yuda aristian: DESAIN PEMODELAN GRAFIK

MOTION CAPTURE

apa yang dimaksud dengan motion capture itu? motion capture adalah proses pendeteksian pergerakan pada stock footage / video shoot kedalam komputer untuk kebutuhan compositing atau replacing gambar.

Motion capture atau mocap digunakan untuk mendeskripsikan sebuah proses dari perekaman gerakan lalu di samping merekam mocap ini juga dapat pengartian gerakan tersebut menjadi model digital. Teknologi ini bisa digunakan untuk 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 termasuk wajah dan jari-jari actor lalu ditangkap ekspresinya secara halus, kegiatan ini biasa dikatakan sebagai performance capture.

Motion capture sudah mulai digunakan secara luas untuk memproduksi film yang mencoba untuk mensimulasi pandangan dari aksi yang live, dengan mendekati model karakter digital yang fotorealistis. Dalam sesi motion capture, gerakan-gerakan dari satu atau lebih aktor diambil sampelnya berkali-kali per detik, 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. pada saat melakukan shooting, karakter dan background diberi titik-titik capture. lalu titik-titik capture ini akan menjadi panduan rel/track pergerakan object virtual berikutnya.

Keunggulan

Keuntungan motion capture dibandingkan animasi komputer tradisional dari model tiga dimensi:

Lebih cepat, bahkan hasil secara real time bisa didapatkan. Dalam aplikasi hiburan, hal ini dapat mengurangi biaya dari animasi berbasis keyframe. Contohnya: Hand Over.

Jumlah kerja tidak berubah dengan kompleksitas atau panjang pertunjukan dalam tingkatan yang sama ketika menggunakan teknik tradisional. Hal ini membuat banyak tes diselesaikan dengan gaya dan penyampaian yang berbeda.

Gerakan kompleks dan interaksi fisik yang realistis seperti gerakan sekunder, berat, dan pertukaran tekanan dapat dengan mudah dibuat kembali dalam cara akurat secara fisik.

Jumlah data animasi yang bisa diproduksi dalam waktu yang diberikan sangatlah besar saat dibandingkan dengan teknik animasi tradisional. Hal ini berkontribusi dalam keefektifan biaya dan mencapai deadline produksi.

Potensi software gratis dan solusi dari pihak luar dapat mengurangi biaya yang dikeluarkan.

Kekurangan

Hardware yang canggih serta spesifik dan program yang special dibutuhkan untuk mendapatkan dan memproses data.

Biaya software, perlengkapan, dan personel yang dibutuhkan dapat berpotensi menjadi penghalang bagi produksi-produksi kecil karna produksi yang mahal.

Ketika masalah terjadi, lebih mudah untuk mengambil ulang skema daripada mencoba untuk memanipulasi data. Hanya beberapa sistem yang memungkinkan penampilan data yang real time untuk memilih apakah gambar yang diambil butuh diambil ulang.

Gerakan yang tidak mengikuti hukum fisika secara umum tidak bisa diambil. Artinya gerakan sesuai dengan gerakan alami si actor.

Jika model komputer memiliki proporsoi yang berbeda dari subjek yang diambil, artifak mungkin terjadi. Contohnya, jika seorang karakter kartun mempunyai tangan yang berukuran terlalu besar, hal ini dapat memotong badan karakter jika orang yang melakukaknnya tidak berhati-hati dengan gerakan fisiknya terkadang tidak singkron dengan besarnya tangan dan gerakan aslinya jika tangannya terlalu berukuran besar.

Pemodelan 3D

Proses pemodelan 3D dibagi menjadi beberapa tahapan untuk pembentukannya. Seperti obyek apa yang ingin dibentuk sebagai obyek dasar, metoda pemodelan obyek 3D, pencahayaan dan animasi gerakan obyek sesuai dengan urutan proses yang akan dilakukan.

