Computational analysis of visual complexity in architecture: Şehzade Mosque, Süleymaniye Mosque, and Selimiye Mosque

Öz

The design philosophy of Mimar Sinan, who shaped the classical architecture of the Ottoman Empire, is being thoroughly examined by researchers today. Sinan's architectural strategies are evaluated in the context of the social, cultural, political, and religious landscape of the era, leading to intuitive and thoughtful expressions. The most significant of these expressions is that Sinan’s architectural design approach is founded on various layers (form, ornamentation, and material). In this context, understanding the multi-layered structure of Sinan’s designs, in light of previous studies, is crucial. The focus of the article is on the works whose patrons were sultans, to contribute to research on Sinan’s architecture and numerical examinations. The study utilizes the method of 'fractal analysis' as a supplementary measurement tool. The content of the study involves (i) examining the features of Sinan's architecture and the mosques of Şehzade (1543-1548, Istanbul), Süleymaniye (1551-1558, Istanbul), and Selimiye (1568-1575, Edirne) in the light of researchers, (ii) conducting three-layered fractal analyses of the facades and providing mathematical descriptions, and (iii) finally, discussing the conceptual debates on Sinan’s architecture in terms of the temporal differences through numerical analyses. The article analyses Sinan’s temporal evolution and the cultural heritage he left behind using quantitative methods, demonstrating how computational analyses can guide the field of architecture. Furthermore, this study shows how multi-layered fractal analysis can serve as a crucial tool in architectural criticism and evaluation processes.

Anahtar Kelimeler

• Architect Sinan
• Fractal analysis
• Mathematics and architecture
• Şehzade Mosque
• Selimiye Mosque
• Süleymaniye Mosque

Mimaride görsel karmaşıklığın hesaplamalı analizi: Şehzade Camii, Süleymaniye Camii ve Selimiye Camii

Öz

Osmanlı Devleti'nin klasik mimarisine şekil veren Mimar Sinan'ın tasarım anlayışı, günümüzde araştırmacılar tarafından detaylı bir şekilde incelenmektedir. Sinan'ın mimari stratejileri, dönemin sosyal, kültürel, politik ve dini bağlamı üzerinden değerlendirilerek, sezgisel ve düşünsel ifadelere erişilmektedir. Bu ifadelerden en önemlisi, Sinan’a ait mimari tasarım yaklaşımının farklı katmanlar (form, süsleme ve malzeme) üzerine kurulu olduğudur. Bu bağlamda, Sinan'ın tasarımlarının çok katmanlı yapısının, konuyla ilgili yapılan daha önceki çalışmalar ışığında, anlaşılması önem taşımaktadır. Sinan mimarisi hakkında yapılan araştırmalara ve sayısal incelemelere katkı sağlamak amacıyla banileri sultanlar olan eserlerin ele alınması makalenin konusunu oluşturmaktadır. Çalışmada yardımcı bir ölçüm aracı olarak ‘fraktal analiz’ yönteminden faydalanılmaktadır. Çalışmanın içeriğini, (i) Sinan mimarisinin ve Şehzade (1543-1548, İstanbul), Süleymaniye (1551-1558, İstanbul) ve Selimiye (1568-1575, Edirne) camilerinin özelliklerini araştırmacılar ışığında inceleyerek, (ii) eser cephelerinin üç katmanlı fraktal analizlerinin yapılması ve matematiksel tanımlarının sağlanması ve (iii) son olarak Sinan mimarisi üzerinden yapılan kavramsal tartışmalar bağlamında sayısal analizlerin dönemsel farklılıklar açısından ele anılarak karşılaştırılması oluşturmaktadır. Makale, Sinan'ın dönemsel evrimini ve bıraktığı kültürel mirası niceliksel yöntemlerle çözümlemekte ve hesaplamalı analizlerin mimarlık alanında ne kadar yol gösterici olabileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, çok katmanlı fraktal analizin, mimari eleştiri ve değerlendirme süreçlerinde nasıl önemli bir araç olarak kullanılabileceği bu çalışma ile gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Fraktal analiz
• Matematik ve Mimari
• Mimar Sinan
• Şehzade Camii
• Selimiye Camii
• Süleymaniye Camii

