Grafik Komputer - Pencahayaan

Model dari pencahayaan, dipakai untuk menghitung intensitas dari cahaya yang terlihat dari setiap posisi pada setiap permukaan benda yang terlihat oleh kamera. Ketika melihat sebuah benda, terlihat cahaya yang dipantulkan dari permukaan benda, dimana cahaya ini merupakan intregrasi dari sumber-sumber cahaya serta cahaya yang berasal dari pantulan cahaya permukaan-permukaan yang lain. Karena itu benda-benda yang tidak langsung menerima cahaya dari sumber cahaya, masih mungkin terlihat bila menerima cahaya pantulan yang cukup dari benda didekatnya.
Model sederhana dari sumber cahaya adalah sebuah titik sumber, dimana dari titik ini cahaya dipancarkan. Perhitungan pencahayaan bergantung pada sifat dari permukaan yang terkena cahaya, kondisi dari cahaya latar serta spesifikasi sumber cahaya.
Tanpa adanya cahaya kita bagai berada di ruang yang gelap gulita tanpa dapat melihat apapun juga. Apa yang kita lihat pada benda adalah akibat dari pantulan cahaya ke benda tersebut yang kita tangkap dengan mata.

SIFAT DASAR CAHAYA

1. Cahaya dapat menembus
Cahaya dapat menembus bahan-bahan yang tidak padat seperti kain, kertas kalkir dan kaca sehingga kualitas kerasnya cahaya dapat dibuat lunak atau soft.

2. Cahaya dapat difokuskan
Cahaya dapat kita salurkan kearah mana kita kehendaki, dia dapat dikumpulkan dan difokuskan agar kuantitasnya lebih besar lagi. Sebagai contoh adalah sinar Matahari yang difokuskan oleh surya kanta atau kaca pembesar.

3. Cahaya dapat dipantulkan
Cahaya itu dapat pula kita belokan atau kita pantulkan dengan benda yang mempunya daya pantul yang tinggi seperti cermin, styrofoam, kertas perak dll yang lazim kita sebut dengan reflektor untuk menyinari bagian-bagian yang gelap.

4. Cahaya mempunyai warna
Semua sumber cahaya mempunyai warna atau umumnya kita sebut dengan suhu warna dalam hitungan derajat Kelvin dan dapat diukur dengan Kelvin Meter / Color Meter.

Semua sumber cahaya dimodelkan sebagai sumber titik yang dispesifikasikan dengan:
_ Lokasi: Lokasi (x,y,z) dari sebuah sumber cahaya akan menentukan pengaruhnya terhadap sebuah objek.
_ Intensitas: Intensitas cahaya menyatakan kekuatan cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya. Parameter ini merupakan angka, yang biasanya makin besar nilainya, makin terang sumber cahaya tersebut.
_ Warna: Warna cahaya dari sumber ini akan mempengaruhi warna dari sebuah objek, jadi selain warna objek tersebut warna cahaya yang jatuh pada objek tersebut akan mempengaruhi warna pada rendering. Warna cahaya ini biasanya terdiri dari 3 warna dasar grafika komputer, yaitu: merah, hijau, biru atau lebih dikenal dengan RGB.

Ambient Light
cahaya latar/alam. Cahaya ini diterima dengan intensitas yang sama oleh
setiap permukaan pada benda. Cahaya latar tersebut dimodelkan
mengikuti apa yang terjadi di alam, diaman dalam keadaan tanpa sumber
cahaya sekalipun, benda masih dapat dilihat.

Model pencahayaan menggunakan Lambert’s Law adalah gabungan diffuse
scattering dan ambient, dan dituliskan:
Color Surface :
Color Reflection :
cos
} ) 0 , MAX(cos {
s
L
a d s L
C
C
k k C C
N L• =
+ =
α
α
Fungsi pencahayaan dengan Lambert’s Law dapat dituliskan dengan:
color_t LambertLaw(vector3D_t Light, vector3D_t Normal, vector3D_t
View, color_t col) {
// diffuse reflection coefficient
float kdif=0.6;
// ambient light coefficient
float kamb=0.4;
float tmp,NL,RV;
color_t ColWhite={1,1,1};
vector3D_t ReflectionVector=(2.*(Light*Normal)*Normal)-Light;
tmp=Normal*Light;
NL=funcPositive(tmp);
tmp=ReflectionVector*View;
RV=funcPositive(tmp);
return kdif*NL*col+kamb*col;

