Rabu, 12 September 2012

Grafika Komputer

PENGERTIAN GRAFIKA KOMPUTER

Grafik Komputer adalah suatu proses pembuatan, penyimpanan dan manipulasi model dan citra. Model berasal dari beberapa bidang seperti fisik, matematik, artistik dan bahkan struktur abstrak. Istilah ”Grafik Komputer” ditemukan tahun 1960 oleh William Fetter : pembentukan disain model cockpit (Boeing) dengan menggunakan pen plotter dan referensi model tubuh manusia 3 Dimensi. Pengguna mengendalikan isi, struktur dan kemunculan objek serta menampilkan citra melalui suatu komponen dasar visual feedback.

Komponen Dasar Sistem Grafik Interaktif :

1. Masukan : mouse, tablet dan stylus, peralatan force feedback, scanner, live video stream, dll
2. Proses dan Penyimpanan
3. Keluaran : layar, printer berbasis kertas, perekam video, non-linear editor, dll

Sejarah perkembangan grafik komputer :
Awal tahun 60-an dimulainya model animasi dengan menampilkan simulasi efek fisik.1961: Edward Zajac menyajikan suatu model simulasi satelit dengan menggunakan teknologi Grafik Komputer.

a. Pada Tahun 1963 :
• Ivan Sutherland (MIT), menemukan Sketchpad (manipulasi langsung, CAD)
• Alat untuk menampilkan Calligraphic (vector)
• Mouse oleh Douglas Englebert

b. 1968 : ditemukan Evans & Sutherland.

c. 1969 : Journal SIGGRAPH pertama kali diterbitkan

d. 1970: Pierre B´eezier mengembangkan kurva B´eezier.

e. 1971: Ditemukan Gouraud Shading,

f. 1972: Ditayangkannya film Westworld, sebagai film pertama yang menggunakan animasi komputer.

g. 1974: Ed Catmull mengembangkan z-buffer (Utah). Komputer animasi pendek, Hunger:Keyframe animation and morphing

h. 1976: Jim Blinn mengembangkan texture dan bump mapping.

i. 1977: Film terkenal Star Wars menggunakan grafik komputer

j. 1979: Turner Whitted mengembangkan algoritma ray tracing,untuk pesawat Death Star. Pertengahan tahun 70-an hingga 80-an: Pengembangan Quest for realism radiosity sebagai main-stream aplikasi realtime.

k. 1982: Pengembangan teknologi grafik komputer untuk menampilkan partikel.

l. 1984: Grafik Komputer digunakan untuk menggantikan model fisik pada film The Last Sta Fighter.

m. 1986: Pertama kalinya Film hasil produksi grafik komputer dijadikan sebagai nominasi dalam Academy Award: Luxo Jr. (Pixar).

n. 1989: Film Tin Toy (Pixar) memenangkan Academy Award.

o. 1995: Diproduksi fillm Toy Story (Pixar dan Disney) sebagai film 3D animasi panjang pertama

p. Akhir tahun 90-an, ditemukannya teknologi visualisasi interaktif untuk ilmu pengetahuan dan kedokteran, artistic rendering, image based rendering, path tracing, photon maps, dll.

q. Tahun 2000 ditemukannya teknologi perangkat keras untuk real-time photorealistic rendering. Dan sampai sekarang, seperti yang anda ketahui betapa dahsyatnya perkembangan yang muncul di dunia grafik komputer.

Konsep Dasar Dari Grafik Komputer

Kegiatan yang Terkait 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/behavior objek bergantung waktu

Kerangka Grafik Komputer Interaktif

• Graphics library/package (contoh: OpenGL) adalah perantara aplikasi dan display hardware (GraphicsSystem)
• Application program memetakan objek aplikasi ke tampilan/citra dengan memanggil graphics library
• Hasil dari interaksi user menghasilkan/modifikasi citra
• Citra merupakan hasil akhir dari sintesa, desain,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) dll.

Dasar Matematika yang Diperlukandalam Grafik Komputer
• Geometry (2D, 3D) : Trigonometry, Vector spaces
• Points, vectors, dan koordinat : Dot dan cross products

Elemen-elemen Pembentuk Grafik:
1. Geometri
2. Pemrosesan Citra untukDitampilkan di Layar
3. Hardware Display Grafik :Vektor dan Raster
a. Vetor (calligraphic, stroke, random-scan)
b. Raster (bitmap, pixmap), digunakandalam layar dan laser printer

Tools Pendukung Pemodelan Grafik Komputer :


1. Aplikasi Pengolah Tata Letak (Layout)
Program ini sering digunakan untuk keperluan pembuatan pamflet, brosur, booklet, poster, undangan dan lain yang sejenis. Program ini mampu mengatur penempatan teks dan gambar yang diambil dari program lain (seperti Adobe Photoshop). Yang termasuk dalam kelompok ini adalah: Adobe FrameMaker, Adobe In Design, Adobe PageMaker, Corel Ventura, Microsoft Publisher, Quark Xpress.