Kaynakça

1. 1. Çelebi, S. M., Yapılar kitabı: Tezkiretü'l-bünyan ve Tezkiretü'l-ebniye: Mimar Sinan'ın anıları, Koç Kültür ve Sanat Tanıtım, İstanbul, 2003.
2. 2. Goodwin, G., A history of Ottoman architecture. Thames and Hudson Yayınları, London, England, 1971.
3. 3. Stratton, A., Sinan. Charles Scribner’s Sons Yayınları, Newyork, 299, 1972.
4. 4. Kuran, A., Mimar Sinan. Hürriyet Vakfı Yayınları, İstanbul, 320, 1986.
5. 5. Rogers, J. M., Sinan. Oxford University Press, Oxford, England, 2006.
6. 6. Kuban, D., Sinan’ın Sanatı ve Selimiye. İş Bankası Kültür Yayınları, İstanbul, 2011.
7. 7. Necipoğlu, G.,Sinan Çağı: Osmanlı İmparatorluğu’nda Mimari Kültür, İstanbul Bilgi Üniversitesi Yayınları, İstanbul, 799, 2013.
8. 8. Erarslan A., Mimar Sinan Era Kulliyes in the Ottoman Urban Landscape, BELLETEN, 84 (299), 75-104, 2020.

9. 9. Günay, R., Sinan Neden Bir Tasarım Dehasıdır?, Yem Yayınları, İstanbul, 128, 2019.
10. 10. Harmankaya, N. Ç. A., Mimar Sinan camilerinde sembolizm, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Türkiye, 2017.
11. 11. Tuztaşı, U., Pınar, K. O. Ç., Sinan Anlatısında Metodolojik Benzeşim ve Ayrışımlar: Dört Kaynak Üzerinden Bir Karşılaştırma Denemesi, International Journal of Social Humanities Sciences Research, 4 (14), 1585-1598, 2017.
12. 12. Erzen, J. N., Mimar Sinan estetik bir analiz. Şevki Vanlı Mimarlık Vakfı Yayınları, Ankara, 153, 2005.
13. 13. Yu, R., Gu, N., Ostwald, M. J., Computational design: technology, cognition and environments, CRC Press, 2021.
14. 14. Kuruçay, E., Karadag, İ., Computational Approaches in 21st Century Architectural Design: Defining Digital Representation Methods. Duzce University Journal of Science and Technology, 10 (3), 1201-1217, 2022.
15. 15. Ediz, Ö., Oswald, M. J., The Süleymaniye Mosque: a computational fractal analysis of visual complexity and layering in Sinan’s masterwork, Arq: Architectural Research Quarterly 16, 171–182, 2012.
16. 16. Ostwald, M. J., Ediz, Ö., Measuring form, ornament and materiality in Sinan’s Kılıç Ali Paşa Mosque: an analysis using fractal dimensions, Nexus Network Journal, 17, 5-22, 2014.
17. 17. Kuban, D., Osmanlı Mimarisi. Yem Yayınları, İstanbul, 1-720, 2016.
18. 18. Egli, E., Sinan: Der Baumeister Osmanischer Glanzzeit, 1954.
19. 19. Taut, B., Mimari Bilgisi, Güzel Sanatlar Akademisi, 1938.
20. 20. Eldem, S. H., Türk mimari eserleri, Binbirdirek Matbaaerhk Sanayii Yayınları, 1974.
21. 21. Cansever T., Mimar Sinan, Albaraka Yayınları, 2010.
22. 22. Kuruçay, E., Sinan mimarisinde görsel karmaşıklığın hesaplamalı analizi, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, 2020.
23. 23. Erarslan, A., Structural and Spatial Analysis of the Mosques of the Architect Sinan With Hexagonal and Octagonal Baldachin Systems, Journal of History Culture and Art Research, 10 (3), 1-26, 2021.
24. 24. Idham, N. C., Numan, I., Megadome Evolution in The Ottoman’s Mosques; The Links. Journal of Design and Built Environment, 20 (3), 52-70, 2020.
