Desain Pemodelan Grafik # (Tugas 1)

MOTION CAPTURE

Merupakan ilmu tentang istilah dan penggunaan dari proses dalam merekam gerakan dan merubah gerakan kedalam bentuk model gerakan digital. Proses ini digunakan dalam berbagai bidang contohnya militer, olahraga maupun aplikasi medikal. Dalam bidang perfilman sendiri proses ini diakukan untuk merekam gerakan sang aktor dan memanfaatkan file digital yang dihasilkan untuk menggerakkan model karakter yang sudah dibuat didalam aplikasi animasi 3D. Proses ini juga mampu merekam gerakan wajah, jari tangan dan ekspresi dengan halus tergantung dari kelengkapan perangkat capturenya.

Video game biasa menggunakan motion capture untuk menganimasikan atlet, ahli bela diri, dan karakter dalam permainan lainnya. Ini telah dilakukan sejak Atari Jaguar yang memiliki permainan berbasis cd, yaitu Highlander: The Last of the MacLeods, dikeluarkan tahun 1995.

Film menggunakan motion capture untuk efek CG, dalam beberapa kasus mengganti animasi tradisional, dan untuk ciptaan yang dibentuk secara utuh dari komputer, seperti Gollum, The Mummy, King Kong, dan The NA’vi dari film Avatar.

Sinbad: Beyond the Veil of Mists adalah film pertama yang dibuat secara garis besar dengan motion capture, sekalipun banyak animator karakter yang juga bekerja dalam film tersebut.

Dalam memproduksi keseluruhan aspek film dengan animasi komputer, industry film saat ini dipisah menjadi antara studio yang menggunakan motion capture, dan studio yang tidak. Dari tiga nominasi Academy Award untuk kategori Best Animated Feature, dua nominasi Monster House dan pemenangnya yaitu Happy Feet) menggunakan motion capture, dan hanya Cars dari Disney Pixar's yang dianimasikan tanpa motion capture. Dalam akhir film pixar, Ratatouille, sebuah stempel muncul seperti memberi label film seperti “100% animasi asli – tanpa motion capture!”

Motion capture sudah mulai digunakan secara luas untuk memproduksi film yang mencoba untuk mensimulasi atau mengira-ngira pandangan dari sinema aksi yang live, dengan mendekati model karakter digital yang fotorealis. The Polar Express menggunakan motion capture agar Tom Hanks bisa menampilkan beberapa karakter digital yang jelas (yang dimana dia juga memberi suaranya). Adaptasi dari saga karakter animasi digital Beowulf pada tahun 2007 juga merupakan penampilan yang berdasarkan bagian dari aktor yang memberikan gerakan dan suara mereka. Film Avatar dari James Cameron menggunakan teknik ini untuk membuat NA’vi yang mendiami Pandora. Perusahaan Walt Disnet telah memproduksi film dari Robert Zemeckis, yaitu A Christmas Carol dengan menggunakan teknik ini. Disney juga telah menjdapatkan ImageMovers Digital dari Zemeckis yang dapat memproduksi film-film motion capture.

Serial televisi diproduksi seluruhnya dengan animasi motion capture termasuk Laflaque di Kanada, Sprookjesboom dan Cafe de Wereld di belanda, dan Headcases di Inggris Raya. Virtual Reality dan Augmented Reality membuat pengguna dapat berinteraksi dengan konten digital secara real time. Ini dapat berguna untuk simulasi latihan, tes persepsi visual, atau melakukan pertunjukan perjalanan di dalam lingkungan tiga dimensi. Teknologi motion capture biasa digunakan di sistem digital puppetry (boneka) untuk mengarahkan karakter komputer secara real time.

Analisis Gait adalah aplikasi utama dari motion capture dalam pengobatan klinis. Teknik ini memungkinkan pengurus klinik untuk mengevaluasi pergerakan manusia melalui beberapa faktor biometric, seringkali saat memasang informasi ini secara live ke software untuk menganalisis.

Saat produksi film Avatar oleh James Cameron, semua adegan terkait proses ini didireksikan secara real time menggunakan layar yang mengkonversikan aktor yang dipasangkan kostum khusus motion capture menjadi bagaimana mereka terlihat di filmnya nanti, sehingga memudahkan James Cameron untuk mengarahkan film ini agar menjadi apa yang dilihat oleh para penonton. Metode ini membuat James Cameron bisa melihat adegan dari banyak pandangan dan sudut yang tidak mungkin sebelumnya dari animasi yang berjenis pre-rendered (keadaan film sebelum di render). Dia sangat bangga akan metode pelopor ini, dia bahkan mengundang Steven Spielberg dan George Lucas ke set untuk memperlihatkan dirinya sedang beraksi.

Penanda reflektif ditancapkan pada kulit untuk mengidentifikasi letak tulang dan gerakan tiga dimensi dari tubuh. Motion Capture dimulasi sebagai alat analisis photogrammetric dalam penelitian biomechanics pada tahun 1970-an dan 1980-an, serta meluas ke ranah edukasi, latihan, olahraga, dan baru saja ke ranah animasi komputer untuk televise, sinema, dan video games seiring dengan dewasanya teknologi ini. Seorang yang dipilih menggunakan penanda di dekat setiap sendi tulang untuk mengidentifikasi gerakan dari posisi atau sudut antar penanda tersebut.

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 terbagi 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.

Berikut ini merupakan contoh pemodelan 3D :

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 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.

Metode 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.

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, dengan satu-satunya perbedaan adalah fungsi yang dipanggil. Bila render normal dipanggil dengan fungsi bpy.ops.render.render(animation=True), maka render OpenGL dipanggil dengan fungsi :

bpy.ops.render.opengl(animation=True, view_context=False)

Untuk merender dengan menggunakan Vray (3DS Max), proses rendering dibagi ke dalam 3 tahapan, yaitu pertama untuk proses rendering RGBA (Red Green Blue Alpha) image, kedua untuk rendering Ambience Occlusion, dan ketiga untuk rendering shadow. Vray sampai saat ini telah mengeluarkan versi Cinema 4D.

TEXTURING

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.

IMAGE & 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

Desain permodelan grafik sangat berkaitan dengan grafik komputer. Desain pemodelan grafik merupakan segala sesuatu mengenai pengolahan gambar yang dikerjakan pada komputer berupa pemotongan gambar, rotasi, dilatasi, translasi dan lain-lain.

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). Adapun pemodelan grafik itu proses terbentuknya gambar 3D yang dimulai dari grafik primitif yaitu titik, garis, kemudian menjadi gambar 2D, dan bila gambar 2D itu saling dipadukan maka akan terbentuklah suatu gambar 3D

PEMODELAN GEOMETRIS

Pemodelan geometris merupakan transformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model geometris(2D, 3D) yang bisa ditampilkan pada suatu komputer berupa :

-          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)

-          Dll.

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.