PERMODELAN GEOMETRIS

     Teknik pemodelan geometri merupakan variabel mendasar dari aplikasi teknologi virtual set. Dalam teknologi virtual, parameter utama adalah kecepatan dalam men-generate gambar. Dalam hal ini output dan karakter sebuah model geometri merupakan variabel dasar dari generated image yang memegang peranan 

penting dalam menentukan kecepatan rendering. Pada penelitian ini kajian yang akan dibahas adalah pada permasalahan teknik pemodelan geometri yang merupakan input utama dalam generate image pada teknologi virtual. Masalah kecepatan dalam proses rendering, banyak disebabkan karena kurang optimalnya model geometri yang disiapkan. Berbagai teknik pemodelan dari beberapa software yang compatible akan diuji. Source model geometri tersebut akan di import terlebih dahulu ke 3dsmax sebagai 

terminal model, kemudian diperbandingkan, termasuk model geometri dari 3dsmax sendiri. Pengujian dilakukan dengan proses rendering, dalam hal ini setting hardware dan scene adalah sama, parameter pengujian adalah waktu render. 

   Tranformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model 

      geometris yang bisa di tampilkan pada suatu komputer:
       -  shape/bentuk       -  posisi       -  Orientasi (cara pandang)       -  Surface Properties / ciri-ciri permukaan (warna, tekstur)       -  Volumetric Properties / ciri-ciri Volumetric (ketebalan/pejal, penyebaran           cahaya)       -  Lights/cahaya (tingkat terang,jenis warna)       -  Dan lain-lain...
 *    Pemodelan Geometris yang lebih rumit :       -  Jalan-jalan segi banyak : suatu koleksi yang besar dari segi bersudut          banyak, dihubungkan satu sama lain.       -  Bentuk permukaan bebas : menggunakan fungsi polynomial tingkat rendah.       -  CSG : membangun suatu bentuk dengan menerapkan operasi boolean pada          bentuk yang primitif.

aaf-aafwulan.blogspot.com

RENDERING

     Rendering adalah suatu proses untuk mengubah model geometri menjadi suatu image. Ada dua macam sifat rendering, biased dan unbiased rendering. Unbiased rendering dapat memberikan hasil yang lebih baik dari biased rendering karena pada unbiased rendering tidak ada penyederhanaan proses rendering, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan unbiased rendering lebih lama dan sumber daya komputasi yang dibutuhkan semakin besar. 

Ø  Metode Rendering

Metode rendering yang paling sederhana dalam grafika 3D :

·         Wireframe rendering

Wireframe yaitu Objek 3D dideskripsikan sebagai objek tanpa permukaan. Pada wireframe rendering, sebuah objek dibentuk hanya terlihat garis-garis yang menggambarkan sisi-sisi edges dari sebuah objek. Metode ini dapat dilakukan oleh sebuah komputer dengan sangat cepat, hanya kelemahannya adalah tidak adanya permukaan, sehingga sebuah objek terlihat tranparent. Sehingga sering terjadi kesalahpahaman antara siss depan dan sisi belakang dari sebuah objek.

·         Hidden Line Rendering

Metode ini menggunakan fakta bahwa dalam sebuah objek, terdapat permukaan yang tidak terlihat atau permukaan yang tertutup oleh permukaan lainnya. Dengan metode ini, sebuah objek masih direpresentasikan dengan garis-garis yang mewakili sisi dari objek, tapi beberapa garis tidak terlihat karena adanya permukaan yang menghalanginya.
Metode ini lebih lambat dari dari wireframe rendering, tapi masih dikatakan relatif cepat. Kelemahan metode ini adalah tidak terlihatnya karakteristik permukaan dari objek tersebut, seperti warna, kilauan (shininess), tekstur, pencahayaan, dll.

·         Shaded Rendering

Pada metode ini, komputer diharuskan untuk melakukan berbagai perhitungan baik pencahayaan, karakteristik permukaan, shadow casting, dll. Metode ini menghasilkan citra yang sangat realistik, tetapi kelemahannya adalah lama waktu rendering yang dibutuhkan.

