BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM


3D Modelleme: 3D bilgisayar grafiklerinde, 3D modelleme ya da doğrudan modelleme bir cismin 3 boyutlu şekilde bütün yüzeyleriyle matematiksel ifadesidir. 

3D modelleme otomatik veya manuel olarak yapılabilir. Manuel olarak tasarlanacak objeye geometrik model hazırlamak bir nevi plastik sanatla ya da heykeltıraşlıkla uğraşmaya benzer. Bu modeller çeşitli geometrik şekillerin birleşimi ile ortaya çıkar. Bütünsel bir sistemde üçgen, çember, doğru ve eğriler kullanılır.

Bilgisayar programlarının yaygınlaşmasından önce de 3D modellemeler vardı. Günümüzde 3D modeller çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Tıp sektöründe organların üç boyutlu modelleri oldukça etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Bunun için veri MR makinesinde çekilen çok sayıdaki iki boyutlu fotoğrafın birleştirilmesiyle ortaya çıkıyordu. Sinema sektöründe özellikle animasyon görüntülerde yaygın bir şekilde 3D modellemeler kullanılmaktadır. Oyun sektörü yine birçok bilgisayar oyununda 3D modellemeleri detaylı bir şekilde kullanmaktadır.

Modellemenin Cinsi:

3D tasarım iki şekilde yapılabilir. Bunlar katı modelleme ve yüzey modelleme şeklindedir. Katı modelleme modellenecek cismin gerçek hacmiyle birlikte görüntüsünü yansıtır. Bu tip modellemeler oldukça gerçekçi görünür ancak bunun sonucu olarak ortaya konması da zordur. Örneğin bir taşın modeli yine aynı şekli taşıyan 3 boyutlu bir taş ile ortaya konur. Sağlık ve mühendislik alanındaki simülasyonlar görsel değildir. Bu nedenle bu alanlarda katı modelleme daha çok kullanılır.

Yüzey modellemede ise hacim modellenmez. Sadece var olan objenin kabuk kısmı sınır 
teşkil etmesi açısından modellenir. İçerisi boşaltılmış bir yumurta düşünün. Aynen o 
şekilde sınırları belirli ancak içi boş modeller yüzey modelleme ile elde edilir. Bu tarz modeller daha kolay ortaya çıkar ancak üretim için katı modelleme kadar yeterli değildir.

Modelleme Süreci

Bir modeli ortaya koyarken 3 tane yaygın yöntem bulunmaktadır. Bunlar şöyledir:

Çokgen modelleme: 3 boyutlu uzayda tanımlı olan düğüm noktaları birbirlerine çeşitli doğrularla bağlanırlar. Bunlar birlikte bir çokgen modeli oluştururlar. Günümüzde en çok kullanılan modelleme yönetimidir. Bunun nedeni bilgisayarların bu modelleri çok kolay algılaması ve uygulamaya koyabilmesidir. Buna rağmen çokgen modellemelerde elde edilen model düzlemseldir. Bu nedenle de eğrisel görüntüler ancak doğrular kullanılarak belli yakınlıkta çizilebilir.

Eğrisel modelleme: Yüzeyler bu tarz bir modellemede eğriler ile ifade edilirler. Bu 
eğriler çeşitli noktaların kaynaştırılmasıyla ortaya çıkar. Bu noktalar eğriler üzerindeki hayali noktalardır. Her noktanın eğri üzerinde bir ağırlığı vardır. 

Dijital heykelleme: Modellemede son derece yeni olan bir sistemdir. Yaygınlaşmaya sadece son birkaç yılda başlamıştır. Bu sistemde resim görüntüsünün içerisinde gerekli noktalar alınarak heykelleme yapılır. Dijital modelleme ile ortaya konan modellerde çok güzel bir görüntü ortaya çıkar.

Modellemede kullanılan birçok değişik teknik vardır. Bu teknikleri gerçekleştirmek 
içinse birçok yazılım mevcuttur. Cinema 4D, Maya, Blender ve Solid Thinking en yaygın kullanılan uygulamalardır. Bunların yanında mühendislik tasarımlarında yoğun olarak kullanılan AutoCAD, SolidWorks ve Rhino programları da 3D tasarım için kullanılmaktadır. Daha komplike yapılar ise birden fazla sistemi kullanarak ortaya modeli koyar. Aynı modelde hem eğri, hem doğru hem de çokgen kullanılabilir.

Blender: https://www.blender.org/

Dersler: https://www.youtube.com/watch?v=hpjmXIPE8XY&list=PLCmEFn0e7sbuILbfN9_GCsAXRzVF9nPxC&index=1 

Biyotaklit Nedir?

İnsanların doğada bulunan sistemleri taklit ederek veya bunlardan ilham alarak insanların problemlerine çözüm getirmeyi amaçlayan özellikle nanoteknoloji, robot teknolojisi, yapay zeka, biyomedikal endüstri ve askeri donanım gibi alanlarda kullanılmak üzere mühendislik yaklaşımları ile geliştirdikleri malzeme, alet, mekanizma ve sistemlerin tümünü inceleyen bilim dalıdır.

Kelime anlamı biyolojik taklit olan biyomimetik, doğada olup biten tüm olayların bir taklidini, bir kopyasını teknoloji kullanarak makineleşmeye aktarılmasını konu edinmiştir. Kısacası doğanın taklit edilmesine biyomimetik denir.

Biyomimetik, insanların doğada bulunan sistemleri taklit ederek yaptıkları maddelerin, aletlerin, mekanizma ve sistemlerin tümünü ifade eden bir terimdir.
Doğadaki tasarımlar örnek alınarak yapılan aletlere, özellikle nanoteknoloji, robot teknolojisi, yapay zeka (AI), tıbbi endüstri ve askeri donanım gibi alanlarda kullanılmak için gerek duyulmaktadır.

Doğadaki tasarımlar en az malzeme ve enerji ile en fazla verim almaları, kendi kendilerini onarma özellikleri, geri-dönüşümlü ve doğa-dostu olmaları, sessiz çalışmaları, estetik, dayanıklı ve uzun ömürlü olmaları bakımından teknolojik çalışmalara örnek teşkil ederler. 

Biyotaklit Örnekleri

•Arı kuşlarının 10 gramdan daha az bir yakıtla Meksika Körfezi'ni geçebilmeleri,
•Yusufçukların en iyi helikopterlerden bile daha iyi manevra yapabilmeleri,
•Termit kulelerinde bulunan iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin, donanım ve enerji sarfiyatı bakımından insanların yaptıklarından çok daha üstün olmaları,
•Yarasanın çok-frekanslı ileticisinin, insanların yaptığı radarlardan daha verimli ve duyarlı çalışması, Işık saçan alglerin vücut fenerlerini aydınlatmak için çeşitli kimyasalları bir araya getirmeleri,
•Kutup balıkları ve kurbağaların donduktan sonra yeniden hayata dönmeleri ve organlarının buz nedeniyle hasara uğramaması,
•Bukalemunun ve mürekkep balığının, bulundukları ortamla tam bir uyum içinde olacakları şekilde derilerinin renklerini, desenlerini anında değiştirmeleri,
•Arıların ve kuşların haritaları olmadan uzun mesafeli uçuşlar yapabilmeleri,
•DNA sarmalının bilgi depolama kapasitesi,