Phong Model
Model pencahayaan Phong Model adalah model pencahayaan yang lengkap karena merupakan gabungan dari diffuse scattering, specular reflection dan ambient. Rumus dari Phong Model dituliskan dengan:
(white) Color Specular :
Color Surface :
Color Reflection :
) ( 2
cos
cos
) 0 , (cos MAX } ) 0 , MAX(cos {
white
s
L
n
sp white a d s L
C
C
C
k C k k C C
L N L N R
V R
N L
. • =
• =
• =
+ + =
β
α
β α
Fungsi pencahayaan dengan Phong Model dapat dituliskan dengan:
color_t PhongModel(vector3D_t Light,vector3D_t Normal, vector3D_t
View, color_t col) {
// specular reflection coefficient
float kspe=0.7;
// diffuse reflection coefficient
float kdif=0.6;
// ambient light coefficient
float kamb=0.4;
float tmp,NL,RV;
color_t ColWhite={1,1,1};
vector3D_t ReflectionVector=(2.*(Light*Normal)*Normal)-Light;
tmp=Normal*Light;
NL=funcPositive(tmp);
tmp=ReflectionVector*View;
RV=funcPositive(tmp);
return kdif*NL*col+kspe*power(RV,4)*ColWhite+kamb*col;
}

Grafik Komputer dan Pengolahan Citra Pada Game Pes 2010

Pes 2010

Grafik komputer ?

Kita mungkin sering mendengarnya, anda mungkin akan berpendapat “ya itu gambar animasi yang dibuat dikomputer”.Sebenarnya pendapat tersebut tidak salah tapi apakah kita tahu yang lainnya yang berhubungan dengan grafik komputer. Sebelum lebih jauh membahasnya mari kita lihat dulu pengertiannya.

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

Sering kita melihat Banyak sekali tiruan grafis mulai dari artis, pemain sepakbola, dan lain lain. Semakin nyatanya grafis tersebut sudah tentu semakin rumitnya proses pembuatannya, dan juga diperlukan kemampuan dasar seperti dibawah ini.

Bagian dari grafik komputer juga meilputi:

> Geometri adalah mempelajari cara menggambarkan permukaan bidang
> Animasi adalah mempelajari cara menggambarkan dan memanipulasi gerakan
> Rendering adalah mempelajari algoritma untuk menampilkan efek cahaya
> Pengolahan Citra (Imaging) adalah mempelajari cara pengambilan dan penyuntingan gambar.

Pengolahan citra ?

Ya pengolahan citra merupakan bagian dari grafik komputer ini sangat berhubungan dalam membuat grafik komputer yang baik harus memperhatikan pengolahan citra yang baik pula. sebelum lebih jauh membahas mari kita lihat definisinya dahulu.

Pengolahan citra adalah salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra/gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu.

Dasar dasar yang digunakan dalam pengolahan citra meliputi :

> Citra adalah gambar dua dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi yang kontinu menjadi gambar diskrit melalui proses sampling.

> Sampling adalah proses untuk menentukan warna pada piksel tertentu pada citra dari sebuah gambar yang kontinu, Proses tersebut disebut proses digitisasi.

> Kuantisasi adalah Proses mengasosiasikan warna rata-rata dengan tingkatan warna tertentu.

Kemudian operasi pengolahan citra mengerjakan mulai dari peningkatan kualitas citra, pemulihan citra

Hal diatas merupakan bagian dari pengolahan citra, bagaimana bisa membuat grafis atau game yang baik bila mengabaikan pengolahan citra.

Mengingat kedua hal tersebut saling berhubungan, Kita bisa lihat implementasinya pada game Pes 2010 (Pro Evolution Soccer)

Pes 2010 merupakan implementasi dari suatu grafik komputer dengan pengolahan citra yang baik dan sangat berhasil memanjakan, memuaskan para penggila game sepakbola. Saya sendiri sebagai penulis sangat puas dengan grafisnya,suaranya, dan lain lain.

Bisa dilihat dari tahun ke tahun Game ini semakin baik. saya pertama kali memainkan adalah pes 2008, yang menurut saya lumayan, dan tahun lalu saya masih memainkan pes 2009 yang kualitasnya menurut saya hampir sama dengan game ps 2. tapi pes 2010 ini berbeda tampilannya unggul dan karena semakin bagusnya grafis spek komputer yang dibutuhkannya pun semakin tinggi. Mulai dari wajah, rambut, kostum dan gerakan yang dibuat semirip mungkin dengan pemain sepakbola yang terkait, dan juga lapangan penonton tampak begitu nyata. sungguh kita dimanjakan dan warna yang digabungkannya pun tidak membuat lelah mata. ini merupakan pengolahan citra yang sangat baik. saya sudah tidak sabar menunggu pes 2011 yang kabarnya.

