Dasar Pemodelan 3D

Dasar Pemodelan 3D

      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 enyamanan, 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.  Gambar 1 menunjukkan proses pemodelan 3D.

  Gambar 1. Proses pemodelan 3D

      Pada Gambar 1 nampak bahwa lima bagian yang saling terhubung dan mendukung untuk terciptanya sebuah model 3D. Adapun tujuan dan fungsi dari masing-masing bagian tersebut adalah proses yang akan dijelaskan sebagai berikut: 

• Motion Capture/Model 2D, yaitu langkah awal untuk menentukan bentuk model obyek yang akan dibangun dalam bentuk 3D. Penekanannya adalah obyek berupa gambar wajah yang sudah dibentuk intensitas warna tiap pixelnya dengan metode  Image Adjustment Brightness/Contrast, Image Color Balance, Layer Multiply, dan tampilan Convert Mode RGB dan format JPEG. Dalam tahap ini digunakan aplikasi grafis seperti Adobe Photoshop atau sejenisnya. Dalam tahap ini  proses  penentuan
  obyek 2D memiliki pengertian bahwa obyek 2D yang akan dibentuk  merupakan dasar pemodelan 3D. Keseluruhan obyek  2D dapat dimasukkan dengan jumlah lebih dari satu, model yang akan dibentuk sesuai dengan kebutuhan. Tahap rekayasa hasil obyek 2D dapat dilakukan dengan aplikasi program grafis seperti Adobe Photoshop dan lain sebagainya, pada tahap pemodelan 3D, pemodelan yang dimaksud dilakukan secara manual. Dengan basis obyek 2D yang sudah ditentukan sebagai acuan. Pemodelan  obyek 3D memiliki corak yang berbeda dalam pengolahannya, corak tersebut  penekanannya terletak pada bentuk permukaan obyek.  

• 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 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.

• Proses Rendering, Tahap-tahap di atas merupakan urutan yang standar dalam membentuk sebuah obyek untuk pemodelan, dalam hal ini  texturing sebenarnya bisa dikerjakan overlap dengan modeling, tergantung dari tingkat kebutuhan. 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. Dalam standard PAL system, resolusi sebuah render adalah 720 x 576 pixels. Bagian rendering yang sering digunakan:
• Field Rendering, Field rendering sering digunakan untuk mengurangi strobing effect yang disebabkan gerakan cepat dari sebuah obyek dalam rendering video. 
• Shader, Shader adalah sebuah tambahan yang digunakan dalam 3D software tertentu dalam proses special rendering. Biasanya shader diperlukan untuk memenuhi kebutuhan special effect tertentu seperti lighting effects, atmosphere, fog dan sebagainya. 

• Texturing, Proses  texturing  ini untuk menentukan karakterisik sebuah materi obyek dari segi tekstur. Untuk materi sebuah  object 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.

• 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.  

      Ada beberapa metode yang digunakan untuk pemodelan 3D. Metode pemodelan obyek 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 digunakan sedikit polygon, maka object yang didapatkan akan terbagi menjadi pecahan-pecahan polygon. Sedangkan Modeling dengan Nurbs (Non-Uniform Rational Bezier Spline) adalah metode paling populer untuk membangun sebuah  model organik. Hal ini dikarenakan 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 (Fleming, 1999).

• Grafika Komputer

      Grafika komputer adalah bagian dari ilmu komputer yang berkaitan dengan pembuatan dan manipulasi gambar (visual) secara digital. Bentuk sederhana dari grafika komputer adalah grafika komputer 2D yang kemudian berkembang menjadi grafika komputer 3D, pemrosesan citra (image processing), dan pengenalan pola (pattern recognition). Grafika komputer sering dikenal juga dengan istilah visualisasi data.

Bagian dari grafika komputer meliputi:

- Geometri: mempelajari cara menggambarkan permukaan bidang

- Animasi: mempelajari cara menggambarkan dan memanipulasi gerakan

- Rendering: mempelajari algoritma untuk menampilkan efek cahaya

- Citra (Imaging): mempelajari cara pengambilan dan penyuntingan gambar.

• Grafika komputer 3D

      Grafika komputer 3D adalah representasi dari data geometrik 3 dimensi sebagai hasil dari pemrosesan dan pemberian efek cahaya terhadap grafika komputer 2D. Hasil ini kadang kala ditampilkan secara waktu nyata (real time) untuk keperluan simulasi. Secara umum prinsip yang dipakai adalah mirip dengan grafika komputer 2D, dalam hal: penggunaan algoritma, grafika vektor, model frame kawat (wire frame model), dan grafika rasternya.

     Grafika komputer 3D sering disebut sebagai model 3D. Namun, model 3D ini lebih menekankan pada representasi matematis untuk objek 3 dimensi. Data matematis ini belum bisa dikatakan sebagai gambar grafis hingga saat ditampilkan secara visual pada layar komputer atau printer. Proses penampilan suatu model matematis ke bentuk citra 2 D biasanya dikenal dengan proses 3D rendering.

