Realism in Computer Graphics

Pada awalnya grafik komputer hanya terfokus pada proses yang masih mengarah pada gambar. Namun seiring berjalannya waktu dan berkembangnya teknologi, grafik komputer sudah mulai berkembang dan sudah mengarah pada hasil yang menuju pada suatu objek yang nyata. Dalam hal ini dikenal Realism in Computer Graphic. Realism in Computer Graphic itu sendiri adalah suatu penggambaran objek atau benda yang digambarkan pada media komputer dan diolah sedemikian rupa sehingga menyerupai bentuk aslinya.

Realism in Computer Graphic terbagi menjadi tiga bagian, yaitu :

  • Physical Realism

Dasar-dasar objek nyata yang dapat dijadikan penggambaran yang sesungguhnya.

  • Photo Realism

Perwujudan dari foto dimana gambar visual yang dihasilkan, menghasilkan respon yang sama pada sebuah aksi atau adegan.

  • Functional Realism

Realism dan Media

“Realism” dalam bahasa inggris diterjemahkan sebagai “Realisme”. Realisme merupakan  sebuah hal atau objek yang digambarkan sesuai dengan keadaan yang sebenarnya atau nyata. Sedangkan “Media”, dalam hal ini media merupakan sarana yang digunakan sebagai tempat untuk menghasilkan objek. Dengan adanya Realism dan Media dalam waktu belakangan ini banyak sekali tampilan Animasi Grafik baik yang ditampilkan dalam grafik komersial, film-film, special efek dalam kartun, dan hal ini sekarang merupakan standar penting dalam “realism”.

Selain hal diatas dalam Realism juga terdapat dua buah interaksi Real-Time dan Non-Real-Time. Dua hal ini saling berlawanan, dimana Real –Time untuk menghasilkan sebuah objek membutuhkan waktu yang cukup lama, sedangkan Non-Real-time memerlukan waktu yang lebih singkat. Berikut ini contoh dari Real-Time :


Untuk mencapai keoptimalan dan keseimbangan teknik yang digunakan untuk mencapai “realism” sangat bergantung pada :

  • Perantara (Medium)

Medium merupakan sebuah perantara, dimana dalam hal ini dibagi menjadi perantara media dan perantara tanpa media (sesuai dengan kebutuhan).

  • Sebagai contoh untuk memperjelas : Pemeriksaan dokter menggunakan sinar-X (perantara media) dan pemeriksaan dokter tanpa perantara media (sesuai analisa yang dibutuhkan dokter) :
  • Jika dokter menggunakan sinar-X (perantara media) untuk menganalisa penyakit pasiennya hasilnya pasti akan lebih akurat, dan analisa yang dihasilkan terperinci juga memiliki resolusi yang jelas dari keadaan tubuh pasien, sedangkan
  • Jika dokter tidak menggunakan sinar-X (perantara tanpa media) untuk menganalisa penyakit pasiennya, maka dokter hanya mengandalkan hal yang diketahuinya dan keadaan tubuh pasien, hal ini membutuhkan waktu yang lama, dan hasil yang kurang akurat juga resolusi keadaan pasien yang belum tentu benar.
  • Pengguna (User)

Pengguna atau user dalam hal ini merupakan aspek penting untuk mencapai keseimbangan dalam realism, pengguna terbagi menjadi dua bagian yaitu : Pengguna Ahli dan Pengguna biasa.

  • Isi dari Realism grafik (Content)

Content lebih kepada isi dari realism, yaitu : grafik, resolusi, geometri, interaksi, efek-efek dalam objek, special efek dalam film, dll. Berikut ini contoh dari aspek content dalam sebuah cuplikan film :

  • Sumber Daya (khususnya perangkat keras) (Resource)

Sumber daya merupakan hal terpenting di dalam proses realism, karena dengan adanya sumber daya terutama sumber daya perangkat keras yang baik proses untuk realism akan lebih optimal. Adapun sumber daya yang digunakan dalam realism, yaitu :

–       Intel 286 (1989)

–       Microsoft Xbox360 (2006)

–       nVidia GeForce 8800GTX (2006)

–       AGEIA PhysX (2005)

Realism dibagi menjadi empat kategori sesuai dengan teknik  grafik komputer yang digunakan dalam penggambaran didalam komputer, yaitu :

  • Geometry

Teknik Geometry dibagi menjadi tiga bagian :

–      The Hacked

Tekstur Penggambaran : Dalam teknik The Hacked tekstur penggambaran yang digunakan sangat baik dan lebih detail, sehingga  gambar yang dihasilkan terlihat seperti objek aslinya. Proses penggambaran lebih secara geometri atau berdasarkan bentuknya bukan pada proses penambahan warna.

–      The Good

Polygonization : Teknik yang dipakai dalam Geometry The Best ini, lebih menuju pada proses polygonisasian, dimana gambar yang dihasilkan terlihat sangat sempurna dan permukaan gambar yang dihasilkan  sangat lentur dan halus.