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

·         Geometri

·         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. Sebuah kamera dipengaruhi oleh dua buah faktor penting.

Faktor pertama adalah lokasi (camera location). Lokasi sebuah kamera ditentukan dengan sebuah titik (x,y,z).

Faktor kedua adalah arah pandang kamera. Arah pandang kamera ditunjukkan dengan sebuah sistem yang disebut system koordinat acuan pandang atau sistem (U,N,V). Arah pandang
kamera sangat penting dalam membuat sebuah citra, karena letak dan arah pandang kamera menentukan apa yang terlihat oleh sebuah kamera. Penentuan apa yang dilihat oleh kamera
biasanya ditentukan dengan sebuah titik (x,y,z) yang disebut camera interest.

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. Objekobjek 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. Objekobjek diluar field of view biasanya tidak akan diperhitungkan, sehingga perhitungan dalam proses rendering, tidak perlu dilakukan pada seluruh objek.

·         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, namun intensitas cahaya yang diterima objek bergantung dari posisi sumber cahaya. Tipe ini mirip seperti lampu pijar dalam dunia nyata.
b. spotlight
memancarkan cahaya ke daerah tertentu dalam bentuk kerucut. Sumber cahaya terletak pada puncak kerucut. Hanya objek-objek yang terletak pada daerah kerucut tersebut yang akan nampak.
c. ambient light
cahaya latar/alam. Cahaya ini diterima dengan intensitas yang sama oleh setiap permukaan pada benda. Cahaya latar tersebut dimodelkan mengikuti apa yang terjadi di alam, diaman dalam keadaan tanpa sumber cahaya sekalipun, benda masih dapat dilihat.
d. area light
e. directional light
memancarkan cahaya dengan intensitas sama ke suatu arah tertentu. Letak tidak mempengaruhi intensitas cahayanya. Tipe ini dapat menimbulkan efek seolah-olah sumber cahaya berada sangat jauh dari objek
f. parallel point
sama dengan directional, hanya pencahayaan ini memiliki arah dan posisi.

Model dari pencahayaan, dipakai untuk menghitung intensitas dari cahaya yang terlihat dari setiap posisi pada setiap permukaan benda yang terlihat oleh kamera. Ketika melihat sebuah benda, terlihat cahaya yang dipantulkan dari permukaan benda, dimana cahaya ini merupakan intregrasi dari sumber-sumber cahaya serta cahaya yang berasal dari pantulan cahaya permukaan-permukaan yang lain. Karena itu benda-benda yang tidak langsung menerima cahaya dari sumber cahaya, masih mungkin terlihat bila menerima cahaya pantulan yang cukup dari
benda didekatnya.

Model sederhana dari sumber cahaya adalah sebuah titik sumber, dimana dari titik ini cahaya dipancarkan. Perhitungan pencahayaan bergantung pada sifat dari permukaan yang terkena cahaya, kondisi dari cahaya latar serta spesifikasi sumber cahaya.

Semua sumber cahaya dimodelkan sebagai sumber titik yang dispesifikasikan dengan :
a. Lokasi; Lokasi (x,y,z) dari sebuah sumber cahaya akan menentukan pengaruhnya terhadap sebuah objek.
b. Intensitas; Intensitas cahaya menyatakan kekuatan cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya. Parameter ini merupakan angka, yang biasanya makin besar nilainya, makin terang sumber cahaya tersebut.
c. Warna; Warna cahaya dari sumber ini akan mempengaruhi warna dari sebuah objek, jadi selain warna objek tersebut warna cahaya yang jatuh pada objek tersebut akan mempengaruhi warna pada rendering. Warna cahaya ini biasanya terdiri dari 3 warna dasar grafika komputer, yaitu: merah, hijau, biru atau lebih dikenal dengan RGB.