25. 25. Arslan, A., An Investigation into Spatial Dome Structures of Mimar Sinan Projects. In ICONARCH International Congress of Architecture and Planning; 2020: ICONARCH IV-Space and Process in Architecture and Planning. Konya Technical University Faculty of Architecture and Design, 2020.
26. 26. Özyalvaç, A. N., The pointed arch formations and comparative analysis of Süleymaniye Mosque, İstanbul. International Journal of Social and Humanities Sciences Research (JSHSR), 7 (54), 1518-1530, 2020.
27. 27. Günay, R., Mimar Sinan. YEM Yayın, İstanbul, 234, 2014.
28. 28. Saatçi, S., Mimar Sinan Bir Osmanlı Mucizesi. Ötüken Neşriyat, İstanbul, 2011.
29. 29. Geisler, P., Sinan’s Iconic Practices: Staging Early Modern Ottoman Architecture and Power. Studies on Modern Orient, 303, 2023.
30. 30. Caetano, I., & Leitão, A., Architecture meets computation: an overview of the evolution of computational design approaches in architecture. Architectural Science Review, 63 (2), 165-174, 2020.
31. 31. Gökmen, S., Aykin, Y., Basik, A., Alacam, S., A Recursive Algorithm for the Generative Study of Seljuk Muqarnas in Kayseri and Sivas. Nexus Network Journal, 25 (3), 751-772, 2023.
32. 32. Güzelci, O. Z., Alaçam, S., Bekiroğlu, B., Karadag, I., A machine learning-based prediction model for architectural heritage: The case of domed Sinan mosques. Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 35, 2024.
33. 33. Mandelbrot, B., Fractal geometry of nature. W. H. Freeman and Company, New York, 468, 1982.
34. 34. Bovill, C., Fractal geometry in architecture and design, 1996.
35. 35. Jahanmiri, F., Parker, D. C., An overview of fractal geometry applied to urban planning. Land, 11 (4), 475, 2022.
36. 36. Yu, R., Ostwald, M.J., Gu, N., Mathematically defining and parametrically generating traditional Chinese Private Gardens of the Suzhou Region and Style. Environment and Planning B: UrbanAnalytics and City Science, 45, 44-66, 2018.
37. 37. Driscoll, J. C., Fractal Patterns as fitness criteria in genetic algorithms applied as a design tool in architecture. Nexus Network Journal, 23 (1), 21-37, 2021.
38. 38. Driscoll, J.C., Fractal Patterns as Fitness Criteria in Genetic Algorithms Applied as a Design Tool in Architecture, Nexus Network Journal, 23, 21–37, 2021.
39. 39. Vaughan, J., A computational fractal analysis of wright’s Kaufman house in the context of his theories and domestic architecture. Ph.D. Thesis, The University of Newcastle, Faculty of Architecture, Callaghan, Australia, 2017.
40. 40. Yıldız, M. A., Ertosun Yıldız, M., Beyhan, F., Developing Dynamic and Flexible Façade Design with Fractal Geometry. Journal of Architectural Sciences and Applications, 8, 1-14. 2023.
41. 41. Lionar, M.L., Ediz, Ö., Measuring Visual Complexity of Sedad Eldem’s SSK Complex and Its Historical Context: A Comparative Analysis Using Fractal Dimensions, Nexus Network Journal, 22, 701–715, 2020.
42. 42. Lee, J. H., Ostwald, M. J., Fractal dimension calculation and visual attention simulation: assessing the visual character of an architectural façade. Buildings, 11 (4), 163, 2021.