Selasa, 29 Desember 2009

Karakter Bunga Raflesia

Pemodelan Karakter 3D

Konsep Dasar Modelling 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).
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 Printing 3D perangkat. 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.

Kategori dalam membuat model 3D

Solid - Model-model ini menentukan volume objek yang mereka wakili (seperti batu). These are more realistic, but more difficult to build. 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/boundary - Model ini mewakili permukaan, misalnya batas objek, bukan volume (seperti kulit telur yang amat sangat tipis). Ini lebih mudah untuk dikerjakan daripada model padat. Hampir semua model visual digunakan dalam game dan film shell model.
Karena permukaan tidak terbatas, sebuah pendekatan digital diskrit diperlukan: poligonal meshes (dan ke tingkat yang lebih rendah subdivisi permukaan) merupakan representasi paling umum, walaupun representasi point-based telah mendapatkan beberapa popularitas dalam beberapa tahun terakhir. Level sets adalah penggunaan representasi 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 meshes, 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

Pemodelan Polygonal - Titik dalam ruang 3D, disebut simpul, yang terhubung dengan segmen garis untuk membentuk suatu poligonal mesh. Digunakan, misalnya, oleh Blender. Sebagian besar model 3D saat ini dibangun sebagai model poligonal bertekstur, karena model 3D fleksibel dan karena komputer dapat membuat model 3D begitu cepat. Namun, poligon adalah planar dan hanya dapat mendekati permukaan lengkung dengan menggunakan banyak poligon.

Pemodelan NURBS – permukaan NURBS ditentukan oleh kurva spline, yang dipengaruhi oleh titik control berat. NURBS memiliki 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 software komersil yang paling terkenal yang menggunakan NURBS asli.

Pemodelan Splines & Patch - Seperti NURBS, Splines dan Patch tergantung pada garis lengkung untuk menentukan permukaan yang terlihat. Patch jatuh di suatu tempat antara NURBS dan poligon dalam hal fleksibilitas dan dalam kemudahan penggunaannya.

Pemodelan Primitif - Prosedur ini memerlukan geometris primitif seperti bola, silinder, kerucut atau kubus sebagai blok bangunan untuk model yang lebih kompleks. Manfaat yang cepat dan konstruksinya mudah dan yang bentuk-bentuk secara matematis didefinisikan juga definisi bahasanya dapat lebih sederhana. Pemodelan Primitif cocok untuk aplikasi teknis dan kurang cocok untuk bentuk-bentuk organic. Beberapa perangkat lunak 3D bisa langsung render dari primitif (seperti POV-Ray), lainnya menggunakan primitif hanya untuk pemodelan dan mengkonversikannya ke meshes untuk operasi lebih lanjut dan rendering.

Pemodelan Sclupt - Masih cukup metode baru untuk pemodelan 3D patung menjadi sangat populer dalam beberapa tahun yang singkat. 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 lokasi penyimpanan baru untuk posisi vertex melalui penggunaan iamge map 32-bit yang menyimpan lokasi yang disesuaikan. Volumetrik yang kosong didasarkan pada Voxels yang memiliki kemampuan sama seperti perpindahan, tetapi tidak terlalu buruk dari poligon peregangan bila tidak ada cukup poligon di suatu daerah untuk mencapai deformasi. Kedua metode ini memungkinkan untuk eksplorasi sangat artistik sebagai model yang akan memiliki topologi baru yang diciptakan atas model sekali bentuk dan mungkin yang telah diukir. Mesh baru biasanya memiliki resolusi tinggi asli yang ditransfer ke perpindahan data atau data peta yang normal untuk mesin game.

Pembentukan Karakter 3D

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. Proses pembentukan karakter 3D adalah sebagai berikut :

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 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.

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.

Teori Animasi

Animasi berasal dari bahasa latin, anima, yang artinya jiwa, hidup, nyawa dan semangat. Sehingga animasi juga dapat disebut sebagai gambar dua dimensi yang seolah-olah bergerak. Animasi terdiri dari animasi 2 dimensi dan animasi 3 dimensi. Animasi 2D membuat benda seolah hidup dengan mengunakan kertas atau komputer. Animasi 3D merupakan animasi yang dibuat dengan menggunakan model seperti yang berasal dari lilin, clay, boneka/marionette dan menggunakan kamera animasi yang dapat merekam frame demi frame. Ketika gambar-gambar tersebut diproyeksikan secara berurutan dan cepat, lilin atau clay boneka atau marionette tersebut akan teihat seperti hidup dan bergerak.
Animasi 3D dapat juga dibuat dengan menggunakan komputer. Proses awalnya adalah membentuk model, pemberian tekstur, warna, hingga cahaya. Kemudian model tersebut diberi kerangka, warna, hingga cahaya. Kemudian model tersebut diberi kerangka dan gerakanya dirancang satu persatu. Secara garis besar proses 3D animasi bisa dibagi 4 tahap yaitu:

a.Modeling
b.Animating
c.Texturing
d.Rendering

Membentuk Animasi 3D

Sebelum membuat animasi, kita membuat terlebih dahulu tema, plot, dan scriptnya/ skenarionya. Membuat animasi sama halnya dengan membuat film non animasi. Bedanya hanya tokohnya saja. Film non animasi tokohnya adalah manusia sedangkan animasi tokohnya adalah manusia berbentu gambar/ kartun. Skenario dibutuhkan agar kita yang melihat bisa mengerti cerita animasi tersebut.

Penggunaan Model 3D

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

Sumber :

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_modeling
http://journal.uii.ac.id/index.php/media-informatika/article/viewFile/13/12
http://www.informatika.org/~rinaldi/Stmik/2005-2006/Makalah2006/MakalahStmik2006-13.pdf
http://sukariyana.blogspot.com/
http://journal.uii.ac.id/index.php/mediainformatika/article/viewFile/13/12%3Cbr%20/%3E
http://biirooe.ukm.fe.uns.ac.id/?page_id=64