2. Aplikasi Pengolah Vektor/Garis
Program yang termasuk dalam kelompok ini dapat digunakan untuk membuat gambar dalam bentuk vektor/garis sehingga sering disebut sebagai Illustrator Program. Seluruh objek yang dihasilkan berupa kombinasi beberapa garis, baik berupa garis lurus maupun lengkung. Aplikasi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: Adobe Illustrator, Beneba Canvas, CorelDraw, Macromedia Freehand, Metacreations Expression, Micrografx Designer, Inkscape.

3. Aplikasi Pengolah Pixel/Gambar
Program yang termasuk dalam kelompok ini dapat dimanfaatkan untuk mengolah gambar/manipulasi foto (photo retouching). Objek yang diolah dalam progam-program tersebut dianggap sebagai kombinasi beberapa titik/pixel yang memiliki kerapatan dan warna tertentu, misalnya, foto. Gambar dalam foto terbentuk dari beberapa kumpulan pixel yang memiliki kerapatan dan warna tertentu. Meskipun begitu, program yang termasuk dalam kelompok ini dapat juga mengolah teks dan garis, akan tetapi dianggap sebagai kumpulan pixel. Objek yang diimpor dari program pengolah vektor/garis, setelah diolah dengan program pengolah pixel/titik secara otomatis akan dikonversikan menjadi bentuk pixel/titik. Yang termasuk dalam aplikasi ini adalah: Adobe Photoshop, Corel Photo Paint, Macromedia Xres, Metacreations Painter, Metacreations Live Picture, Micrografx Picture Publisher, Microsoft Photo Editor, QFX, Wright Image, Pixelmator, Manga studio, Gimp dan Pos Free Photo Editor.

4. Aplikasi Pengolah Film/Video
Program yang termasuk dalam kelompok ini dapat dimanfaatkan untuk mengolah film dalam berbagai macam format. Pemberian judul teks (seperti karaoke, teks terjemahan, dll) juga dapat diolah menggunakan program ini. Umumnya, pemberian efek khusus (special effect) seperti suara ledakan, desingan peluru, ombak, dan lain-lain juga dapat dibuat menggunakan aplikasi ini. Yang termasuk dalam kategori ini adalah: Adobe After Effect, Power Director, Show Biz DVD, Ulead Video Studio, Element Premier, Easy Media Creator, Pinnacle Studio Plus, WinDVD Creater, Nero Ultra Edition dan Camtasia Studio

5. Aplikasi Pengolah Multimedia
Program yang termasuk dalam kelompok ini biasanya digunakan untuk membuat sebuah karya dalam bentuk Multimedia berisi promosi, profil perusahaan, maupun yang sejenisnya dan dikemas dalam bentuk CD maupun DVD. Multimedia tersebut dapat berisi film/movie, animasi, teks, gambar, dan suara yang dirancan sedemikian rupa sehingga pesan yang disampaikan lebih interktif dan menarik. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah: Macromedia, Macromedia Authorware, Macromedia Director, Macromedia Flash, Multimedia Builder, Ezedia, Hyper Studio dan Ovation Studio Pro

6. Pengolah 3 dimensi
Contohnya : Xara 3D, 3Ds Max, Houdini, Lightware, Blender, Pixar, Maya, Poser, AutoCad dan Zmodeler

7. Software tipografi
Fontographer dan AMP Font Viewer


Beberapa kemajuan utama dalam computer grafik 3D:

 
1. Flat shading : suatu teknik shades masing-masing polygon dari suatu objek berdasarkan pada polygon “normal” dan posisi serta intensitas sumber cahaya.


2. Gouraud shading : ditemukan oleh Henri Gouraud pada tahun 1971 dengan teknik resource-conscious yang digunakan untuk menirukan shade dengan permukaan lembut dan penyisipan warna puncak antarpermukaan polygon.