–      The Best

Untuk The Best, teknik-teknik yang digunakan dibagi menjadi empat bagian, sebagai berikut :

  • Splines

Teknik Splines ini tidak menggunakan polygon sama sekali, melainkan dalam penggambarannya menggunakan perhitungan matematika secara berkala. Untuk permukaan gambar secara 2D dan 3D digunakan teknik Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS). Teknik Splines juga memiliki titik kendali yang baik dalam penggambaran. Tetapi untuk penggambaran desain dan teknik yang mengandung polynomial sedikit sulit dan membutuhkan komponen komputer yang lebih baik.

  • Implicit Surfaces (blobbies)

Untuk teknik penggambaran secara Blobbies/Implicit Surface digunakan fungsi F(x,y,z)=0, untuk melakukan penggambaran diperlukan proses penambahan, pengurangan, dan pencampuran, secara relative penggambaran dengan teknik ini sedikit sulit kerena perlu menuju pada raytrace lalu dikonversikan pada polygon, hal ini terlalu lama. Sehingga teknik ini membutuhkan waktu yang cukup lama untuk membentuk sebuah objek gambar.

Berikut ini contoh gambar dari teknik Blobbies/Implicit Surface dari hasil perhitungan :

F (x,y,z) = ((x^2*(1-x^2)-y^2)^2+0.5*z^2-f*(1+b*(x^2+y^2+z^2)) = 0

  • Subdivision Surfaces

Teknik ini merupakan teknik yang memiliki ciri-ciri :

  • Membagi segitiga menjadi beberapa bagian hingga membentuk sebuah polygon.
  • Menghindari proses pemisahan antara gambar.
  • Mendukung tampilan kerutan pada gambar.
  • Mengizinkan multi-resolusi pada perubahan bentuk, dimana dilakukan pemeriksaan resolusi dari resolusi lebih rendah yang diwakilkan menuju pada permukaan gambar.

From Pixar’s “Geri’s Game”

  • The Gracefully Degraded

Level-of-Detail (LOD) : Teknik ini menggambarkan benda/objek seakan-akan terlihat jauh dari pandangan mata si penglihat, selanjutnya objek digantikan dengan resolusi penggambaran yang lebih rendah, kemudian objek perlahan-lahan akan terlihat lebih detail sesuai dengan objek aslinya.

  • Behavior

Teknik Behavior merupakan teknik penggambaran grafik komputer yang digambarkan berdasarkan penggambaran objek aslinya. Teknik ini biasanya melakukan penggambaran sebuah gambar grafik sesuai dengan hal-hal yang terdapat pada objek aslinya, seperti : cara berjalan, cara berbicara, pergerakan tubuh objek tersebut, gerakan sebuah benda, dll.

Teknik Behavior terbagi menjadi tiga bagian, yaitu :

  • Modeling the way the world moves

– Cannot underestimate the importance of  behavioral realism

– Hand-made keyframe animations

  • The Best

– Motion-capture

– Physics simulations  ( kinematics for rigid-body motion,

dynamics  for   F=ma)

  • The Gracefully Degraded

– Break laws of physics (hopefully imperceptibly)

Berikut ini contoh penggambaran menggunakan Teknik Behavior :

  • Rendering

Teknik Rendering merupakan teknik yang dapat dikatakan sempurna dengan aslinya, dimana objek atau benda yang digambar sangat sesuai dengan objek aslinya, teknik Rendering juga menggambarkan detail terkecil dari benda -benda tersebut, seperti bayangan benda tersebut, pencahayaan, dll. Teknik ini benar-benar menggambarkan suatu objek secara detail, baik, dan halus. Dalam hal ini tentu terdapat beberapa software yang digunakan untuk membuat teknik ini, yaitu : Cg (nVidia), GLSL (OpenGL), HLSL (Microsoft).

Teknik Rendering terbagi menjadi beberapa bagian, yaitu :

–      Good Hacks

–     The Best

–      The Best: Ray Tracing (cont.)

–      The Best: Radiosity (Energy Transport) – Diffuse

–      The Gracefully Degraded Best

–      The Real Best: Sampling Realistically

–     Side Note—Procedural Shading

Berikut ini contoh gambar yang dihasilkan melalui teknik Rendering :

  • Interaction

Teknik ini menggunakan penggambaran sesuai dengan interaksi pada objek.  Teknik interaction ini juga direpresentasikan oleh interaksi dari beberapa alat yang digunakan pada proses penggambaran sebuah objek. Teknik ini merupakan teknik yang cenderung melihat pada alat dan penglihatan atau permainan pada warna dasar RGB yang digunakan untuk objek, Seperti pada CRT, LCD, hasil yang ditampilkan oleh perangkat ini memiliki resolusi yang berbeda sehingga penglihatan objek juga sedikit berbeda. Teknik ini sangat mementingkan pada penggunaan komponen hardware yang baik.

Sumber :

www.google.co.id

www.wikipedia.com

www.povray.com

www.okino.com

www.nvidia.com

www.crytek.com

Advertisements