Dasar Metode Modeling 3D

Ada beberapa metode yang digunakan untuk pemodelan 3D. Ada jenis metode pemodelan obyek yang disesuaikan dengan kebutuhannya seperti dengan nurbs dan polygon ataupun subdivision. Modeling polygon merupakan bentuk segitiga dan segiempat yang menentukan area dari permukaan sebuah karakter. Setiap polygon menentukan sebuah bidang datar dengan meletakkan sebuah jajaran polygon sehingga kita bisa menciptakan bentuk-bentuk permukaan. Untuk mendapatkan permukaan yang halus, dibutuhkan banyak bidang polygon. Bila hanya menggunakan sedikit polygon, maka object yang didapat akan terbag i sejumlah pecahan polygon. Sedangkan Modeling dengan NURBS (Non-Uniform Rational Bezier Spline) merupakan metode paling populer untuk membangun sebuah model organik. Kurva pada Nurbs dapat dibentuk dengan hanya tiga titik saja. Dibandingkan dengan kurva polygon yang membutuhkan banyak titik (verteks) metode ini lebih memudahkan untuk dikontrol. Satu titik CV (Control verteks) dapat mengendalikan satu area untuk proses tekstur.

perkembangan ini telah banyak perangkat lunak yang diciptakan untuk mendukung kinerja dari komputer grafis atau CG. Perangkat-perangkat lunak tersebut dapat dikategorikan menjadi 3, yaitu: untuk 2D, 3D, dan animasi grafis. Karena teknologi berkembang pesat kebanyakan digunakan adalah perangkat 3D ,tetapi tidak sedikit yang masih menggunakan perangkat komputer grafis 2D. Oleh karena itu Komputer Grafis telah muncul sebagai sub-bidang ilmu komputer yang mempelajari metode untuk mensintesis digital dan memanipulasi konten visual.

Grafis Komputer 2D

Grafik komputer 2D adalah pembuatan objek gambar yang masih berbasis gambar dengan perspektif 2 titik sebagai contoh adalah:gambar teks,bangun 2D seperti segitiga,lingkaran dsb. Grafik komputer 2D kebanyakan digunakan pada aplikasi yang digunakan hanya untuk mencetak dan menggambar seperti tipografi, gambar, kartun,iklan, poster dll.

Pixel Art

Pixel art adalah sebuah bentuk seni digital, yang diciptakan melalui penggunaan perangkat lunak grafik raster di mana gambar akan diedit pada tingkat pixel. Pixel art dapat ditemukan pada komputer atau game-game yang relatif tua, dan juga dapat ditemukan pada telepon genggam.

Vector graphics

Berbeda dengan pixel, grafik vektor merupakan representasi dari gambar dengan berupa array pixel. Dimana keunggulannya adalah pada resolusi berapapun dan tingkat pembesaran apapun gambar yang dihasilkan tetap(tidak blur atau pecah)

Grafik Komputer 3D

Grafik komputer 3D merupakan suatu grafis yang menggunakan 3 titik perspektif dengan cara matematis dalam melihat suatu objek, dimana gambar tersebut dapat dilihat secara menyeluruh dan nyata. Untuk perangkat-perangkat lunak yang digunakan untuk grafik komputer 3D ini banyak bergantung pada aloritma-algoritma.

Daftar Software Desain Grafis

Ada beberapa software yang digunakan dalam desain grafis:

Desktop publishing
Adobe Photoshop
Adobe Illustrator
Adobe Indesign
Page Maker
Coreldraw
GIMP
Inkscape
Adobe Freehand
Adobe image ready
CorelDraw
Webdesign
Macromedia Dreamweaver
Microsoft Frontpage
Notepad
Adobe Photoshop
Audiovisual
Adobe After Effect
Adobe Premier
Final Cut
Adobe Flash, atau sebelumnya Macromedia Flash
Ulead Video Studio
Magic Movie Edit Pro
Power Director
Rendering 3 Dimensi
3D StudioMax
Maya
AutoCad
Google SketchUp

Blender 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) (Nalwan, 1998). Ada beberapa aspek yang harus dipertimbangkan bila membangun model obyek, kesemuanya memberi kontribusi pada kualitas hasil akhir. Hal-hal tersebut meliputi metoda untuk mendapatkan atau membuat data yang mendeskripsikan obyek, tujuan dari model, tingkat kerumitan, perhitungan biaya, kesesuaian dan kenyamanan, serta kemudahan manipulasi model. Proses pemodelan 3D membutuhkan perancangan yang dibagi dengan beberapa tahapan untuk pembentukannya. Seperti obyek apa yang ingin dibentuk sebagai obyek dasar, metoda pemodelan obyek 3D, pencahayaan dan animasi gerakan obyek sesuai dengan urutan proses yang akan dilakukan.

