Desain Pemodelan Grafik : Rendering

A. Definisi Rendering (Definition of Rendering)

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 (tampilan akhir pada model dan animasi).

"Rendering is the final process of the whole process of modeling or computer animation . In rendering , all the data that has been entered in the process of modeling , animation , texturing , lighting with specific parameters will be translated into a form of output ( the final look at the models and animations )."

Rendering tidak hanya digunakan pada game programming, tetapi juga digunakan pada banyak bidang, misalnya arsitektur, simulator, movie, spesial effect pada tayangan televisi, dan design visualization. Rendering pada bidang-bidang tersebut memiliki perbedaan, terutama pada fitur dan teknik renderingnya. Terkadang rendering juga diintegrasikan dengan model yang lebih besar seperti paket animasi, tetapi terkadang berdiri sendiri dan juga bisa free open-source product.

"Rendering is not only used in game programming , but also used in many fields , such as architecture , simulator , movie , special effects in television , and design visualization . Rendering in these areas have differences , especially on the features and rendering techniques . Sometimes rendering is also integrated with the larger models such as the animation package , but sometimes stand-alone and can also be a free, open - source product."

Rendering merupakan sebuah proses untuk menghasilkan sebuah citra 2D dari data 3D. Prose ini bertujuan untuk untuk memberikan visualisasi pada user mengenai data 3D tersebut melalui monitor atau pencetak yang hanya dapat menampilkan data 2D.

"Rendering is a process for generating a 2D image from the 3D data . Prose is aimed to provide a visualization of the 3D data about the user via a monitor or printer can only display 2D data."

B.Metode Rendering (Method Of Rendering)

Ray Tracing Rendering

Ray tracing sebagai  sebuah metode  rendering pertama kali digunakan pada tahun 1980 untuk pembuatan gambar tiga dimensi. Ide dari metode rendering ini sendiri berasal dari percobaan Rene Descartes,  di mana ia menunjukkan pembentukan  pelangi  dengan  menggunakan  bola  kaca berisi air dan kemudian merunut kembali arah datangnya cahaya  dengan  memanfaatkan  teori  pemantulan dan pembiasan cahaya yang telah ada saat itu.

"Ray tracing as a rendering method was first used in 1980 for the manufacture of three-dimensional images . The idea of rendering this method is derived from experiments Rene Descartes , in which he showed the formation of a rainbow using a glass ball filled with water and then trace back direction of the light by using the theory of reflection and refraction of light that have been there at that time."

Wireframe Rendering

Wireframe yaitu Objek 3D dideskripsikan sebagai objek tanpa permukaan. Pada wireframe rendering, sebuah objek dibentuk hanya terlihat garis-garis yang menggambarkan sisi-sisi edges dari sebuah objek. Metode ini dapat dilakukan oleh sebuah komputer dengan sangat cepat, hanya kelemahannya adalah tidak adanya permukaan, sehingga sebuah objek terlihat tranparent. Sehingga sering terjadi kesalahpahaman antara siss depan dan sisi belakang dari sebuah objek.

"3D wireframe object is described as an object without surface . In wireframe rendering , an object formed only visible lines depicting the sides edges of an object . This method can be done by a computer with a very fast , only drawback is the absence of the surface , so that an object look tranparent . So often there is a misunderstanding between the Siss front and back side of an object."

Hidden Line Rendering

Metode ini menggunakan fakta bahwa dalam sebuah objek, terdapat permukaan yang tidak terlihat atau permukaan yang tertutup oleh permukaan lainnya. Dengan metode ini, sebuah objek masih direpresentasikan dengan garis-garis yang mewakili sisi dari objek, tapi beberapa garis tidak terlihat karena adanya permukaan yang menghalanginya. Metode ini lebih lambat dari dari wireframe rendering, tapi masih dikatakan relatif cepat. Kelemahan metode ini adalah tidak terlihatnya karakteristik permukaan dari objek tersebut, seperti warna, kilauan (shininess), tekstur, pencahayaan, dll.

