Desain Permodelan Grafik

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).

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.

A. 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.

B. 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 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.

C. 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.

D. 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.

E. 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.

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

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

Pemodelan Geometris

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.

Sumber : safemode.web.id

MOTION CAPTURE

Berikut ini sekilas tentang motion capture beserta keunggulan dan kekurangannya. Motion capture system adalah terminologi yang digunakan untuk mendeskripsikan proses dari perekaman dan penterjemahan gerakan menjadi model digital. Motion capture system ini digunakan pada bidang animasi, medis, simulasi (augmented reality), olahraga, entertaiment, analisa gerakan dan lain sebagainya. Metode input yang digunakan pada teknik motion capture bervariasi, antara lain electromechanic, acoustic, electromagnetic, and optic. Metode yang paling populer adalah metode optic, karena lebih tahan terhadap gangguan dan gerakan subjek lebih mudah dibanding metode lain. Pada penelitian ini dilakukan perancangan motion capture system input optik untuk bipedal trajectory planning dengan kamera umum yang low cost. Marker berwarna merah digunakan sebagai penanda gerakan yang dipasang pada enam posisi right sagital plane, yaitu body, hip, knee, ankle, heel dan toe. Image berwarna yang ditangkap kamera dinormalisasi dan difilter untuk menghasilkan image biner. Nilai-nilai ketiga sudut (hip,knee dan ankle) ditentukan koordinatnya berdasarkan posisi marker yang dideteksi menggunakan persamaan geometrik. Setiap nilai sudut yang diukur dikalibrasi menggunakan manual geometric dan error perhitungan sudutnya adalah 1.6%. Gerakan berjalan satu cycle ditangkap oleh kamera selama 1,25 milidetik dan data sudut hip, knee dan ankle digunakan untuk perancangan robot trajectory planning saat berjalan. Tiga subjek digunakan pada pengujian sistem, dengan melakukan gerakan berjalan satu cycle masing-masing sepuluh kali. Setelah tigapuluh kali percobaan terdapat tiga error sudut yang dihasilkan yang disebabkan oleh jumlah marker yang terdeteksi kamera hanya lima marker. Marker yang tidak terdeteksi terjadi pada knee saat gerakan berjalan yang cepat. Metode ini diharapkan dapat dikembangkan pada pengukuran joint movement pada plane yang berbeda (frontal dan transversal).

Adapun keuntungan yang bisa didapat dengan menggunakan perangkat motion capture yaitu :

Ø  Lebih cepat dari pekerjaan manual, karena untuk menggerakan objek perlu ratusan titik yang harus digerakan belum lagi pertimbangan naturalisasi gerakan yang dihasilkan.

Ø  Hasil lebih real time artinya waktu pergerakannya akan sama dengan waktu gerakan yang dihasilkan didalam aplikasi komputer.

Ø   Cost reduce, karena waktu terminimalisasi serta proses lebih efektif maka beban biaya proses produksi akan menjadi signifikan terkurangi.

Ø   Gerakan yang dihasilkan natural dan akurat sesuai dengan gerakan alami objek yang dicapture.

Ø Komplektisitas jauh berkurang bukan hanya terhadapobjek yang bersangkutan namun juga terhadap efek yang ditimbulkan oleh lingkungan maupun obje lainnnya, seperti misalnya objek gerakan yang berbenturan dengan objek lain, objek gerakan melompat yang dipengaruhi oleh gravitasi dan lain sebagainya.

Selain itu ada juga beberapa kekurangan yang bisa muncul sebagai kendalah yaitu :

v     Memerlukan hardware dan software yang spesifik/khusus.

v   Harga aplikasi dan perangkat yang dibutuhkan akan menjadi kendala terutama bagi perusahaan/studio kelas kecil dan menengah.

v   Pada beberapa teknologi capture yang ada jelas membutuhkan tempat khusus yang dirancang untuk melakukan proses tersebut.

v      Capturing untuk beberapa objek(lebih dari 3) akan menjadi permasalahan tersendiri

v      Secara teknis, akan menjadi masalah ketika objek yang dibuat memiliki bentuk karakter yang tidak proporsional dengan objek yang dicapture, sehinga akan perlu dilakukan justifikasi manual dari system amupun hasil yang didapat.

Pengaplikasian Metode Motion Capture

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.

Sumber : http://id.wikipedia.org | http://chaeruddin.com