RENDERING

Rendering adalah proses akhir dari keseluruhan proses pemodelan ataupun animasi komputer. Dalam rendering, semua data-data yang sudah dimasukkan dalam proses modeling, animasi, texturing, pencahayaan dengan parameter tertentu akan diterjemahkan dalam sebuah bentuk tampilan akhir pada model dan animasi.

Rendering tidak hanya digunakan pada game programming, tetapi juga digunakan pada banyak bidang, misalnya arsitektur, simulator, movie, spesial effect pada tayangan televisi, dan design visualization. Rendering pada bidang-bidang tersebut memiliki perbedaan, terutama pada fitur dan teknik renderingnya. Terkadang rendering juga diintegrasikan dengan model yang lebih besar seperti paket animasi, tetapi terkadang berdiri sendiri dan juga bisa free open-source product.

METODE METODE DALAM RENDERING

· Ray Tracing Rendering

Ray tracing sebagai sebuah metode rendering pertama kali digunakan pada tahun 1980 untuk pembuatan gambar tiga dimensi. Ide dari metode rendering ini sendiri berasal dari percobaan Rene Descartes, di mana ia menunjukkan pembentukan pelangi dengan menggunakan bola kaca berisi air dan kemudian merunut kembali arah datangnya cahaya dengan memanfaatkan teori pemantulan dan pembiasan cahaya yang telah ada saat itu.

Metode rendering ini diyakini sebagai salah satu metode yang menghasilkan gambar bersifat paling fotorealistik. Konsep dasar dari metode ini adalah merunut proses yang dialami oleh sebuah cahaya dalam perjalanannya dari sumber cahaya hingga layar dan memperkirakan warna macam apa yang ditampilkan pada pixel tempat jatuhnya cahaya. Proses tersebut akan diulang hingga seluruh pixel yang dibutuhkan terbentuk.

· 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.

Contoh nyata dari rendering adalah dengan menggunakan software Blender, Vray (3DS Max) dan OpenGL. Satu trik khusus membuat kita dapat me-render seluruh film yang tengah kita buat dengan sangat cepat, yaitu render pranala. Bayangkan kita dapat segera menyaksikan karya kita, memeriksa kualitas animasi dan narasinya, tanpa perlu menunggu proses render yang terlalu lama. Render pranala memanfaatkan pustaka OpenGL yang menggambar seluruh antarmuka Blender termasuk viewport 3D ke layar, sehingga meski ia mengorbankan kualitas visual, jenis render ini dapat dilakukan dengan sangat cepat.

Hasil Proses 3D Rendering

Hasil proses 3D Rendering pada suatu sketsa wireframe, diantaranya :

