İnşaat Tasarımında Sanal Gerçeklik Uygulamaları ve Programları

Sanal Gerçeklik teknolojileri ile tasarım sürecinin her adımında geri bildirim almak mümkündür. İnşaat sektöründe tasarım süreçleri, paydaşların çeşitliliğine göre; çeşitli düzeylerde bilgi ile çeşitli seviyelerde temsil edilir.  Tasarım incelemelerinde günümüzde hala en yaygın yöntem; proje çıktıları üzerinden inceleme ya da bilgisayar destekli 2D tasarım analiz kullanımıdır.

Geleneksel olan bu yöntemlerin tasarım hatalarından kaynaklanan çakışma tespitinin olmaması, otonom alternatif modeller üretememesi nedeniyle işlevselliği de zayıflamıştır. 3D tasarım modelleri, zaman içinde proje sürecinde daha kolay değişiklik yapılmasını sağlayan fiziksel modellerinin yerine geçmiştir. BIM platformları bu tasarım süreçlerinin simülatif değerini göstermiştir

Sanal Gerçeklik araçların gerçek dünyayı simüle edebilme kapasitesi, İnşaat sektöründe proje paydaşlarının tasarım sorunlarını, çözüm önerilerini kolektif biçimde tanımlamasını ve proje yapım gerçekleşmesinden önce çözüm geliştirmesini sağlayabilir.  Sanal gerçeklik teknolojileri tasarım süreçlerinde gerek tasarımın ihtiyaç duyduğu konunun bir parçası olarak, gerekse ortaya çıkan problemlere göre birçok özgün çözüm geliştirmektedir.

1.Tasarım Görselleştirme ve Ölçeklendirme Sanal Gerçeklik Programları

Visidraft, SketchUp, InSiteVR, tarzı uygulamalar tasarım görselleştirme uygulamalardır. BIM platformları ile güdümlü çalışabilen uygulamalardır. Bu arada BIM  hakkında detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz; BIM (Yapı Bilgi Modellemesi)

2D tasarım çıktılarının istenilen anda 3D ve sanal gerçeklik modellemelerine dönüştürülmesi gibi amaçlarla kullanılırlar. Örneğin akıllı cihazların kameraları ile kullanıcı pratik işlemler gerçekleştirebilir. Uygulamalar ile sanal nesneler tasarım alanına yerleştirilerek, alanda eişilebilen tüm öğelerin birbirlerine göre konumlamaları gözlenebilir. Hesaplamalar yapılabilir. Visidraft; AutoCAD, Revit ve 3DS Max platformları ile uyumlu çalışırken SketchUp ise; Nemetschek Vectorworks ve ArchiCAD platformlarıyla uyumludur. Proje tasarımından yapı ömrü tamamlanmasına kadar kullanımları devam eder.

1.1.Visidraft

Visidraft yazılımı, 3D CAD modelinde bina ürünleri ve tefrişat gibi diğer unsurları görmesini sağlamak için kendi adını taşıyan uygulama geliştirmiştir. Uygulama, Autodesk’in AutoCAD, Revit ve 3DS Max platformlarının yanı sıra Trimble’ın SketchUp, Nemetschek Vectorworks ve Graphisoft’s ArchiCAD modelleriyle senkronize kullanılabilir. Ayrıca uygulma ile farklı veri çıktıları alınabilir. Farklı seviyelerde kişisel özelleştirme seçenekleri vardır.

Visidraft yazılımı, 3D CAD modelinde bina ürünleri ve tefrişat gibi diğer unsurları görmesini sağlamak için kendi adını taşıyan uygulama geliştirmiştir. Uygulama, Autodesk’in AutoCAD, Revit ve 3DS Max platformlarının yanı sıra Trimble’ın SketchUp, Nemetschek Vectorworks ve Graphisoft’s ArchiCAD modelleriyle senkronize kullanılabilir. Ayrıca uygulma ile farklı veri çıktıları alınabilir. Farklı seviyelerde kişisel özelleştirme seçenekleri vardır.