3. Texture mapping : suatu teknik untuk menirukan detail permukaan dengan pemetaan gambar (tekstur) menjadi polygons.


4. Phong shading : ditemukan oleh Bui Tuong Phong; suatu teknik shading yang lembut penyisipan yang puncak mendekati normal pencahayaan dari polygon curved-surface dengan antarpermukaan; model pencahayaan meliputi glossy reflection dengan suatu tingkatan permukaan yang halus.


5. Bump mapping : ditemukan oleh Jim Blinn, suatu teknik normal-perturbation yang digunakan untuk menirukan permukaan yang tidak rata atau mengerut.


 6. Ray Tracing : suatu metode berdasarkan pada prinsip fisik dari ilmu optic geometris yang bisa menirukan pantulan berulang dan transparan.

7. Radiosity : suatu teknik untuk global illumination yang menggunakan teori perpindahan radiatif untuk menirukan iluminasi secara tidak langsung (yang dicerminkan).

System perancangan terbantu computer (Computer Aided Design = CAD) memungkinkan pemakai untuk memanipulasi model komponen-komponen mesinm badan mesin, pesawat terbang, dan lain-lain, yang secara keseluruhan harus dinyatakan seperti apa yang akan terbentuk. Terapan-terapan grafik 3D berbeda dengan terapan-terapan grafik 2D, tidak hanya karena penambahan dimensi dari dua menjadi tiga, tetapi yang lebih utama adalah cara menampilkan suatu realita (realism) dari objek yang sebenarnya ke layar tampilan.

Dalam program simulasi, misalnya, semakin tinggi derajat realita yang bisa disajikan, program simulasi tersebut menjadi lebih menarik. Penampilan citra yang realities dari objek 3D pada layar tampilan 2D menimbulkan beberapa persoalan yang harus ditangani. Beberapa persoalan yang segera terlihat, antara lain adalah bagaimana kedalaman dan cara memberikan warna pada objek agar kelihatan lebih menarik.

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 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.

Contoh Pemakaian Grafik Komputer dalam Kehidupan Sehari-hari

 
• Computer Art
Computer art adalah penggunaan komputer grafis untuk menghasilkan karya-karya seni. Hasil dapat berupa kartun, potret, foto, layout media cetak, logo, lukisan abstrak, desain interior atau eksterior, dan lain sebagainya. Contoh: Adobe Photoshop, Corel Painter, GIMP.

• Video Game
Video game adalah permainan yang melibatkan interaksi dengan user interface untuk menghasilkan umpan balik berupa visualisasi pada perangkat video. Aplikasi ini banyak beredar di pasaran mulai yang sederhana 2 dimensi, seperti tetris, hingga yang rumit, 3 dimensi, dan memerlukan resource banyak, seperti game sepakbola Winning Eleven. Dari yang yang standalone hingga online network, seperti Ragnarok. Dari PC, console, hingga mobile devices.

• Computer-Aided Design (CAD)
CAD adalah alat bantu berbasis komputer yang digunakan dalam proses analisis dam desain,khusunya untuk sistem arsitektural dan engineering. CAD banyak digunakan dalam mendesain bagunan, mobil, pesawat, komputer, alat-alat elektronik, peralatan rumah tangga, dan berbagai produk lainnya. Contoh aplikasinya: AutoCAD.


B. OPEN GL

OpenGL adalah program aplikasi interface yang digunakan untuk mendefinisikan komputer grafis 2D dan 3D. Program platform API ini umumnya untuk menetapkan standar dalam industri komputer pada jenis interaksi komputer grafis 2D dan juga menjadi alat yang biasa digunakan dengan grafis 3D juga. Singkatan dari OpenGL adalah Open Graphics Library, OpenGL menghilangkan kebutuhan untuk pemrogram dan menulis ulang bagian grafis dari suatu sistem operasi setiap kali akan meng-upgrade ke versi baru dari sistem. Fungsi dasar dari OpenGL adalah untuk mengeluarkan koleksi khusus dari executable atau perintah ke sistem operasi. Dengan demikian, program ini bekerja dengan perangkat keras grafis yang sudah ada yang berada pada hard drive atau sumber tertentu lainnya. Setiap perintah di set rancang untuk melibatkan tindakan gambar tertentu, atau meluncurkan efek khusus tertentu yang terkait dengan grafis.

Cara membuat perintah dalam OpenGL dapat dilakukan dalam dua cara berbeda. Pertama, adalah programmer membuat dan menyimpan daftar perintah yang digunakan secara berulang. Ini adalah salah satu cara yang lebih rutin digunakan program antarmuka. Seiring dengan perkembangan maka dibuat kelompok perintah yang lebih permanen, juga memungkinkan untuk membuat dan menjalankan salah satu perintah dalam perimeter waktu dari grafis komputer juga.