Shading = Variasi warna dan kecerahan yang timbul pada suatu permukaan berdasarkan pencahayaan yang dilakukan
Texture-Mapping = Detail yang muncul pada suatu permukaan
Bump-Mapping = Kontur yang muncul pada suatu permukaan
Fogging / Participating Medium = Bagaimana berkas cahaya berubah jika melewati udara yang tidak murni
Shadows = Efek dari cahaya yang terhalang
Soft Shadows = Variasi efek dari cahaya yang terhalang tidak sempurna
Reflection = Refleksi yang tampak pada permukaan kaca atau gelas
Transparency = Transmisi cahaya yang berbeda-beda jika melewati medium tertentu
Translucency = Transmisi cahaya yang berbeda-beda jika memantul pada medium tertentu
Refraction = Cahaya yang berubah arahnya karena efek transparency
Indirect Illumination = Cahaya yang datang pada suatu objek namun tidak berasal dari sumber cahaya yang sebenarnya melainkan refleksi dari permukaan objek lain
Caustics = Pantulan cahaya menyilaukan yang timbul pada suatu objek
Depth Of Field = Objek yang berada jauh di depan maupun di belakang objek yang menjadi fokus akan tampak buram
Motion Blur = Objek yang bergerak dengan kecepatan tinggi atau objek yang direkam oleh kamera yang berada dalam kecepatan tinggi akan tampak buram
Photorealistic Morphing = Teknik yang memungkinkan hasil proses render objek 3D menjadi tampak terlihat lebih nyata
Non-Photorealistic Rendering = Teknik yang memungkinkan hasil proses render objek 3D menjadi terlihat seperti hasil lukisan atau gambar

TEXTURING

Texturing adalah proses pemberian gambar tertentu pada permukaan objek agar terkesan lebih realistis. Atau bisa diartikan lain adalah proses pemberian karakteristik permukaan pada objek. Maksud dari karakteristik adalah pewarnaan, kilauan, dan lainnya. Pada umumnya teksturing bisa disebut juga pemberian warna pada permukaan objek atau pengecatan, walaupun ada proses yang mengubah geometri objek. Namun texture mempunyai arti berbeda dengan texturing. Texture dapat dikatakan sebagai suatu gambar aktual warna dari material yang membantu menjelaskan atau memperhalus.

Teknik teksturing adalah termasuk langkah pembuatan suatu proyek gambar 3D (tiga dimensi). Dimana selain teksturing, juga terdapat langkah lain seperti konseptualitas, modelling, lighting, animasi dan rendering. Proses texturing ini menentukan karakteristik sebuah objek dari segi struktur. Untuk materi sebuah object yang akan di buat, bisa digunakan aplikasi properti tertentu seperti reflectivity, transparency dan refraction. Texture kemudian bisa digunakan untuk meng-create berbagai variasi warna pattern, tingkat kehalusan.kekasaran sebuah lapisan object secara lebih detail.Dalam membentuk sebuah objek pemodelan, texturing bisa dikerjakan secara overlap dengan modelling, tergantung tingkat kebutuhan.

Terdapat tiga masalah utama yang berhubungan dengan tekstur yaitu :

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Berdasarkan strukturnya, tekstur dapat diklasifikasikan dalam 2 golongan :

1). Makrostruktur

Tekstur makrostruktur memiliki perulangan pola local secara periodik dalam suatu daerah citra, biasanya terdapat pada pola-pola buatan manusia dan cenderung mudah untuk direpresentasikan secara matematis.

2). Mikrostruktur

Pada tekstur mikrostruktur, pola-pola lokal dan perulangan tidak terjadi begitu jelas, sehinggga tidak mudah untuk memberikan definisi tekstur yang komprehensif.

Image dan Display

Merupakan hasil akhir dari keseluruhan proses dari pemodelan. Biasanya obyek pemodelan yang menjadi output adalah berupa gambar untuk kebutuhan koreksi pewarnaan, pencahayaan, atau visual effect yang dimasukkan pada tahap teksturing pemodelan. Output images memiliki Resolusi tinggi berkisar Full 1280/Screen berupa file dengan JPEG,TIFF, dan lain-lain. Dalam tahap display, menampilkan sebuah bacth Render, yaitu pemodelan yang dibangun, dilihat, dijalankan dengan tool animasi. Selanjutnya dianalisa apakah model yang dibangun sudah sesuai tujuan. Output dari Display ini adalah berupa *.Avi, dengan Resolusi maksimal Full 1280/Screen dan file *.JPEG.