·         Karakteristik Permukaan

Karakteristik permukaan dari sebuah objek adalah sifat dari permukaan sebuah objek. Karakteristik permukaan ini meliputi: warna, tekstur, sifat permukaan, seperti kekasaran (roughness), refleksifitas, diffuseness (jumlah cahaya yang dipantulkan oleh objek), transparansi, dan lain-lain.
Parameter Warna dalam karakteristik permukaan direpresentasikan dengan tiga warna dasar, yaitu RGB. Saat rendering, warna pada sebuah objek tergantung dari warna dalam karakteristik permukaan dan warna cahaya yang mengenainya. Jadi citra hasil rendering mungkin akan memiliki warna yang sedikit berbeda dengan warna objek tersebut.

Parameter tekstur direpresentasikan dengan sebuah nama file. File ini akan menjadi tekstur pada permukaan objek tersebut. Selain itu juga ada beberapa parameter dalam tekstur yang berguna untuk menentukan letak tekstur pada sebuah objek, sifat tekstur, perulangan tekstur, dan lain-lain.

Sifat Permukaan, seperti diffuseness, refleksisifitas, dan lain-lain direpresentasikan dengan sebuah nilai. Nilai ini menentukan sifat dari parameter-parameter tersebut. Misalnya pada roughness, makin besar nilai parameternya, makin kasar objek tersebut.

·         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 berarti program melihat dari setiap pixel, satu per satu, secara horizontal dan menghitung warna di pixel tersebut. Saat ini dikenal 3 algoritma :
Ray-Casting
Ray-Tracing
Radiosity

http://allaboutsoftskill.blogspot.com/2011/11/rendering-grafik-komputer.html

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20997-2209105012-Abstract_id.pdf

TEXTURING

     Texturing merupakan salah satu bagian penting dalam menghasilkan karya yang realistis.

   Texturing adalah proses pemberian karakteristik permukaan pada objek. Maksud dari karakteristik adalah termasuk pewarnaan, kilauan, dan lainnya. Pada umumnya teksturing adalah pemberian warna pada permukaan objek atau pengecatan, walaupun ada proses yang mengubah geometri objek.

Terdapat tiga masalah utama yang berhubungan dengan tekstur yaitu : 

• Segmentasi Tekstur (Texture segmentation) merupakan masalah yang memecah suatu citra ke dalam beberapa   komponen dimana tekstur dianggap konstan. Segmentasi tekstur melibatkan representasi suatu tekstur, dan penentuan dasar dimana batas segmen akan ditentukan.

• Sintesis Tekstur (Texture synthesis) berusaha untuk membangun region tekstur besar yang berasal dari contoh citra kecil yang ada. Dengan menggunakan contoh citra akan dibangun model probabilitas tekstur tersebut, dan kemudian menggambarkannya pada model probabilitas untuk menentukan tekstur citra.

• Bentuk Tekstur (Shape from Texture) melibatkan perbaikan orientasi permukaan atau bentuk permukaan dari tekstur. Di sini diasumsikan bahwa tekstur “kelihatan sama” pada titik-titik yang berbeda pada suatu permukaan, ini artinya bahwa deformasi tekstur dari titik ke titik adalah petunjuk  bentuk permukaan.

http://ghina-maulidania.blogspot.com/2013/11/texturing.html

http://tyasonyoyy.wordpress.com/2013/11/24/desain-pemodelan-grafik-texturing/

PERMODELAN 3D

     Model 3D adalah perwakilan dari setiap objek tiga dimensi (nyata atau bayangan) dalam lingkungan perangkat lunak 3D. Tidak seperti gambar 2D, model 3D dapat dilihat di suite perangkat lunak khusus dari sudut manapun, dan dapat ditingkatkan, diputar, atau secara bebas dimodifikasi. Proses menciptakan dan membentuk model 3D dikenal sebagai pemodelan 3d.

     Ada dua jenis utama dari model 3D yang digunakan dalam film & industri game, perbedaan yang paling jelas berada di jalan mereka diciptakan dan dimanipulasi (ada perbedaan dalam matematika yang mendasari juga, tapi itu kurang penting sampai akhir -pengguna).