• Visualisasi

     Visualisasi adalah merupakan sebutan lain dari grafika komputer, rekayasa dalam pembuatan gambar, diagram atau animasi untuk penampilan suatu informasi. Secara umum, visualisasi dalam bentuk gambar baik yang bersifat abstrak maupun nyata telah dikenal sejak awal dari peradaban manusia. Contoh dari hal ini meliputi lukisan di dinding-dinding gua dari manusia purba, bentuk huruf hiroglip Mesir, sistem geometri Yunani, dan teknik pelukisan dari Leonardo da Vinci untuk tujuan rekayasa dan ilmiah, dll.

Pada saat ini visualisasi telah berkembang dan banyak dipakai untuk keperluan ilmu pengetahuan, rekayasa, visualisasi disain produk, pendidikan, multimedia interaktif, kedokteran, dll. Pemakaian dari grafika komputer merupakan perkembangan penting dalam dunia visualisasi, setelah ditemukannya teknik garis perspektif pada zaman Renaissance. Perkembangan bidang animasi juga telah membantu banyak dalam bidang visualisasi yang lebih kompleks dan canggih.

       Dalam grafik komputer 3D, 3D modeling adalah proses mengembangkan matematika representasi dari setiap tiga-dimensi benda (baik benda mati atau hidup) melalui perangkat lunak khusus. Produk ini disebut sebagai model 3D. Hal ini dapat ditampilkan sebagai gambar dua dimensi melalui proses yang disebut 3D rendering atau digunakan dalam komputer simulasi fenomena fisik. Model juga dapat secara fisik dibuat menggunakan perangkat Printing 3D.

        Model dapat dibuat secara otomatis atau manual. Manual proses pemodelan geometris mempersiapkan data untuk komputer grafis 3D mirip dengan seni plastik seperti mematung.

• Model

      Model 3D mewakili objek 3D menggunakan koleksi poin dalam ruang 3D, dihubungkan dengan berbagai entitas geometris seperti segitiga, garis, permukaan lengkung, dll Menjadi pengumpulan data (poin dan informasi lainnya), model 3D dapat dibuat dengan tangan , algorithmically (model prosedural), atau scan.

Model 3D banyak digunakan di mana saja di grafis 3D. Sebenarnya, mereka menggunakan luas mendahului penggunaan grafis 3D pada komputer pribadi. Banyak permainan komputer digunakan pra-gambar membuat model 3D seperti sprite sebelum komputer dapat membuat mereka secara real-time.

      Hari ini, model 3D yang digunakan dalam berbagai bidang. Industri medis menggunakan model rinci organ. Industri film menggunakan mereka sebagai karakter dan objek untuk animasi dan kehidupan nyata film. Para industri permainan video menggunakan mereka sebagai aset untuk komputer dan video games. Sektor ilmu menggunakan mereka sebagai model sangat rinci senyawa kimia. Industri arsitektur menggunakan mereka untuk menunjukkan bangunan dan lanskap yang diusulkan melalui Arsitektur Perangkat Lunak Models. Komunitas teknik desain menggunakan mereka sebagai alat baru, kendaraan dan struktur serta sejumlah penggunaan lainnya. Pada dekade belakangan ini dalam ilmu bumi masyarakat telah mulai membangun 3D model geologi sebagai praktik standar.

• Representasi

Hampir semua model 3D dapat dibagi menjadi dua kategori.

• Solid - Model-model ini menentukan volume objek yang mereka wakili (seperti batu). Ini lebih realistis, tapi lebih sulit untuk membangun. Model padat banyak digunakan untuk simulasi nonvisual seperti medis dan teknik simulasi, CAD dan khusus untuk aplikasi visual seperti ray tracing dan konstruktif geometri solid
• Shell / batas - model ini mewakili permukaan, misalnya batas objek, bukan volume (seperti kulit telur yang amat sangat tipis). Ini lebih mudah untuk bekerja dengan daripada model padat. Hampir semua model visual digunakan dalam permainan dan film shell model.

     Karena penampilan suatu objek tergantung pada objek luar, batas representasi yang umum dalam komputer grafis.  Dua dimensi permukaan adalah analogi yang baik untuk objek yang digunakan dalam grafik, walaupun cukup sering objek-objek ini adalah non-manifold. Karena permukaan tidak terbatas, sebuah pendekatan digital diskrit diperlukan: poligonal jala-jala (dan ke tingkat yang lebih rendah subdivisi permukaan) sejauh ini representasi paling umum, walaupun titik berbasis representasi telah mendapatkan beberapa popularitas dalam beberapa tahun terakhir. Tingkat set adalah perwakilan berguna untuk deformasi permukaan yang mengalami banyak perubahan topologi seperti cairan.

