göz takibi entegrasyonu, çerçevenin eğitim yapıları ve kamusal mekânlar gibi farklı yapı tipolojilerine uygulanması ile model parametrelerinin sistematik duyarlılık analizleri yer almaktadır.

Özet (Çeviri)

Plan-based isovist analysis has long provided a tractable means of quantifying spatial openness in architectural environments, yet it represents visibility as a horizontal section and fails to capture the volumetric, perspective-dependent qualities that govern what a visitor perceives at eye level. This divergence is particularly consequential in museum and exhibition spaces, where the visual relationship between the moving observer and spatially distributed artworks is central to both curatorial intent and visitor experience. Despite its practical relevance, a methodologically controlled comparison of plan-based and eye-level visibility within a shared scoring structure has not previously been undertaken in the architectural visibility literature for exhibition contexts. This thesis addresses this gap by proposing a dual-layered computational framework that evaluates two-dimensional isovist-based visibility alongside three-dimensional perceptual visibility derived from eye-level perspective projections. The study is conducted at the main exhibition gallery of CerModern Arts Center in Ankara, analyzing twelve vantage points established at ten-meter intervals along a visitor route, with observation height fixed at 1.75 m and view direction aligned with the direction of travel. The 2D model generates isovist polygons in Rhinoceros–Grasshopper, combining global spatial openness metrics with target-based indicators computed per artwork into a composite visibility score. The 3D model uses ID-pass rendering to extract the visible pixel area of each of the 87 modeled artworks from eye-level perspective images, computing screen-coverage ratios that capture the perspective-projected visual dominance of each target. Both models produce composite scores normalized to a common scale, and their absolute difference is categorized into three convergence classes: high convergence, partial convergence, and significant divergence. Results show that the two models converge where artworks are closely aligned with the travel direction and unobstructed by volumetric elements. Significant divergence emerges where high plan-level openness coincides with minimal perceptual content within the forward-facing visual cone, conditions under which the 2D model systematically overestimates visibility. The degree of divergence is structurally determined by the interplay of isovist area, occlusivity, and the three-dimensional positioning of exhibition content relative to the constrained visual cone, demonstrating that the 3D model acts as a corrective layer where plan-based analysis alone is insufficient. The framework makes three principal contributions to the field. First, it establishes a methodologically controlled basis for directly comparing plan-based and eye-level visibility within a shared scoring structure. Second, the 3D visibility layer introduces an adaptation of identity-pass (ID-Pass) rendering to architectural visibility analysis; by assigning unique color identities to each artwork and extracting visible pixel areas from eye-level perspective images, the method enables direct and objective measurement of artwork-level visual dominance in complex interior spaces, representing a novel methodological contribution to the field. Third, the framework provides practitioners with a diagnostic tool for identifying where plan analysis reliably approximates eye-level experience and where volumetric correction is needed, with direct applications in exhibition design and post-occupancy evaluation. Future research directions include user validation studies linking computed visibility scores to visitor recall and spatial learning outcomes, eye-tracking integration to replace the fixed-gaze model with behaviorally grounded gaze data, application of the framework to other building typologies such as educational facilities, hospitals, and public spaces, and systematic sensitivity analyses of the model parameters across varied spatial contexts.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    496401

    Kalitatif çapraz etki analizinde etkileşimi ve belirsizliği dikkate alan yeni bir yaklaşım

    A new approach to qualitative cross impact analysis considering the interaction effects and uncertainty

    ÇİĞDEM KADAİFÇİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. UMUT ASAN

  2. Tez No

    963343

    Robust design of small hydropower plants in a changing world

    Küçük hidroelektrik santrallerin değişen bir dünyada dirençli tasarımı

    VEYSEL YILDIZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiThe Unıversıty Of Sheffıeld

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CHARLES ROUGé

    PROF. DR. SOLOMON BROWN

  3. Tez No

    937327

    Modelling human-robot audition for sound localization with deep neural network

    Derin sinir ağı ile ses yerelleştirmesi için insan-robot seçmelerinin modellenmesi

    MOHAMMAD IBRAHİM KHLİL AL KARAKI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÜsküdar Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. IHAB ELAFF

  4. Tez No

    1019125

    Kent düzeyinde başarım tabanlı çok boyutlu/çok katmanlı sürdürülebilirlik değerlendirme modeli

    A performance-based multi dimension/multi layer sustainability assessment model at city level

    BURCU ÜLKER ŞENKULAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALAATTİN KANOĞLU

    PROF. DR. ÖZLEM ÖZÇEVİK

  5. Tez No

    199459

    Network optimization problems for disaster mitigation: Network reliability, investment for infrastructure strengthening and emergency facility location

    Afet ile mücadelede ağ optimizasyonu problemleri: Ağ güvenilirliği, altyapı güçlendirmesi için yatırım planlaması ve acil müdahale merkezi yerleştirilmesi

    DİLEK GÜNNEÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Deprem MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. FİKRİ KARAESMEN

    PROF. SERPİL SAYIN

    Y.DOÇ. SİBEL SALMAN

Geri Dön