"This method uses the fact that in an object , there is no visible surface or surfaces covered by other surfaces . With this method , an object is represented with lines representing the side of the object , but some lines are not visible because of the surface that way. This method is slower than of wireframe rendering , but still is relatively fast . The weakness of this method is the invisibility of the surface characteristics of the object , such as color , luster ( shininess ) , textures , lighting , etc."

Shaded Rendering

Pada metode ini, komputer diharuskan untuk melakukan berbagai perhitungan baik pencahayaan, karakteristik permukaan, shadow casting, dll. Metode ini menghasilkan citra yang sangat realistik, tetapi kelemahannya adalah lama waktu rendering yang dibutuhkan.

"In this method , a computer is required to perform a variety of calculations good lighting, surface characteristics , shadow casting , etc . This method produces highly realistic images , but the drawback is that it takes a long time rendering."

C. Proses Rendering dari Objek 3D

Secara umum, proses untuk menghasilkan rendering dua dimensi dari objek-objek 3D melibatkan 5 komponen utama :

"In general , the process for generating a two -dimensional rendering of 3D objects involves five major components:"

1. Geometri (Geometric)

2. Kamera (Camera)

Dalam grafika 3D, sudut pandang (point of view) adalah bagian dari kamera. Kamera dalam grafika 3D biasanya tidak didefinisikan secara fisik, namun hanya untuk menentukan sudut pandang kita pada sebuah world, sehingga sering disebut virtual camera. Sebuah kamera dipengaruhi oleh dua buah faktor penting.

"In 3D graphics , the angle of view (point of view ) is part of the camera . The camera in the 3D graphics are usually not defined physically , but only to determine our perspective on a world , so it is often called a virtual camera . A camera is affected by two important factors."

Faktor pertama adalah lokasi (camera location). Lokasi sebuah kamera ditentukan dengan sebuah titik (x,y,z). Faktor kedua adalah arah pandang kamera. Arah pandang kamera ditunjukkan dengan sebuah sistem yang disebut system koordinat acuan pandang atau sistem (U,N,V). Arah pandang kamera sangat penting dalam membuat sebuah citra, karena letak dan arah pandang kamera menentukan apa yang terlihat oleh sebuah kamera. Penentuan apa yang dilihat oleh kamera biasanya ditentukan dengan sebuah titik (x,y,z) yang disebut camera interest.

"The first factor is the location ( camera location) . The location of a camera is determined by a point ( x , y , z ) . The second factor is the direction of view of the camera . Camera viewing direction is indicated by a system called the view reference coordinate system or systems ( U , N , V ) . direction of view the camera is very important in making an image , because the location and direction of view of the camera determines what is seen by a camera . The determination of what is seen by the cameranusually determined by a point ( x , y , z ) is called the camera interest."

3. Cahaya

Sumber cahaya pada grafika 3D merupakan sebuah objek yang penting, karena dengan cahaya ini sebuah world dapat terlihat dan dapat dilakukan proses rendering. Sumber cahaya ini juga membuat sebuah world menjadi lebih realistis dengan adanya bayangan dari objek-objek 3D yang ada. Sebuah sumber cahaya memiliki jenis. Pada grafika 3D

dikenal beberapa macam sumber cahaya, yaitu :

"The light source in the 3D graphics is an object that is important , because the light is a visible world and can do the rendering process . The light source also makes a world becoming more realistic by the shadow of 3D objects there . A light source has a type . In 3D graphics

known for some kinds of light sources , namely :"

a. point light

memancar ke segala arah, namun intensitas cahaya yang diterima objek bergantung dari posisi sumber cahaya. Tipe ini mirip seperti lampu pijar dalam dunia nyata.

