A. TEXTURING
Dalam dunia visual, 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. Dalam software seperti 3DSMax dan Blender, untuk menambahkan tekstur pada objek, kita bisa menggunakan tools Map.
Teknik teksturing adalah termasuk langkah terakhir
dalam pendesaian 3D. Hal ini dikarenakan setelah langkah teksturing ini langkah
selanjutnya hanyalah tinggal melakukan rendering jika ingin dijadi objek 2D.
Untuk desain tekstur itu sendiri terdiri dari berbagai macam tipe. Secara
default biasanya hanya disediakan tekstur sederhana seperti Wood, metal.
Sedangkan untuk tekstur tingkat tinggi seperti tekur manusia kita bisa
mendesainnya sendiri atau mendownload di website-website.
Teksturing sangat penting dalam desain 3D atau
animasi, karena dengan teksturing inilah objek akan terlihat menjadi hidup.
Karena jika hanya dengan warna biasa, suatu objek tidak akan terlihat hidup,
namun dengan tekstur kita bisa mengubah gambar biasa menjadi hidup. Dengan
adanya tekstur juga bisa mengubah objek yang sebenarnya kurang halus menjadi
terlihat lebih halus, jika dibandingkan dengan objek tanpa tekstur.
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.
Berdasarkan strukturnya, tekstur dapat
diklasifikasikan dalam 2 golongan yaitu :
·
Makrostruktur
Tekstur
ini memiliki perulangan pola local secara periodik dalam suatu daerah citra,
biasanya terdapat pada pola-pola buatan manusia dan cenderung mudah untuk
direpresentasikan secara matematis.
·
Mikrostruktur
Pada tekstur
ini, pola-pola lokal dan perulangan tidak terjadi begitu jelas, sehinggga tidak
mudah untuk memberikan definisi tekstur yang komprehensif.
v Texture Mapping
Menurut Alan Watt (Komputer Grafis 3D, bagian 7.3),
texture mapping atau pemetaan texture merupakan salah satu perkembangan pertama
untuk membuat gambar tiga dimensi menjadi benda yang lebih menarik dan lebih
kompleks. Pemetaan tekstur secara umum dapat diartikan sebagai proses “melukis”
sebuah gambar ke permukaan, dimana gambar yang dilukis akan ditampilkan pada
model yang diinginkan. Karena gambar yang telah diberikan texture itu bisa
sangat kompleks - tetapi biaya texture mapping gambar kompleks persis sama
dengan texture mapping gambar sederhana. Penggunaan tekstur-pemetaan
memungkinkan bentuk yang cukup sederhana untuk diberikan penampilan yang sangat
realistis. Contoh sederhana, misalkan dinding planar dapat memiliki tekstur
batu dan dipetakan ke model untuk gambar yang sangat meyakinkan dari
tiga-dimensi dinding batu, salah satu permainan komputer yang menggunakan
texture mapping yang baik adalah check out 3D.
Dengan menggunakan tekstur pada model akan
memungkinkan untuk membuat sebuah desain menjadi seperti nyata. Gambar dengan
resolusi yang lebih tinggi akan menghasilkan hasil yang lebih baik bila dilihat
dari jarak kecil hal ini dikarenakan daerah permukaan yang dilihat tidak
berubah, gambar resolusi tinggi juga menyediakan lebih banyak data untuk
pemeteaan pada model tersebut. Untuk mencoba contoh tersebut, coba berjalan ke
dinding dalam salah satu permainan 3D dan amati cara dinding menampilkan
texturenya untuk mendapatkan efek realistis nyata (dengan asumsi tidak memiliki
kartu video/VGA yang memiliki texture mapping pada perangkat keras).
Texture mapping merupakan teknik pemetaan sebuah
tekstur pada pola gambar wireframe, dimana wireframe yang telah dibuat akan
ditampilkan memiliki kulit luar seperti tekstur yang diinginkan.
