Between Virtuality and Physicality in Architecture: An Analysis of the Virtual Realm through the Lens of User Experience

Abstract

Technology-driven progress and the diversification of virtual world applications have impacted technology-based practices as well as the field of architecture, leading to various transformations. Architecture, being a practice based on imagination, functionality, history, and application, has been one of the areas most affected by virtual technologies. In the context of architecture-technology interaction, this research seeks to answer the following question: "How is the virtual universe transforming architecture, what are the applications and contents that create this change, and how is this transformation evaluated by users within architectural practice? Within this scope, the study examines the role of virtual technologies in architecture, investigates the forms of virtual universe experience among architects, architecture students, and academics within architectural practice, and focuses on transformative possibilities. The study addresses the architectural design methods and tools used in practice through a literature review, and discusses their areas of application and potential based on research data on how they are perceived by users within architectural practice. For this purpose, Virtual Reality and its subcomponents, including computational design, BIM, and parametric design, were examined as current architectural virtual environment applications and interpreted through user experiences. Thus, the concepts of physical and virtual were explored through virtual applications and user experience. The aim of the research is to clarify, through user experiences, whether current digital applications used in architectural design offer an innovative and original field of research for architectural practice. The research findings reveal that the use of virtual environment applications in architecture enhances spatial quality, saves time and money, and facilitates problem solving. Based on user experiences, it was observed that virtual applications blur the boundaries between the virtual and physical in architecture, leave the mind in limbo, and acquire qualities that question reality.

Keywords

• Virtual Universe
• Architectural Design
• User Experience
• Metaverse
• Computational Design

MİMARLIKTA SANALLIK VE FİZİKSELLİK ARADANLIĞINDA; SANAL EVRENE BAKIŞIN KULLANICI DENEYİMİ ÜZERİNDEN İNCELENMESİ

Abstract

Teknoloji esaslı ilerleme ve sanal evren uygulamaların çeşitlenmesi, teknoloji tabanlı pratikleri etkilediği gibi mimarlık alanını da etkilemiş ve çeşitli dönüşümlere neden olmuştur. Mimarlık hayal gücüne, işlevselliğe, tarihe ve uygulamaya dayanan bir pratik olması sebebiyle, sanal teknolojilerden en çok etkilenen alanlardan biri olmuştur. Mimarlık-teknoloji etkileşimi bağlamında araştırma şu soruya cevap aramaktadır: "sanal evren, mimarlığı nasıl dönüştürmekte, bu değişimi oluşturan uygulamalar ve içerikleri nedir ve bu dönüşüm mimarlık pratiği içinden kullanıcılar tarafından nasıl değerlendirilmektedir? Çalışma, bu kapsamda sanal teknolojilerin mimarlıktaki rolünü incelemekte, mimarlık pratiği içinden olan mimarlar, mimarlık öğrencileri ve akademisyenlerinin sanal evren deneyim biçimlerini incelemekte ve dönüştürücü olasılıkları üzerinde durmaktadır. Çalışma pratikte kullanılan mimari tasarım yöntem ve araçlarını literatür araştırması yöntemiyle ele almakla, mimarlık pratiği içinden kullanıcılar tarafından nasıl algılandığına yönelik araştırma verileriyle, kullanım alanlarına ve potansiyellerine değinmektedir. Bu amaçla Sanal Gerçeklik ve alt bileşenleri; hesaplamalı tararım, BİM ve paramedik tasarım gibi güncel mimari sanal evren uygulamaları incelenmiş olup; kullanıcı deneyimleri üzerinden yorumlanmıştır. Böylece fiziksel ve sanal kavramları sanal uygulamalar üzerinden ve kullanıcı deneyimi üzerinden irdelenmiştir. Araştırmanın hedefi, mimari tasarım alanında kullanılan güncel dijital uygulamaların, mimarlık pratiği için yenilikçi ve özgün bir araştırma alanı sunup sunmadığının kullanıcı deneyimleri üzerinden netleştirilmesidir. Araştırma bulguları, sanal evren uygulamalarının mimarlıkta kullanımının mekânsal niteliği artırdığı, zamandan ve maliyetten tasarruf sağladığı, problem çözmede kolaylık sağladığı tespit edilmiştir. Kullanıcı deneyimleri doğrultusunda sanal uygulamaların, mimarlıkta sanal ve fiziksel olan ile arasındaki sınırları bulanıklaştırdığı, zihinsel olarak arafta bıraktığı ve gerçekliği sorgular nitelik kazandığı görülmüştür.