OpenGL juga menyediakan beberapa protokol built-in yang mungkin berguna bagi pengguna akhir. Di antara fitur ini alat seperti alpha blending, pemetaan tekstur, efek atmosfer, dan surface removal. Alat ini menyesuaikan diri dengan sistem operasi yang sedang digunakan. OpenGL awalnya dikembangkan oleh Silicon Graphics, OpenGL kini dianggap standar industri. Kini Microsoft telah mendukung antar muka program aplikasi ini dan menawarkan download gratis OpenGL yang digunakan pada sistemnya. Interfacenya terdiri dari lebih dari 250 fungsi panggilan yang berbeda dapat digunakan untuk menarik kompleks tiga dimensi dari adegan sederhana primitives. openGL dikembangkan oleh silicon graphics inc (sgi) pada tahun 1992 dan banyak digunakan dalam cad, virtual reality, visualisasi ilmiah, visualisasi informasi, dan simulasi penerbangan. openGL juga digunakan dalam permainan video, dimana ia bersaing dengan direct 3D on microsoft windows platform.

OpenGL pada awalnya didesain untuk digunakan pada bahasa pemrograman C/C++, namun dalam perkembangannya openGL dapat juga digunakan dalam bahasa pemrograman yang lain seperti java, tcl, ada, visual basic, delphi, maupun fortran. Namun openGL di-package secara berbeda-beda sesuai dengan bahasa pemrograman yang digunakan.

OpenGL memiliki dua tujuan yaitu :

1. Untuk menyembunyikan kompleksitas dari interfacing dengan berbagai 3D accelerators.
2. Untuk menyembunyikan kemampuan yang berbeda dari hardware platform.

Dasar operasi OpenGL adalah menerima primitif seperti titik, garis dan poligon, dan mengkonversikannya ke dalam piksel. Hal ini dilakukan oleh sebuah pipa grafis yang dikenal sebagai mesin OpenGL.

OpenGL adalah API prosedural tingkat rendah, yang memerlukan programmer untuk mendikte langkah-langkah yang tepat. Hal ini kontras dengan deskriptif API, dimana programmer hanya perlu menjelaskan dan dapat membiarkan librari mengatur rincian rendering itu.

OpenGL memiliki sejarah yang berpengaruh pada pengembangan 3D accelerators, mempromosikan dasar tingkat fungsionalitas yang sekarang umum di tingkat konsumen hardware yaitu:


1. Rasterised poin, garis dan poligon sebagai dasar primitive
2. Mentransformasi dan pencahayaan pipa
3. Z-buffering
4. Texture mapping (Pemetaan Textur)
5. Alpha blending

Penggambaran Obyek dengan OpenGL

Saat ini telah banyak perangkat lunak yang digunakan untuk membantu pembuatan objek openGL. Akan tetapi sebagian besar perangkat lunak hanya memiliki kemampuan untuk menciptakan objek-objek sederhana yang kemudian digabung-gabungkan atau diolah lebih lanjut. Karena itu dibutuhkan perangkat lunak yang dapat membuat objek yang kompleks namun fleksibel dalam pembuatannya, sehingga perangkat lunak tersebut dapat menjadi software pendukung untuk software pengolahan objek yang lebih besar.

Seperti Kurva yang banyak diperlukan dalam bidang analisis data seperti statistik. Oleh karena itu penggambaran tentang kurva ini sangat penting, khususnya dalam menampilkan deretan data menjadi sebuah kurva. Untuk itu Delphi menyediakan fungsi khusus untuk membuat kurva seperti kurva bezier. Kurva lain yang sangat berguna dan yang dapat di pelajari yaitu kurva-kurva yang dibentuk dari fungsi-fungsi trigonometri seperti kurva sinus, parabola dan lain sebagainya


Daftar Rujukan

http://www.qbonk.net/apa-itu-opengl-dan-fungsinya.html
http://nurmanto.com/pengertian-grafika-komputer/
http://trihariyono.wordpress.com/2007/10/01/5-artikel-tentang-grafika-komputer/
http://alievaliev.blogspot.com/2011/10/grafik-komputer.html
http://safemode.web.id/artikel/design/pengertian-konsep-dan-tool-pendukung-grafik-komputer


-malang-
13.09.2012

0 komentar:

Poskan Komentar