PEMODELAN GRAFIK

PEMODELAN GRAFIK

 MEDIA PEMBELAJAR PROSES RENDERING OBJEK PADA MATA KULIAH GRAFIKA KOMPUTER BERBASIS MULTIMEDIA

Pendahuluan

Multimedia telah mengubah budaya pemakai untuk berinteraksi dengan komputer melalui penggabungan media teks, grafik, suara, dan animasi. Salah satu bidang yang mengembangkannya adalah bidang pendidikan yaitu dengan suatu bentuk pengajaran dan pembelajaran yang interaktif agar lebih memudahkan dalam memahami pelajaran yang disajikan. Kadang kala kegiatan pembelajaran dihadapkan pada materi yang tidak dapat dilakukan secara klasikal. Misalnya suatu percobaan membutuhkan waktu lama, sedangkan waktu pembelajaran terbatas yaitu 100 menit atau objek sebenarnya sulit untuk diperlihatkan dan dieksplorasi oleh mahasiswa. Sedangkan dalam pokok bahasan rendering objek ini mempelajari tentang representasi objek 3D dan proses rendering objek.

·         Pemodelan

Sebelum kita mengetahui Pemodelan Grafik itu apa? Kali ini akan membahas dahulu mengenai arti dan Pemodelan itu apa? Pemodelan adalah membentuk suatu benda-benda atau obyek. Membuat dan mendesain obyek tersebut sehingga terlihat seperti hidup. Sesuai dengan obyek dan basisnya, proses ini secara keseluruhan dikerjakan di komputer. Melalui konsep dan proses desain, keseluruhan obyek bisa diperlihatkan secara 3 dimensi, sehingga banyak yang menyebut hasil ini sebagai pemodelan 3 dimensi (3D modelling).

·         Grafik

Sedangkan  Arti  dan pengertian tentang Grafik itu sendiri adalah Grafik itu selalu identik dengan suatu garis-garis, tanda, dan bentuk huruf. Grafik merupakan cara-cara membentuk bentuk huruf, tanda serta gambar menggunakan proses pencetakan. Grafik juga di definisikan sebagai suatu pembuatan, penyimpanan serta manipulasi model dan citra.

·         Pemodelan Grafik

Setelah kita mengetahui tentang pengertian Pemodelan dan Grafik itu sendiri apa? bahwa kita dapat bisa simpulkan bahwa Pemodelan Grafik adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang teknik membuat sebuah objek, memanipulasi gambar dan membuat sebuah gambar dapat terlihat seperti hidup (bergerak).

Pengertian Grafika Komputer

grafika komputer (Computer Vision) sebuah gagasan yang mewakili suatu ilmu atau teori secara abstrak. Sebuah konsep menurut Brunner, Goodnow, dan Austin mempunyai lima elemen yaitu : mempunyai nama, mempunyai lambang atau atribut,mempunyai definisi, mempunyai nilai, harga, atatu rumusan ,dan mempunyai contoh. 

Konsep yang selalu berhubungan dengan gejala-gejala alam dan gejala-gejala keadaan yang biasanya diungkapkan dalam bahasa matematik yang mudah atau sulit. Konsep Grafika Komputer (Computer Vision) pada dasarnya mencoba meniru cara kerja sistem visual manusia (human vision) yang sesungguhnya sangat kompleks.

Konsep Dasar Objek 3D

Objek 3D adalah representasi dari data geometrik 3 dimensi sebagai hasil dari pemrosesan dan pemberian efek cahaya terhadap grafika komputer 2d. Secara umum prinsip yang dipakai adalah mirip dengan objek 2d, dalam hal: penggunaan algoritma, grafika vektor, model frame kawat (wire frame model), dan grafika rasternya.

Objek 3D sering disebut sebagai model 3D. Namun, model 3D ini lebih menekankan pada representasi matematis untuk objek 3 dimensi. Proses penampilan suatu model matematis ke bentuk citra 2d biasanya dikenal dengan proses 3D rendering.

Rendering Objek 3D

Rendering merupakan sebuah proses untuk menghasilkan sebuah citra 2D dari data 3D. Proses ini bertujuan untuk untuk memberikan visualisasi pada user mengenai data 3D tersebut melalui monitor atau pencetak yang hanya dapat menampilkan data 2D.Gambar yang dibuat melalui proses rendering digital adalah gambar digital atau raster image, jenis gambar yang sama dengan yang biasa kita lihat sehari-hari pada desktop komputer atau wallpaper. Gambar digital tersebut dibuat melalui proses rendering digital sebagai langkah besar terakhir sebelum disusun menjadi animasi. Animasi sebagai tujuan akhir biasa digunakan dalam film, video game, permainan komputer, simulator, dan untuk efek khusus di televisi. Masing-masing menggunakan proses rendering digital yang menggunakan fitur dan teknik berbeda untuk mencapai hasil yang diinginkan.