Pada bidang komputer grafik, dikenal istilah Environment
Mapping yang merupakan teknik untuk mensimulasikan sebuah objek agar dapat
merefleksikan lingkungan sekitarnya. Blinn dan Newell ma kali mengajukan teknik
ini pada tahun 1976. Dalam environment mapping, dikenal juga Cube Mapping yang
merupakan bagian dari metode tersebut, dimana fungsi dari cuba mapping adalah
untuk merepresentasikan lingkungan sekitarnya dengan cara “menempelkan” enam
buah gambar yang berbeda di keenam sisi objek. Hal ini membuat objek seolah
memiliki enam sisi pantul, yaitu depan, belakang, kanan, kiri, atas, dan bawah.
OpenGL sebagai kumpulan library, fungsi, dan prosedur untuk bidang komputer
grafik telah mendukung Cube Mapping sebagai salah satu teknik Texture Mapping.
Kemampuan OpenGL dalam mendukung Cube Mapping membuat dunia komputer grafik
memiliki fitur tambahan untuk dapat lebih menghasilkan sesuatu yang lebih
realistis. Keunggulan OpenGL yang platform-independent memungkinkan kita untuk
membuat grafik yang dapat dijalankan di semua sistem operasi dengan hanya
sedikit penyesuaian.
v Reflection Mapping
Reflection Mapping adalah teknik yang dapat membuat
gambar/objek menjadi terlihat semakin nyata dengan cara merefleksikan
lingkungan sekitar di permukaan objek. Dua metode Reflection Mapping yang
dikenal adalah Chrome Mapping dan Environment Mapping. Pada metode Chrome
Mapping, refleksi/pantulan lingkungan sekitar objek direpresentasikan dengan
gambar yang dikaburkan (blurred) seperti halnya melihat pantulan pada
benda-benda logam. Metode ini memberikan kesan mengkilap pada objek. Metode
lainnya, yaitu metode Environment Mapping merepresentasikan lingkungan
sekitarnya dengan benar-benar “mencerminkan” lingkungannya. Tidak seperti
metode Chrome Mapping yang hanya membuat objek sekedar mengkilap, Environment
Mapping memberikan kesan seolah-olah objek tersebut merupakan “cermin” dari
lingkungan sekitarnya.
v Environment Mapping
Seperti penjelasan sebelumnya tentang environement pada bagian sebelumnya, teknik ini merupakan teknik untuk mensimulasikan sebuah objek agar dapat merefleksikan lingkungan sekitarnya. Blinn dan Newell ma kali mengajukan teknik ini pada tahun 1976. Pada bentuk yang paling sederhana, teknik environment biasanya menggunakan objek yang permukaan yang terlihat seperti krom. Konsep dari teknik ini ialah menggunakan beberapa gambar yang diambil dari lingkungan sekitarnya ataupun gambar rekaan untuk dijadikan lingkungan yang akan direfleksikan oleh objek. Ada beberapa teknik Environment Mapping, diantaranya adalah Sphere Mapping, Dual Paraboloid Mapping, dan Cube Mapping.
v Sphere Mapping
Sphere Mapping merupakan salah satu tipe dari
Environment Mapping, di mana irradiance image’ ekuivalen dengan apa yang
mungkin terlihat pada sphere (bola) saat dilihat dengan proyeksi ortografik’.
Walaupun Sphere Mapping terlihat bagus, akan tetapi,
teknik ini belum begitu sempurna. ldealnya, jika objek yang akan direfleksikan
berada dekat dengan objek yang akan merefleksikan, refleksi yang didapat akan
terlihat berbeda ketika dilihat dari titik yang berbeda pula. Tetapi, hal itu
tidak akan terjadi jika menggunakan Sphere Mapping. Hasil dari Sphere Mapping
hanya akan benar jika semua objek yang akan direfleksikan berada jauh dari
objek yang merefleksikan. Teknik ini membutuhkan gambar yang berbeda untuk
setiap sudut pandang yang berbeda, sehingga tidak tertutupnya semua permukaan
objek dengan gambar tekstur. Dengan menggunakan teknik ini juga kadang
menimbulkan “lubang” pada pinggiran objek.