Kemudian Spesifikasi minimum dan recommended untuk dapat memainkan pes 2010 di komputer :

MINIMUM SYSTEM REQUIREMENTS:

- Windows XP SP2, Vista

- Intel Pentium IV 2.4GHz or equivalent processor

- 1GB RAM

- DirectX 9.0c compatible video card. 128MB Pixel Shader 2.0 (NVIDIA GeForce FX or AMD ATI Radeon 9700 video card)

RECOMMENDED SYSTEM REQUIREMENTS:

- Windows XP SP2, Vista

- Intel Core2 Duo 2.0GHz or equivalent processor

- 2GB RAM

- DirectX 9.0c compatible video card. 256MB Pixel Shader 3.0 (NVIDIA GeForce 7900 or AMD ATI Radeon HD2600 or better)

Saran saya untuk kualitas yang baik sebaiknya anda memilih setting high yang tentunya harus didukung Spek komputer yang dibutuhkan. jika anda memilih setting dibawah medium maka akan tampil gerakan patah patah, tampilan yang agak kasar dan lain lain yang tidak diharapkan para penikmat game.

Jadi Pes 2010 merupakan salah satu contoh dari game yang memiliki kualitas grafis yang sangat baik itu semua karena tidak melupakan bagian dasar yang penting dari grafik komputer contohnya pengolahan citra.

Referensi : Wikipedia , systemreq, dan lain lain
.

GLOBAL WARMING

Sejak dikenalnya ilmu mengenai iklim, para ilmuwan telah mempelajari bahwa ternyata iklim di Bumi selalu berubah. Dari studi tentang jaman es di masa lalu menunjukkan bahwa iklim bisa berubah dengan sendirinya, dan berubah secara radikal. Apa penyebabnya? Meteor jatuh? Variasi panas Matahari? Gunung meletus yang menyebabkan awan asap? Perubahan arah angin akibat perubahan struktur muka Bumi dan arus laut? Atau karena komposisi udara yang berubah? Atau sebab yang lain?

Sampai baru pada abad 19, maka studi mengenai iklim mulai mengetahui tentang kandungan gas yang berada di atmosfer, disebut sebagai gas rumah kaca, yang bisa mempengaruhi iklim di Bumi. Apa itu gas rumah kaca?

Sebetulnya yang dikenal sebagai ‘gas rumah kaca’, adalah suatu efek, dimana molekul-molekul yang ada di atmosfer kita bersifat seperti memberi efek rumah kaca. Efek rumah kaca sendiri, seharusnya merupakan efek yang alamiah untuk menjaga temperatur permukaaan Bumi berada pada temperatur normal, sekitar 30°C, atau kalau tidak, maka tentu saja tidak akan ada kehidupan di muka Bumi ini.

Pada sekitar tahun 1820, bapak Fourier menemukan bahwa atmosfer itu sangat bisa diterobos (permeable) oleh cahaya Matahari yang masuk ke permukaan Bumi, tetapi tidak semua cahaya yang dipancarkan ke permukaan Bumi itu bisa dipantulkan keluar, radiasi merah-infra yang seharusnya terpantul terjebak, dengan demikian maka atmosfer Bumi menjebak panas (prinsip rumah kaca).

Tiga puluh tahun kemudian, bapak Tyndall menemukan bahwa tipe-tipe gas yang menjebak panas tersebut terutama adalah karbon-dioksida dan uap air, dan molekul-molekul tersebut yang akhirnya dinamai sebagai gas rumah kaca, seperti yang kita kenal sekarang. Arrhenius kemudian memperlihatkan bahwa jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatgandakan, maka peningkatan temperatur permukaan menjadi sangat signifikan.

Semenjak penemuan Fourier, Tyndall dan Arrhenius tersebut, ilmuwan semakin memahami bagaimana gas rumah kaca menyerap radiasi, memungkinkan membuat perhitungan yang lebih baik untuk menghubungkan konsentrasi gas rumah kaca dan peningkatan Temperatur. Jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatduakan saja, maka temperatur bisa meningkat sampai 1°C.

Tetapi, atmosfer tidaklah sesederhana model perhitungan tersebut, kenyataannya peningkatan temperatur bisa lebih dari 1°C karena ada faktor-faktor seperti, sebut saja, perubahan jumlah awan, pemantulan panas yang berbeda antara daratan dan lautan, perubahan kandungan uap air di udara, perubahan permukaan Bumi, baik karena pembukaan lahan, perubahan permukaan, atau sebab-sebab yang lain, alami maupun karena perbuatan manusia. Bukti-bukti yang ada menunjukkan, atmosfer yang ada menjadi lebih panas, dengan atmosfer menyimpan lebih banyak uap air, dan menyimpan lebih banyak panas, memperkuat pemanasan dari perhitungan standar.