Keywords

• Sanal Evren
• Mimari Tasarım
• Kullanıcı Deneyimi
• Metaverse
• Hesaplamalı Tasarım

References

1. [1] Chan, C.S. (1997). Virtual Reality in Architectural Design. In CAADRIA, 97(April), 1-10.
2. [2] Jongwook Lee et al. (2019) ‘Context-aware risk management for architectural heritage using historic building information mode- ling and virtual reality. Journal of Cultural Heritage. 38: 242–252.
3. [3] Rane, N.L.;Choudhary, S. & Rane, J., (2023). Leading-edge technologies for architectural design: a comprehensive review. SSRN Electronic Journal. 10.2139/ssrn.4637891.
4. [4] Popper, K. (1979). Objective knowledge (p. 155). Oxford University Press.
5. [5] Baudrillard, J. (2003). Simülakrlar ve Simülasyon (O. Adanır, Çev.). İstanbul: Doğu-Batı Yayınları.
6. [6] Merleau-Ponty, M. (2012). Phenomenology of perception. Routledge.
7. [7] Lefebvre, H. (1991). The production of space. Blackwell.
8. [8] Baudrillard, J. (1994). Simulacra and simulation (S. F. Glaser, Trans.). University of Michigan Press. (Original work published 1981)

9. [9] Merleau-Ponty, M.( 1996). The Merleau-Ponty Aesthetics Reader: Philosophy and Painting; Northwestern University Press: Evanston, IL, USA,p. 65.
10. [10] Zumthor, P. (2002). Atmospheres: Architectural environments – Surrounding objects. Birkhäuser.
11. [11] Fortkamp, S. (2002). Body, emotion, architecture: A phenomenological reinterpretation (Master’s thesis, University of Cincinnati, Cincinnati, OH, USA). Foucault, M. (1995). Discipline and punish: The birth of the prison, New York: Vintage Books.
12. [12] Pallasmaa, J. (2005). The eyes of the skin: Architecture and the senses. Wiley.
13. [13] Foucault, M.; Miskowiec, J. (1986). Of other spaces. Diacritics, 16(1), 22-27.
14. [14] Piovesan, S. D., Passerino, L. M., & Pereira, A. S., 2012, Virtual reality as a tool in the education, IADIS International conference on cognition and exploratory learning in digital age, 19-21 October 2012 Spain, Madrid, Springer, 295-298.
15. [15] Can, T., & Şimşek, İ., 2016, Eğitimde Yeni Teknolojiler: Sanal Gerçeklik, Eğitim Teknolojileri Okumaları 2016, In: İşman, A., Odabaşı, H., F., & Akkoyunlu, B., (ed), 21, TOJET, Ankara, ISBN: 978-605-318-448-5, 30-42.
16. [16] Aksu, M., 2019, Mobil cihazlarda BIM – Sanal Gerçeklik (VR) görselleştirme entegrasyonu ve uygulamaları, Yapı Bilgi Modelleme, 1(2), 74-86.
17. [17] Mihelj, M., Novak, D., Beguš, S., 2014, Virtual reality technology and applications, Springer, Dordrecht, ISBN: 978-94-007-6909-0.
18. [18] Milgram, P.; Takemura, H.; Utsumi, A. & Kishino, F.(1995), Augmented reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum. In Telemanipulator and telepresence
19. [19] Shouman, B., Othman, A.A.E. and Marzouk, M. (2022). Enhancing Users Involvement in Architectural Design Using Mobile Augmented Reality. Engineering, Construction and Architectural Management, 29(6), 2514-2534.
20. [20] Lee, J. G., Seo, J., Abbas, A. and Choi, M. (2020). End-Users’ Augmented Reality Utilization for Architectural Design Review. Applied Sciences, 10(15), 5363.
21. [21] Holley, D., & Hobbs, M. (2020). Augmented Reality For Education. In: Peters, M.A and Heraud, R., eds. Encyclopedia of Educational Innovation. Delhi, India: Springer Nature
22. [22] Künüçen, H. H. & Samur, S. (2021). Dijital Çağın Gerçeklikleri Sanal, Artırılmış, Karma ve Genişletilmiş Gerçeklikler Üzerine Bir Değerlendirme. Yeni Medya, 2021 (11), 38-62. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/yenimedya/ issue/67044/995540
23. [23] Milgram, P., & Kishino, F. (1994). A Taxonomy of mixed reality Visual Displays. IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems, 77(12), 1321–1329.
24. [24] Yang, K.; Zhou, X.; Radu, I. XR-ed(2020), framework: Designing instruction-driven and Learner-centered extended reality systems for education. arXiv, arXiv:2010.13779.