     Proses transformasi representasi objek, seperti koordinat titik tengah dari suatu bola dan titik pada lingkar menjadi representasi poligon sebuah bola, disebut tessellation. Langkah ini digunakan dalam poligon berbasis rendering, di mana benda-benda yang rusak turun dari representasi abstrak ( "primitif") seperti bola, kerucut dll, untuk apa yang disebut jala-jala, yang jaring segitiga yang saling berhubungan. Jala-jala segitiga (bukan misalnya kotak) yang populer karena mereka telah terbukti mudah untuk membuat menggunakan scanline render. Polygon representasi tidak digunakan dalam semua teknik rendering, dan dalam kasus ini, langkah tessellation tidak termasuk dalam transisi dari perwakilan abstrak ke lokasi yang diberikan.

• PROSES PEMODELAN

Ada lima cara populer untuk mewakili model:

• Polygonal pemodelan - Points dalam ruang 3D, yang disebut simpul, terhubung dengan segmen garis membentuk suatu poligonal mesh. Digunakan, misalnya, oleh Blender. Sebagian besar model 3D saat ini dibangun sebagai model poligonal bertekstur, karena mereka fleksibel dan karena komputer dapat membuat mereka begitu cepat. Namun, poligon adalah planar dan hanya dapat mendekati permukaan lengkung menggunakan banyak poligon.
• NURBS modeling - NURBS Surfaces ditentukan oleh kurva spline, yang dipengaruhi oleh tertimbang titik kontrol.  Kurva berikut (tetapi tidak perlu interpolasi) titik. Meningkatkan berat badan untuk suatu titik akan menarik kurva mendekati titik itu. NURBS permukaan yang benar-benar halus, bukan pendekatan dengan menggunakan permukaan datar kecil, dan begitu juga sangat cocok untuk model organik. Maya dan Rhino 3d adalah yang paling terkenal software komersial yang menggunakan NURBS aslinya.
• Pemodelan Splines & Patch - Seperti NURBS, Splines dan Patch tergantung pada garis lengkung untuk menentukan permukaan terlihat. Patch jatuh di suatu tempat antara NURBS dan poligon dalam hal fleksibilitas dan kemudahan penggunaan.
• Primitif pemodelan - Prosedur ini memerlukan geometris primitif seperti bola, silinder, kerucut atau kubus sebagai blok bangunan untuk model yang lebih kompleks. Manfaat yang cepat dan mudah konstruksi dan bahwa bentuk-bentuk secara matematis didefinisikan dan dengan demikian benar-benar tepat, juga definisi bahasa dapat lebih sederhana. Primitif pemodelan yang cocok untuk aplikasi teknis dan kurang untuk bentuk-bentuk organik. Beberapa perangkat lunak 3D bisa langsung render dari primitif (seperti POV-Ray), yang lain menggunakan primitif hanya untuk pemodelan dan mengkonversikannya ke jala-jala untuk operasi lebih lanjut dan rendering.
• Memahat pemodelan - Masih cukup metode baru untuk 3D modeling mematung telah menjadi sangat populer dalam beberapa tahun yang singkat itu telah sekitar. Ada 2 jenis saat ini, Pemindahan yang paling banyak digunakan di antara aplikasi pada saat ini, dan volumetrik. Perpindahan menggunakan model padat (sering dihasilkan oleh permukaan Subdivision dari kontrol poligon mesh) dan toko-toko lokasi baru untuk posisi dhuwur melalui penggunaan peta gambar 32-bit yang menyimpan lokasi yang disesuaikan. Volumetrik yang longgar didasarkan pada Voxels memiliki kemampuan sama seperti perpindahan, tetapi tidak menderita dari poligon peregangan bila tidak ada cukup poligon di suatu daerah untuk mencapai deformasi. Kedua metode ini memungkinkan untuk eksplorasi sangat artistik sebagai model akan memiliki topologi baru diciptakan atas model sekali bentuk dan mungkin rincian telah diukir. Jala yang baru biasanya memiliki resolusi tinggi asli informasi mesh ditransfer ke perpindahan data atau data peta yang normal jika untuk mesin permainan.

Tahap pembuatan model ini terdiri dari individu membentuk objek yang kemudian digunakan dalam adegan. Ada sejumlah teknik pemodelan, termasuk:

• constructive solid geometry
• implicit surfaces
• subdivision surfaces

Pemodelan dapat dilakukan dengan menggunakan program khusus (misalnya, bentuk • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, modo) atau komponen aplikasi (pembentuk, Lofter di 3DS Max) atau bahasa deskripsi adegan (seperti dalam POV - ray). Dalam beberapa kasus, tidak ada perbedaan yang tegas antara fase-fase ini, dalam kasus-kasus seperti pemodelan adalah bagian dari proses penciptaan adegan (hal ini terjadi, misalnya, dengan Caligari trueSpace dan Realsoft 3D).

Kompleks bahan-bahan seperti pasir bertiup, awan, dan cairan semprotan model dengan sistem partikel, dan merupakan massa 3D koordinat yang memiliki baik titik-titik, poligon, tekstur gambar percikan, atau sprite menetapkan kepada mereka.

Related Posts:

Tweet