İnşaat Sektöründe kullanılan Sanal Gerçeklik araçları arasında en yaygın bilinenlerden bir uygulma aracıdır. Visidraft faydalanıcı etrafında 4D tasarım modelleri sunar. Kullanıcı sanal imgeleri konumlandırdığında, Visidraft hedef alanda bulunan bütün nesneler arasındaki mesafelerini otonom olarak hesaplayıp kişinin mekan içinde Visidraft; Revit, ArchiCAD ve Nemetschek Vectorworks, Bentley yazılım eklentileri ile uyumlu çalışmaktadır.  Bu araçlardan Revit; parametrik modelleme yöntemiyle 3D-4D parametrik nesne tabanlı tasarıma izin veren bir yazılımdır. Windows işletim sisteminde çalışan Revit benzeri platfomrlar ile Kat planlarını, yükseklikler, tasarım alt kısımları ve 3 boyutlu görünümleri otomatik olarak güncellenebilir, revize edilebilir. Bu işlemler geleneksel yöntemlerdeki gibi en baştan tasarımın bütününe yönelik değişimler gerektirmez.

1.2.SmartReality

Smartreality, inşaat sektörü için geliştirilen bir başka yazılımdır. Revit benzeri 4DBIM platformları ile uyumlu çalışmaktadır. Tasarımı istenilen 2D çalışmalar akıllı telefon veya tablet ile birlikte kullanılabilmektedir. Oculus Rift, Epson, HTC türü HMD cihazlar ile Sanal Gerçeklik kulaklıklarla tasarımları simülasyona dönüştürmede kullanılmaktadır.

Yazılım kısaca kâğıt ortamındaki proje çıktılarından akıllı mobil cihazlar ile simülasyon geliştirmede etkili çözümler üretir. SmartReality, Google Project tarama yazılımıyla uyumlu çalışır. Oculus Rift VR için Leap Motion uygulamasıyla kullanım sırasında kulaklık ve mikrofon ile ses yönergeleri ile etkileşime izin vermektedir. BIM platformlarında işlevsel olan uygulama, yalın halindeki yapının incelenecek kısımlarının proje gereği yapılacak işleri yapım sırasına göre simülatif olarak izlemeye de izin verir. SmartReality gibi uygulamalar, kullanıcıların herhangi bir 2D planında 3D modeller oluşturulurken OrthoGraph, Pair 3D gibi uygulamalar, mühendis ve mimar tasarımcılar tarafından kullanılabilmektedir.

1.3.AR Sketchwalk

Ar Sketchwalk, üzerinde çalışılan bir tasarımın 2D çıktıları üzerinden Artırılmış Gerçeklik simülasyonu geliştiren uygulamadır. Proje üzerinde izlenim edinme, gelişim takibi benzeri fonksiyonel özelliklere sahiptir. Aşağıdaki şekilde görülen uygulama örneğinde, 2D proje çıktı verisi akıllı cihaz yardımıyla simüle edilmektedir. Uygulama örneğinde 2D veriler üzerine 3D görüntüler eklenerek tasarım detayları daha net incelnemebilmektedir.

Mobil akıllı cihazlar proje karmaşık kısımlarını daha yoğun ölçeklerde, kısımlar arası yer değiştirmelere izin vererek takip imkânı tanır. Eğitimde, İş sağlığı ve güvenliğine yönelik adaptasyon çalışmalarında, pazarlama benzeri işlevlerde kullanımı mümkündür.

1.4.Wakingapp

Wakingapp ile Sanal Gerçeklik ve Artırılmış Gerçeklik teknolojilerinin her ikisini de uygulanabilmektedir. Uygulama; artırılmış gerçeklik, sanal gerçeklik ve hologramlar ile içerik oluşturmakta faydalıdır. Uygulamanın önemi; yazılım bilgisi tecrübesi olmayan herhangi bir işletmenin kısa süreler içerisinde içinde Sanal Gerçeklik- Artırılmış gerçeklik görüntüleri elde edebilmelerini sağlar. Yazılım yine bir eklenti yazılım olup 3D modellerini 30 dakika gibi kısa sürede dönüştürebilmektedir.

2.Çakışma Tespiti için Kullanılan Sanal Gerçeklik Programları

Gerçekleştirilmesi planlanan projenin tasarım aşamasında çakışmaların tespit edilmesi beklenir. Bu şekilde büyük ölçekli projelerde zaman, maliyet, güvenlik kazanımları sağlanır. Proje teftişinden kaynaklanan zaman kayıplarının ve aksamaların engellenmesi amacıyla sanal gerçeklik araçları kullanılmaktadır. Zayıflıkların tespiti, çakışmaların ortaya çıkarılması BIM uygulamaları ile öncelikle hedeflenen amaçlar arasındadır. Çakışma Analizi BIM platformlarının karakteristik özelliklerinden biridir.