25. [25] Dounas, T., Lombardi, D. and Jabi, W. (2021). Framework for Decentralised Architectural Design BIM and Blockchain Integration. International Journal of Architectural Computing, 19(2), 157-173.
26. [26] D’Amico, A., Bergonzoni, G., Pini, A. and Currà, E. (2020). BIM for healthy buildings: An Integrated Approach of Architectural Design Based on IAQ Prediction. Sustainability, 12(24), 10417.
27. [27] Zheng, H. and Yuan, P.F. (2021). A Generative Architectural and Urban Design Method Through Artificial Neural Networks. Building and Environment, 205, 108178.
28. [28] Suphavarophas, P., Keonil, N. and Bunyarittikit, S. (2023). Generative Design Process for Alternative Creation of Architectural Design: Application of Willis Tower Shading Analysis Case Study. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1217(1), 012016. IOP Publishing.
29. [29] Nagy, D., Lau, D., Locke, J., Stoddart, J., Villaggi, L., Wang, R., ... and Benjamin, D. (2017) Project Discover: An Application of Generative Design for Architectural Space Planning. In Proceedings of the Symposium on Simulation for Architecture and Urban Design, May, 1-8.
30. [30] Gu, N., Yu, R. and Behbahani, P. A. (2021). Parametric Design: Theoretical Development and Algorithmic Foundation for Design Generation In Architecture. Handbook of the Mathematics of the Arts and Sciences, 1361-1383.
31. [31] Ampanavos, S., Nourbakhsh, M. and Cheng, C.Y. (2021). Structural Design Recommendatio in the Early Design Phase Using Machine Learning. In International Conference on Computer-Aided Architectural Design Futures , July, 190-202, Springer Singapore, Singapore.
32. [32] Cheng, T., Tahouni, Y., Wood, D., Stolz, B., Mülhaupt, R. and Menges, A. (2020). Multifunctional Mesostructures: Design and Material Programming for 4D-printing. In Proceedings of the 5th Annual ACM Symposium on Computational Fabrication, November, 1-10.
33. [33] Ghazal, A.F., Zhang, M., Mujumdar, A.S. and Ghamry, M. (2023). Progress in 4D/5D/6D Printing of Foods: Applications and R&D Opportunities. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 63(25), 7399-7422.
34. [34] Mancuso, I., Petruzzelli, A. M., & Panniello, U. (2023). Digital business model innovation in metaverse: How to approach virtual economy opportunities. Information Processing & Management, 60(5), 103457. https://doi.org/10.1016/j.ipm.2023.10345
35. [35] Tapscott, D. (2022). How to build the digital economic system of the Metaverse.
36. [36] Ding, Y., Huang, W., Liang, H., Wang, Y., Yang, C., & Wang, H. (2024). A Fast Cross‐Chain Protocol Based on Trusted Notary Group for Metaverse. International Journal of Network Management, e2302. https://doi.org/10.1002/nem.2302
37. [37] Bao, W., Hudders, L., Yu, S., & Beuckels, E. (2024). Virtual luxury in the metaverse: NFT-enabled value recreation in luxury brands. International Journal of Research in Marketing. Doi : 10.1016/j.ijresmar.2024.01.002.
38. [38] Lin, H., Wan, S., Gan, W., Chen, J., & Chao, H. C. (2022, December). Metaverse in education: Vision, opportunities, and challenges. In 2022 IEEE International Conference on Big Data (Big Data) (pp. 2857-2866). IEEE. DOI: 10.1109/BigData55660.2022.10021004
39. [39] Onat, N.; Aluçlu, İ. “3D Spaces in Architecture: Structural Examples and User Experience in Bitlis /Mimaride 3 Boyutlu Mekânlar: Bitlis’te Yapısal Örnekler ve Kullanıcı Deneyimi.” Near East University Journal ofNear Architecture (Yakın Mimarlık Dergisi), Cilt 9, Sayı 2, 2025, ss. 107-130.https.//doi.org/10.32955/neujna202592
40. [40] Onat, N.; Aluçlu, İ. “Mimarlıkta Kullanılan Dijital Teknolojilerin Yapısal Dönüşümü: Mevcut Durum ve Fırsatlar.” Uluslararası Akademik Birikim Dergisi, Cilt 8, Sayı 4, ss. 788–802, 2025. DOİ:10.5281/zenodo.17406166