v Dual Paraboloid Mapping
Dual Paraboloid Mapping dapat mengatasi keterbatasan
yang ada pada Sphere Mapping, akan tetapi dengan menggunakan teknik ini akan
menjadi lebih rumit bila dibandingkan dengan Sphere Mapping, hal ini
dikarenakan Paraboloid Mapping membutuhkan 2 unit tekstur atau 2 tahap
rendering.
v Cube Mapping
Cube Mapping sebagai bagian dari metode Environment
Mapping merepresentasikan lingkungan sekitarnya dengan cara “menempelkan” enam
buah gambar pada keenam sisi objek. Dengan menggunakan Cube Mapping, maka
seolah-seolah objek yang akan dibuat memiliki enam sisi pantul, yaitu depan,
belakang, kanan, kiri, atas, dan bawah.
Cube Mapping muncul sebagai pengganti dua metode
mapping sebelumnya yaitu Sphere dan Paraboloid Mapping. Cube Mapping menawarkan
kelebihan yang tidak bisa dilakukan seperti 2 teknik sebelumnya seperti
ketergantungan sudut pandang (view dependency), keterbatasan cangkupan tekstur
(wraping & distortion). Selain alasan-alasan tersebut, kerumitan dalam
penerapan tekstur juga menjadi alasan menggunakan teknik mapping ke Cube
Mapping. Dengan mentransformasikan tekstur ke dalam enam sisi kubus, Cube
Mapping lebih menawarkan kemudahan implementasi karena pantulan pada permukaan
objek cukup dikonsentrasikan di keenam sisi objek.
Tidak seperti Dual Paraboloid Mapping, teknik Cube
Mapping hanya membutuhkan satu unit tekstur dan satu tahap rendering. Selain
itu, teknik Cube Mapping juga mengurangi resolusi gambar (teknik Sphere Mapping
dan Dual Paraboloid Mapping dapat mengurangi resolusi gambar sampai 78% dari
resolusi semula). Secara konsep, Cube Mapping memang lebih “fo fhe point’
dibandingkan dengan dua teknik lainnya. Proses texturing pada Cube Mapping
membutuhkan kemampuan yang lebih agar dapat mengakses enam gambar secara bersamaan.
B.
RENDERING
3D Rendering merupakan proses untuk membentuk sebuah
gambar dari sebuah model yang dibentuk oleh perangkat lunak animasi, model
tersebut berisi data geometri, titik pandang, tekstur dan cahaya yang
diperlukan untuk membuat gambar yang utuh. Rendering merupakan 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 output (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.
Rendering harus dilakukan secara cermat dan teliti.
Oleh karena itu terkadang dilakukan pre rendering sebelum rendering
dilaksanakan. Per rendering sendiri ialah proses pengkomputeran secara
intensif, biasanya digunakan untuk pembuatan film, menggunakan graphics card
dan 3D hardware accelerator untuk penggunaan real time rendering.
Secara umum, proses untuk menghasilkan rendering dua
dimensi dari objek-objek 3D melibatkan 5 komponen utama, yaitu geometri,
kamera, cahaya, karakteristik permukaan dan algoritma rendering.
Metode Rendering
Ø 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.
Ø 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.
Ø 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.
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.
Contoh rendering dengan menggunakan
OpenGL adalah render pranala. Render ini tidak dapat langsung dilakukan melalui
baris perintah. Blender harus terlebih dahulu memiliki “kanvas” OpenGL, yang
artinya proses render harus dimulai saat antarmuka grafis tersedia. Eksekusi
perintah render dilakukan dengan injeksi perintah Python.
http://sonityodjava.blogspot.sg/2013/11/texturing.html
http://kemajuan-diri.blogspot.sg/2014/03/texture-modelling-pada-blender.html
http://www.ilmugrafis.com/blender-dasar.php?page=memberikan-texture-pada-object-di-blender
https://wenythepooh.wordpress.com/2011/02/22/proses-rendering-dan-animasi-serta-contoh-nyatanya/
http://jempoluburubur.blogspot.sg/2011/12/rendering.html
http://infolightwave.blogspot.sg/2013/03/pengertian-3d-rendering.html