2.1.GAMMA AR

GAMMA AR uygulaması şantiye denetimi ve incelenmesinde kullanılan işlevsel bir uygulamadır. GAMMA AR uygulaması ile şantiye ortamında gerçekleştirilen ilerlemeyi izlenirken, Artırılmış Gerçeklik tekniğiyle hataların elemine edilmesinde kullanılır. Uygulama ile daha hızlı proje simülasyonu elde edilerek proje denetlenmesinde zaman kazanımı sağlanır. Gama AR, tüm proje döngüsü boyunca kapsamlı tasarımlarda hızlı biçimde çakışma tespitini yaparak tasarım revizyonuna yardım eder.

Gamma AR BIM uygulama projelerinde parametrik modelleme ile geliştirilen IFC tabanlı 3D model nesnelere bağlama sürecinin müsait şekilde yönetilmesi ile çalışır. Gamma AR uygulaması BIM platformlarına hizmet ederken, müşteri gözlem ihtiyaçlarını karşılamaktadır.

Çakışma Analizi yapan Gamma AR türü programlar ile Parametrik tasarım projelerde tasarımın çalışanın istediği yönde özelleştirilmesi ile kişisel seçenekleri uygulama imkânı vardır.

3.Proje Sunumu için Kullanılan Sanal Gerçeklik Programları

Sanal Gerçeklik teknolojilerinin gelişimi ile pratik çözümler farklı ihtiyaçları karşılamaktadır. Sanal Gerçeklik teknolojileri, kullanıcılara bilgisayar destekli ya da ölçekli 2D tasarım modelli sunumdan farklı olarak, Sanal Gerçeklik ortamında dijital versiyonunu sunar. Sanal Gerçeklik, gerçek dünyanın dijital temsilini oluştururken, Karma Gerçeklik ise; gerçek dünya ile sanal simülasyonun, fiziksel ve dijital nesnelerin bir arada görselleştirildiği ortamlar yaratır.

3.1.Cave

Cave İngilizce ‘Computer Assisted Virtual Environment’ açıklamasının kıasltması olup Türkçe karşılığı olarak Tam Katılımlı Ortamlar, Sanal Gerçeklik Odası, Bilgisayar Destekli Sanal Ortam gibi farklı biçimlerde ifade edilebilmektedir. Günümüzde BIM platformları ile entegre çalışan bir diğer Sanal Gerçeklik uygulaması CAVE’dir. Proje simüle etme, 3D model geçişleri, tasarım yapı analizleri, çakışma analizi ile eğitim programlarına yönelik çözümleri gelişmiştir. Proje sunumları, analizleri cave araçları ile yapılabilmektedir.

Cave ile bir duvar ya da duvarların tamamen dijital ekranlardan oluştuğu oda olarak geliştirildiği ortamda Sanal Gerçeklik çözümler üretir. Cave’ in büyük ekranda HMD cihazlar olmadan da kullanımı HMD cihazlarının beraberinde getirdiği sağlık sorunlardan kullanıcıyı alıkoyar. Karmaşık tasarımları ve gelişmiş konsept tasarımları incelemeden faydalıdır.

 

El ve baş hareketleri ile sensor teknolojileri ile simülasyon içinde hareket etmek mümkündür. Cave’ in diğer uygulamalara farklarından bir diğeri tasarımın farklı ölçeklemelerle incelenebilmesidir. Şekil 3.6’da kullanıcı hareketleri ile Cave aracında simülatif olarak ilerleleyerek tasarım incelemesi gerçekleşitirir. CAVE uygulamalar GPS tabanlı sistemlerle senkronlu olarak aktif yapılabilir. Çalışanlar, iş makineleri ve tesis aktif olarak izlenebilir.

3.2.Arup Soundlab

Sanal gerçeklik pratikleri genelde görsel alanla etkileşimli çalışmaktadır. Ancak ses koku tarzı unsurları da çalışmalara dahil uygumalar bulunmaktadır. Arup Soundlab, inşaat sektörü tasarımcılarının projede gereksinim duyulan sesi karşılamakta faydalı bir araçtır. Trafik simülasyonu gerektiren otoyol projesi, eğlence merkezleri ya da doğası gereği sessizlik isteyen kütüphane, okul tarzı projelerde ses faktörü önemli bir tasarım unsurudur. Yapılacak modifikasyonlar ses yoğunluğu azaltılabilir ya da arttırılabilir. Yapımı planlanan inşaat projelerinde ses uygulamaları faydalı ve gereklidir.