Secara umum, proses untuk menghasilkan rendering dua dimensi dari objek-objek 3D melibatkan 5 komponen utama :

1. Geometri

2. Kamera

3. Cahaya

4. Karakteristik Permukaan

5. Algoritma Rendering

        Gambar 1. Skema Proses Rendering.

-          Kamera

Dalam grafika 3D, sudut pandang (point of view) adalah bagian dari kamera. Kamera dalam grafika 3D biasanya tidak didefinisikan secara fisik, namun hanya untuk menentukan sudut pandang kita pada sebuah world, sehingga sering disebut virtual camera.

Pada kamera, dikenal  field of view yaitu daerah yang terlihat oleh sebuah kamera. Field of view pada grafika 3D berbentuk piramid, karena layar monitor sebuah komputer berbentuk segiempat.

 Objek-objek yang berada dalam  field of view  ini akan terlihat dari layar monitor, sedang objek-objek yang berada di luar field of view ini tidak terlihat pada layar monitor. Field of view ini sangat penting dalam pemilihan objek yang akan diproses dalam rendering. Objek-objek diluar field of view biasanya tidak akan diperhitungkan, sehingga perhitungan dalam proses rendering, tidak perlu dilakukan pada seluruh objek.

Gambar 2. Sudut field of view

-          Cahaya

Sumber cahaya pada grafika 3D merupakan sebuah objek yang penting, karena dengan cahaya ini sebuah world dapat terlihat dan dapat dilakukan proses rendering. Sumber cahaya ini juga membuat sebuah world menjadi lebih realistis dengan adanya bayangan dari objek-objek 3D yang ada.

Sebuah sumber cahaya memiliki jenis. Pada grafika 3D dikenal beberapa macam sumber cahaya, yaitu :

a.       Point light

Memancar ke segala arah

b.      Spotlight

Memancarkan cahaya ke daerah tertentu dalam bentuk kerucut.

c.       Ambient light

Cahaya latar/alam. Cahaya latar tersebut dimodelkan mengikuti apa yang terjadi di alam, dalam keadaan tanpa sumber cahaya sekalipun, benda masih dapat dilihat.

d.      Directional light

Memancarkan cahaya dengan intensitas sama ke suatu arah tertentu.

Gambar 3. Pemantulan cahaya

-          Karakteristik Permukaan

Karakteristik permukaan dari sebuah objek adalah sifat dari permukaan sebuah objek.

Karakteristik permukaan ini meliputi :

-          Warna

-          Tekstur

-          Sifat permukaan

-          Algoritma Rendering

Algoritma rendering adalah prosedur yang digunakan oleh suatu program untuk mengerjakan perhitungan untuk menghasilkan citra 2d dari data 3D.

Kebanyakan algoritma rendering yang ada saat ini menggunakan pendekatan yang disebut scan-line rendering yang berarti program melihat dari setiap pixel, satu per satu, secara horizontal dan menghitung warna di pixel tersebut. Saat ini dikenal 3 metode :

Ray-Casting

Metode dimana gambar dari seluruh permukaan objek yang terlihat diperoleh dengan cara memancarkan garis sinar dari kamera/viewer menuju objek dan proses dilaksanakan dalam tiap pixel dari layar monitor.

Ray-Tracing

Metode ini memberikan hasil yang hampir sama dengan Ray-Casting, tetapi mampu memberikan efek optik yang lebih baik, seperti simulasi dari refleksi dan refraksi yang lebih akurat dengan hasil output yang lebih baik.

Radiosity

Metode ini merupakan teknik render berdasarkan analisis rinci refleksi cahaya dari permukaan difusi. Teknik ini membagi bidang menjadi bidang yang lebih kecil untuk menemukan detail warna sehingga prosesnya berlangsung lambat, namun visualisasi yang dihasilkan sangat rapi dan halus.

Beberapa contoh hasil rendering dengan algoritma rendering diatas terlihat dalam gambar-gambar berikut:

(a)                                               (b)                                                     (c)

            Gambar 4. (a). Radiosity, (b). Ray tracing, (c). Ray casting.