Desain permodelan grafik sangat berkaitan dengan grafik komputer. Berikut adalah kegiatan yang berkaitan dengan grafik komputer:

Pemodelan geometris : menciptakan model matematika dari objek-objek 2D dan 3D.
Rendering : memproduksi citra yang lebih solid dari model yang telah dibentuk.
Animasi : Menetapkan/menampilkan kembali tingkah laku/behaviour objek bergantung waktu.
Graphics Library/package (contoh : OpenGL) adalah perantara aplikasi dan display hardware(Graphics System).
Application program memetakan objek aplikasi ke tampilan/citra dengan memanggil graphics library.
Hasil dari interaksi user menghasilkan/modifikasi citra.
Citra merupakan hasil akhir dari sintesa, disain, manufaktur, visualisasi dll.

Pemodelan Geometris

Pemodelan Geometris untuk menciptakan model matematika dari objek 2D dan 3D. 2 Dimensi (2D) merupakan bentuk dari benda yang mempunyai panjang dan lebar sedangkan 3 Dimensi (3D) merupakan bentuk dari benda yang mempunyai panjang, lebar, dan tinggi.
Pemodelan geometris adalah cabang dari matematika terapan dan komputerisasi geometri yang mempelajari metode dan algoritma untuk mendeskripsikan bentuk secara matematis.

Bentuk yang dipelajari dalam pemodelan geometris biasanya antara lain bentuk dua atau tiga dimensi, meskipun banyak alat-alat dan prinsip-prinsip yang dapat diterapkan untuk setiap set berdimensi selanjutnya. Teknik pemodelan geometri juga merupakan variabel mendasar dari aplikasi teknologi virtual set. Saat ini kebanyakan pemodelan geometris dapat dilakukan oleh komputer dan ke komputer berbasis aplikasi.

Model geometris biasanya dibedakan dari model prosedural dan berorientasi objek, yang menentukan bentuk implisit oleh algoritma yang menghasilkan penampilan buram. Mereka juga kontras dengan gambar digital dan model volumetrik yang mewakili subset dari bentuk baik sebagai partisi biasa ruang, dan model fraktal yang memberikan definisi rekursif tak terbatas formulir. Namun, perbedaan ini sering kabur: misalnya, gambar digital dapat diartikan sebagai seperangkat kotak berwarna, dan bentuk geometris seperti lingkaran didefinisikan oleh persamaan matematika implisit. Juga, model menghasilkan model parametrik fraktal atau implisit ketika definisi rekursif dipotong dengan kedalaman terbatas.

Transformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model geometris yang bisa ditampilkan 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 :
*) jala-jala segi banyak : segi bersudut banyak yang dihubungkan satu sama lain
*) bentuk permukaan bebas : menggunakan fungsi polynomial tingkat rendah
*) CSG : membuat bentuk dengan menerapkan operasi boolean pada bentuk primitf

Elemen-elemen pembentuk grafik geometri :
- titik
- garis
- polygon
- kurva
- lingkaran

Elemen-elemen pembentuk grafik warna :
1. Sistem visual manusia
2. Kubus warna RGB (sistem koordinat R,G,B sebagai axes) >> R = Red, G = Green, B = Blue
3. Model warna C,M,Y
4, True Color
5. Indexed color
6. High Color

Teknik Geometris secara :
1. The Hack
2. The Good
3. Splines
4. Implicit Surfaces
5. Subdivision Surfaces
6. The Gracefully Degraded

Transformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model geometris yang bisa ditampilkan 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 :

Jala-jala 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.

Hardware Display Grafik : Vektor

Vetor (calligraphic, stroke, random-scan)
Arsitektur Vektor

Hardware Display Grafik : Raster

Raster (TV, bitmap, pixmap), digunakan dalam layar dan laser printer
Arsitektur Raster

Banyak antarmuka grafis atau yang kita kenal dengan GUI (Grapical User Interface) yang berbasiskan model grafis 2D. Software-software yang mendukung GUI dapat menciptakan “keadaan visual” dalam berinteraksi dengan komputer, sehingga para pengguna tidak selalu harus melihat tulisan. Grafik 2D juga penting bagi kendali peralatan-peralatan semacam printer, plotter, shredder, dan sebagainya. Mereka juga digunakan pada beberapa video dan games sederhana seperti solitaire, chess, atau mahjong.

Contoh gambar game 2D :