Sejak tahun 2001, studi-studi mengenai dinamika iklim global menunjukkan bahwa paling tidak, dunia telah mengalami pemanasan lebih dari 3°C semenjak jaman pra-industri, itu saja jika bisa menekan konsentrasi gas rumah kaca supaya stabil pada 430 ppm CO₂e (ppm = part per million = per satu juta ekivalen CO₂ – yang menyatakan rasio jumlah molekul gas CO₂ per satu juta udara kering). Yang pasti, sejak 1900, maka Bumi telah mengalami pemanasan sebesar 0,7°C.

Lalu, jika memang terjadi pemanasan, sebagaimana disebut; yang kemudian dikenal sebagai pemanasan global, (atau dalam istilah populer bahasa Inggris, kita sebut sebagai Global Warming): Apakah merupakan fenomena alam yang tidak terhindarkan? Atau ada suatu sebab yang signfikan, sehingga menjadi ‘populer’ seperti sekarang ini? Apakah karena Al Gore dengan filmnya “An Inconvenient Truth” yang mempopulerkan global warming? Tentunya tidak sesederhana itu.

Perlu kerja-sama internasional untuk bisa mengatakan bahwa memang manusia-lah yang menjadi penyebab utama terjadinya pemanasan global. Laporan IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) tahun 2007, menunjukkan bahwa secara rata-rata global aktivitas manusia semenjak 1750 menyebabkan adanya pemanasan. Perubahan kelimpahan gas rumah kaca dan aerosol akibat radiasi Matahari dan keseluruhan permukaan Bumi mempengaruhi keseimbangan energi sistem iklim. Dalam besaran yang dinyatakan sebagai Radiative Forcing sebagai alat ukur apakah iklim global menjadi panas atau dingin (warna merah menyatakan nilai positif atau menyebabkan menjadi lebih hangat, dan biru kebalikannya), maka ditemukan bahwa akibat kegiatan manusia-lah (antropogenik) yang menjadi pendorong utama terjadinya pemanasan global (Gb.1).

Hasil perhitungan perkiraan agen pendorong terjadinya pemanasan global dan mekanismenya (kolom satu), berdasarkan pengaruh radiasi (Radiative Forcing), dalam satuan Watt/m^2, untuk sumber antropogenik dan sumber yang lain, tanda merah dan nilai positif dari kolom dua dan tiga berarti sumbangan pada pemanasan, sedangkan biru adalah efek kebalikannya. Kolom empat menyatakan dampak pada skala geografi, sedangkan kolom kelima menyatakan tingkat pemahaman ilmiah (Level of Scientific Understanding), Sumber: Laporan IPCC, 2007.

Dari gambar terlihat bahwa karbon-dioksida adalah penyumbang utama gas kaca. Dari masa pra-industri yang sebesar 280 ppm menjadi 379 ppm pada tahun 2005. Angka ini melebihi angka alamiah dari studi perubahan iklim dari masa lalu (paleoklimatologi), dimana selama 650 ribu tahun hanya terjadi peningkatan dari 180-300 ppm. Terutama dalam dasawarsa terakhir (1995-2005), tercatat peningkatan konsentrasi karbon-dioksida terbesar pertahun (1,9 ppm per tahun), jauh lebih besar dari pengukuran atmosfer pada tahun 1960, (1.4 ppm per tahun), kendati masih terdapat variasi tahun per tahun.

Sumber terutama peningkatan konsentrasi karbon-dioksida adalah penggunaan bahan bakar fosil, ditambah pengaruh perubahan permukaan tanah (pembukaan lahan, penebangan hutan, pembakaran hutan, mencairnya es). Peningkatan konsentrasi metana (CH4), dari 715 ppb (part per billion= satu per milyar) di jaman pra-industri menjadi 1732 ppb di awal 1990-an, dan 1774 pada tahun 2005. Ini melebihi angka yang berubah secara alamiah selama 650 ribu tahun (320 – 790 ppb). Sumber utama peningkatan metana pertanian dan penggunaan bahan bakar fosil. Konsentrasi nitro-oksida (N₂O) dari 270 ppb – 319 ppb pada 2005. Seperti juga penyumbang emisi yang lain, sumber utamanya adalah manusia dari agrikultural. Kombinasi ketiga komponen utama tersebut menjadi penyumbang terbesar pada pemanasan global.

