pemodelan 3D

Prinsip dasar 3D
Melihat obyek secara tiga dimensi (3D) berarti melihat obyek dalam bentuk sesungguhnya. Penggambaran 3D akan lebih membantu memperjelas maksud dari rancangan obyek karena bentuk sesungguhnya dari obyek yang akan diciptakan divisualisasikan secara nyata. Penggambaran 3D merupakan pengembangan lebih lanjut dari penggambaran 2D.

Perbedaan antara 2D dan 3D
Dalam 2D, obyek digambar dalam bidang xy

Dalam 3D, penggambaran dan penampilan obyek 3D bermain di didalam 3 ruas koordinat yaitu X, Y, dan Z.

Koordinat 3D
Kartesius, format umumnya adalah (x,y,z )

Polar
Format umum @jarak<30<45

Koordinat relatif

• Relatif adalah sebuah koordinat pengguna untuk menentukan titik penempatan berikutnya dari titik saat ini, dengan memasukan nilai panjang dan lebar serta tinggi.
• Format relatif untuk 2D adalah @panjag, lebar
• Format relatif untuk 3D adalah @panjang,lebar,tinggi

Sistem koordinat 3D

• WCS ( world coordinate system ), wcs adalah koordinat yg posisidan arahnya selalu tetap dan bersifat absolute. Disini arah sumbu x,y,z yang anda masukan selalu dihitung dari titik acuan yang sama, tidak tergantung dari arah pandang saa ini.

• UCS ( user coordinate system ), ucs adalah sistem koordinat yang dapat diubah-ubah ( dipindah dan dirotasikan ) sesuai dengan keinginan pengguna.

 Tipe objek 3D

• Wireframe adalah objek yang hanya terdiri atas garis lurus dan garis lengkung yg mempresentasikan tepi-tepi objek, tanpa permukaan tertutup. Tipe ini merupakan objek 2D yang digambarkan dalam ruang 3D.

• Surface : adalah sebuah objek yang tersusun atas permukaan. Objek ini dpt diibaratkan spt dinding tipis pada sebuah kotak, objek surface tidak memiliki volume (kosong). Surface dapat dipakai untuk benda-benda yang fleksibel,seperti : body mobil, body pesawat, pohon, dll.

Solid : objek solid memiliki mass properties, ini menunjukan bahwa objek solid merupakan benda yang padat dan memiliki titik berat.

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.

Visualisasi Molekul dengan garlic

Harus diakui bahwa sekolahsekolah di Indonesia kebanyakan menggantungkan dirinya kepada program-program yang proprietary. Bahkan terkadang sampai kalangan beberapa universitas pun berpendapat bahwa software proprietary adalah solusi yang terbaik untuk komputasi, mengingat tren pasar dan ketersediaan dukungan dari vendor. Sebagai pendukung free software, alangkah baiknya apabila kita mampu menerobos ke setiap pelosok ilmu pendidikan dan meningkatkan produktivitas dengan menggunakan free software tersebut. Tulisan kali ini akan menerobos ke bidang ilmu yang mempelajari molekular dan memperkenalkan garlic untuk meningkatkan daya kreasinya.

Grafika komputer dan teori Implementasi
Grafika komputer akhir-akhir ini mulai dirasa sangat penting dan mencakup hampir semua bidang kehidupan seiring dengan semakin pentingnya sistem komputer dalam berbagai kegiatan. Grafika komputer merupakan gambar atau grafik yang dihasilkan oleh komputer. Teknik-teknik yang dipelajari dalam grafika komputer adalah teknik-teknik bagaimana membuat atau menciptakan gambar dengan menggunakan komputer. Ada beberapa program, dari yang sederhana sampai program yang sangat kompleks, yang dapat digunakan untuk membuat gambar komputer, antara lain Paint, Microsoft Photo Editor, Adobe Photoshop, Maya, Autocad, 3D Space Max, dan lain-lain.

Konsep 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.
  

 Gambar 2. Titik kontrol untuk nurbs

• 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).

sumber :
http://araditiya.blogspot.com/2009/04/pemodelan-3d.html
http://sukariyana.blogspot.com/2009/01/uraian-grafika-komputer.html