3.3.Arki

Arki, inşaat tasarımcılarının yapımı planlanan proje alanı üzerine kurulacakları gerçek arazi üzerine bir mimari projeyi yerleştirmelerini sağlayan akıllı cihazlarla çalışabilir artırılmış gerçeklik uygulamasıdır. Bu çözüm özellikle müşterilerine gelecekteki evlerinin bir ön izlemesini gösterebilen konut yapımı alanında faydalı olacaktır.

Şekilde açık alanda yapımı planlanan yapının artırılmış gerçeklik ile herhangi bir işlem başlamadan önce tasarlanmış hali bulunmalıdır. Arki benzeri Artırılmış Gerçeklik teknolojileri inşaat mühendisliği olduğu kadar mimari tasarımlarda kullanılmaktadır. Tasarım revizyonlarını azaltırken maliyet, zaman kazanımında yararlı uygumlalardır.

3.4.Enscape

İnşaat Endüstrisinde Sanal Gerçeklik teknolojilerinden en çok talep edilen ve en karmaşık sanal gerçeklik çözümlerinden biridir. 3D model yazılıma yüklendikten sonra, kullanıcı yapının bütün kısımlarında gezinebilir ve üzerinde ihtiyaç duyulan tasarım yeniliğini gerçekleştirilebilir. Gerçekleştirilen her değişim Enscape ile zaman, konum bilgileri dahilinde kaydedilir. Bu şekilde projede paydaşları tasarımda kimin ve ne zaman hangi revizyonları yaptığını bilir.

Enscape, tasarımın nihai halinin ne şekilde görüneceğine dair tam bütün unsurları (hava olayı, ağaç, su, sesler ve alternatif taslaklar vb.) içerecek şekilde sunum yapabilir.

3.5.InSiteVR

Sanal Gerçeklik teknolojilerinde, tasarım paydaşları sanal bir ortamda bir arada bulunarak işbirliği içinde çalışabilirler. InSiteVR bu formatta çalışan uygulamadır. Mimar, Mühendis ve diğer paydaşlar 4D proje üzerinde eşgüdümlü çalışırken kolektif değişiklikler yapmaları sağlanır. Proje paydaşları herhangi bir çıktı almadan ya da tasarım verilerini çıktı olarak aktarmadan proje üzerinde beraber Sanal Gerçeklik ortamda InsiteVR üzerinde çalışabilir. InsiteVR BIM 360 platformu ile uyumlu çalışan bir araçtır.

 

Kullanıcılar sanal alanı eş zamanlı gezerken, kişisel tespitler tasarıma not olarak düşülmüştür. InsiteVR ile konuşma metinleri, geliştirilerek ek tasarım bilgileri hatta Sanal Gerçeklik ortamında ortak üretilen proje verileri senkronize biçimde kaydedilme olanağı sunar.

3.6.EON Icube

EON Icube Kullanıcının görüntü ve sesle çevrili, çok duvarlı Sanal Gerçeklik teknolojisidir. Örneğin aynı anda Sensorlu cihazlar olan veri eldiveni, joystick ve hareket izleme tertibatı ile senkronize çalışabilir. Yapının iç yüzeyine dair nitelikli çözümler sunar.

 

Kaynaklar: 
Muhammed GENÇ-SANAL GERÇEKLİK TEKNOLOJİLERİNİN, İNŞAAT ENDÜSTRİSİNDE VE İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNDE KULLANILABİLİRLİĞİ 
Muhanna, M. A. (2015). Virtual reality and the CAVE: Taxonomy, interaction challenges and research directions. Journal of King Saud University-Computer and Information Sciences, 27(3), 344-361. 
Park, C. S., KIM, H. J. (2013). A framework for construction safety management and visualization system. Automation in Construction, 33, 95-103. 
Rahimian, F. P., Arciszewski, T., & Goulding, J. S. (2014). Successful education for AEC professionals: case study of applying immersive game-like virtual reality interfaces. Visualization in Engineering, 2(1), 4.
Ruppel, U., & Schatz, K. (2011). Designing a BIM-based serious game for fire safety evacuation simulations. Advanced engineering informatics, 25(4), 600-611.
Sacks, R., & Barak, R. (2008). Impact of three-dimensional parametric modeling of buildings on productivity in structural engineering practice. Automation in Construction, 17(4), 439-449.