Kontribusi antropogenik pada aerosol (sulfat, karbon organik, karbon hitam, nitrat and debu) memberikan efek mendinginkan, tetapi efeknya masih tidak dominan dibanding terjadinya pemanasan, disamping ketidakpastian perhitungan yang masih sangat besar. Demikian juga dengan perubahan ozon troposper akibat proses kimia pembentukan ozon (nitrogen oksida, karbon monoksida dan hidrokarbon) berkontribusi pada pemanasan global. Kemampuan pemantulan cahaya Matahari (albedo), akibat perubahan permukaan Bumi dan deposisi aerosol karbon hitam dari salju, mengakibatkan perubahan yang bervariasi, dari pendinginan sampai pemanasan. Perubahan dari pancaran sinar Matahari (solar irradiance) tidaklah memberi kontribusi yang besar pada pemanasan global.

Dengan demikian, maka dapat dipahami bahwa memang manusia yang berperanan bagi nasibnya sendiri, karena pemanasan global terjadi akibat perbuatan manusia sendiri. Lalu bagaimana dampak Global Warming bagi kehidupan? Alur waktu prediksi dan dampak dari perspektif sains dapat dibaca pada bagian kedua tulisan ini.

Penggunaan Grafika Komputer dalam Pengolahan Gambar Animasi

Penggunaan Grafika Komputer dalam Pengolahan Gambar Animasi

Animasi pada dasarnya merupakan transformasi objek, animasi bisa dikerjakan secara interaktif maupun secara noninteraktif. Pada aminasi interaktif, pergerakan objek mengikuti perintah yang diberikan oleh pemakai melalui peranti interaktif. Hal itulah yang dilaksanakan oleh kebanyakan program permainan. Pada animasi non interaktif, pergerakan objek hanya dikendalikan dengan prosedur yang ada di dalam sebuah program. Hal itu juga penting untuk dipelajari karena banyak sekali manfaatnya untuk paket-paket simulasi.

Dasar-dasar pembuatan animasi 3D, antara lain:

1. Animasi objek

Java 3D menyediakan objek RotationInterpolator yang memungkinkan penambahan fitur animasi pada objek-objek 3D. Sama halnya dengan navigasi mouse, objek ini dikaitkan ke TransformGroup yang sudah ditetapkan kemampuannya untuk mendukung animasi.

2. Animasi frame

Animasi frame adalah teknik animasi yang paling sederhana. Teknik ini menggabungkan banyak gambar yang sebenarnya terpisah dan memrosesnya secara berurutan dengan perhitungan waktu yang tepat sehingga objek tersebut seolah-olah bergerak.

3. Animasi sprite

Sprite adalah bagian dari animasi yang bergerak secara mandiri. Pada animasi sprite, gambar digerakkan dengan latar belakang yang diam. Dalam animasi sprite yang dapat diedit adalah animasi dari layar yang mengandung sprite.

Berikut teknik yang digunakan dalam animasi, antara lain:

1. Teknik inbetweening, yakni pemindahan objek menggunakan statement GetImage, dan PutImage, yakni menganimasi objek dengan mengubah warna palet, serta animasi menggunakan objek dengan mengubah warna palet, serta animasi menggunakan permainan halaman untuk menampilkan sebuah gerakan.

2. Animasi dengan menggerakkan citra

Animasi dengan cara menggerakkan citra disekeliling layar mengikuti urutan operasi yang sudah ditentukan.

3. Menentukan ukuran citra

Langkah pertama untuk menganimasi citra adalah dengan mengalokasikan perubah dinamis. Ukuran peubah dinamis (dalam satuan byte) yang akan dialokasikan ditentukan menggunakan fungsi ImageSize.

4. Alokasi peubah dinamis

Peubah dinamis bisa dialokasikan menggunakan procedure GetMem yang memiliki bentuk umum

5. Menyimpan citra

Setelah peubah dinamis dialokasikan, langkah selanjutnya adalah mengopi citra yang ada di layar (atau dalam video memory) ke dalam peubah dinamis.

6. Memindahkan citra

Pemindahan citra bisa dianggap sebagai proses menyalin kembali isi peubah dinamis ke layar pada posisi sembarang. Pemindahan citra atau penampilan ulang dari citra yang tertutup dikerjakan menggunakan procedure PutImage.

Rujukan:

Simarmata,Janner dan Tintin Chandra. 2007. Grafika Komputer. Yogyakarta; Andi

Offset.