     Tanpa tekstur dan shader, model 3D tidak akan terlihat menarik. Bahkan, Anda tidak akan dapat melihatnya sama sekali. Meskipun tekstur dan shader tidak ada yang melakukan dengan bentuk keseluruhan model 3D, mereka memiliki segala sesuatu yang berkaitan dengan tampilan visual itu.

     Shaders: shader adalah satu set instruksi diterapkan pada model 3D yang memungkinkan komputer tahu bagaimana harus ditampilkan. Meskipun jaringan shading dapat dikodekan secara manual, paket perangkat lunak yang paling 3D memiliki alat yang memungkinkan seniman untuk men-tweak parameter shader dengan sangat mudah. Menggunakan alat ini, seniman dapat mengendalikan cara permukaan model berinteraksi dengan cahaya, termasuk opacity, reflektifitas, sorot specular (kilau), dan puluhan lainnya.

     Tekstur: Tekstur juga berkontribusi besar terhadap tampilan visual model. Textures dua file gambar dimensi yang dapat dipetakan ke permukaan 3D model melalui proses yang dikenal sebagai pemetaan tekstur. Textures dapat berkisar dari yang sederhana dalam kompleksitas tekstur warna datar hingga detail permukaan benar-benar realistis.

     Texturing dan shading merupakan aspek penting dari pipa grafis komputer, dan menjadi pandai menulis shader-jaringan atau mengembangkan peta tekstur adalah khusus di dalamnya benar sendiri. Tekstur dan shader seniman hanya sebagai instrumen dalam keseluruhan tampilan film atau gambar sebagai pemodel atau animator.

http://tutorialblender3d.blogspot.com/2012/05/anatomi-model-3d.html

MOTION CAPTURE

     Motion capture, motion tracking, atau mocap adalah terminologi yang digunakan untuk mendeskripsikan proses dari perekaman gerakan dan pengartian gerakan tersebut menjadi model digital. Ini digunakan di militer, hiburan, olahraga, aplikasi medis, dan untuk calidasi cisi computer dan robot. Di dalam pembuatan film, mocap berarti merekam aksi dari actor manusia dan menggunakan informasi tersebut untuk menganimasi karakter digital ke model animasi computer dua dimensi atau tiga dimensi. Ketika itu termasuk wajah dan jari-jari atau penangkapan ekspresi yang halus, kegiatan ini biasa dikatakan sebagai performance capture.

     Dalam sesi motion capture, gerakan-gerakan dari satu atau lebih aktor diambil sampelnya berkali-kali per detik, meskipun dengan teknik-teknik kebanyakan( perkembangan terbaru dari Weta menggunakan gambar untuk motion capture dua dimensi dan proyek menjadi tiga dimensi), motion capture hanya merekam gerakan-gerakan dari aktor, bukan merekam penampilan visualnya. Data animasi ini dipetakan menjadi model tiga dimensi agar model tersebut menunjukkan aksi yang sama seperti aktor. Ini bisa dibandingkan dengan teknik yang lebih tua yaitu rotoscope, seperti film animasi The Lord of the Rings, dimana penampilan visual dari gerakan seorang aktor difilmkan, lalu film itu digunakan sebagai gerakan frame-per-frame dari karakter animasi yang digambar tangan.

     Gerakan kamera juga dapat di-motion capture sehingga kamera virtual dalam sebuah skema dapat berjalan, miring, atau dikerek mengelilingi panggung dikendalikan oleh operator kamera ketika aktor sedang melakukan pertunjukan, dan sistem motion capture bisa mendapatkan kamera dan properti sebaik pertunjukan dari aktor tersebut. Hal ini membuat karakter komputer, gambar, dan set memiliki perspektif yang sama dengan gambar video dari kamera. Sebuah komputer memproses data dan tampilan dari gerakan aktor, memberikan posisi kamera yang diinginkan dalam terminology objek dalam set. Secara surut mendapatkan data gerakan kamera dari tampilan yang diambil biasa diketahui sebagai match moving atau camera tracking.