"radiating in all directions , but the intensity of light received by an object depends on the position of the light source . This type is similar to incandescent lamps in the real world."

b. spotlight

memancarkan cahaya ke daerah tertentu dalam bentuk kerucut. Sumber cahaya terletak pada puncak kerucut. Hanya objek-objek yang terletak pada daerah kerucut tersebut yang akan nampak.

"emit light to a certain area in the shape of a cone . Light source located at the top of the cone . Only objects that are located in areas that will see the cone."

c. 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.

"backlight / nature. This light is received with the same intensity every surface on the object . Backlight is modeled to follow what happens in nature, the houseboat in a state without a light source though, things can still be seen."

d. area light

e. directional light

memancarkan cahaya dengan intensitas sama ke suatu arah tertentu. Letak tidak mempengaruhi intensitas cahayanya. Tipe ini dapat menimbulkan efek seolah-olah sumber cahaya berada sangat jauh dari objek

"emit light with the same intensity in a particular direction . The layout does not affect the intensity of light . This type of effect as if the light source is very far away from the object."

f. parallel point

sama dengan directional, hanya pencahayaan ini memiliki arah dan posisi.

"together with directional lighting only has a direction and position."

4. Karakteristik Permukaan

Karakteristik permukaan dari sebuah objek adalah sifat dari permukaan sebuah objek. Karakteristik permukaan ini meliputi: warna, tekstur, sifat permukaan, seperti kekasaran (roughness), refleksifitas, diffuseness (jumlah cahaya yang dipantulkan oleh objek), transparansi, dan lain-lain.

Parameter Warna dalam karakteristik permukaan direpresentasikan dengan tiga warna dasar, yaitu RGB. Saat rendering, warna pada sebuah objek tergantung dari warna dalam karakteristik permukaan dan warna cahaya yang mengenainya. Jadi citra hasil rendering mungkin akan memiliki warna yang sedikit berbeda dengan warna objek tersebut.

"Surface characteristics of an object is the nature of the surface of an object . The surface characteristics include: color , texture , surface properties , such as roughness ( roughness ) , reflexivity , diffuseness ( the amount of light reflected by the object ) , transparency , and others .

The color parameters in the surface characteristics represented by three basic colors , ie RGB . When rendering , the color of an object depends on the color of the surface characteristics and the color of the light that hits . So the image of the rendering will probably have a slightly different color to the color of the object."

Parameter tekstur direpresentasikan dengan sebuah nama file. File ini akan menjadi tekstur pada permukaan objek tersebut. Selain itu juga ada beberapa parameter dalam tekstur yang berguna untuk menentukan letak tekstur pada sebuah objek, sifat tekstur, perulangan tekstur, dan lain-lain. Sifat Permukaan, seperti diffuseness, refleksisifitas, dan lain-lain direpresentasikan dengan sebuah nilai. Nilai ini menentukan sifat dari parameter-parameter tersebut. Misalnya pada roughness, makin besar nilai parameternya, makin kasar objek tersebut.

"Texture parameter is represented by a file name . This file will be the texture on the surface of the object. In addition, there are several parameters in a texture that is useful to determine the position of a texture on an object , the nature of the texture , looping texture , and others . Nature of the surface , such as diffuseness , refleksisifitas , and others are represented by a value . This value determines the nature of these parameters . For example, the roughness , the greater the value of the parameter , the more coarse the object."

5. Algoritma Rendering

Algoritma Rendering adalah prosedur yang digunakan oleh suatu program untuk mengerjakan perhitungan untuk menghasilkan citra 2D dari data 3D. Kebanyakan algoritma rendering yang ada saat ini menggunakan pendekatan yang disebut scan-line

rendering berarti program melihat dari setiap pixel, satu per satu, secara horizontal dan menghitung warna di pixel tersebut. Saat ini dikenal 3 algoritma :

Ray-Casting

Ray-Tracing

Radiosity

"Rendering Algorithm is a procedure used by a program to do the calculations to generate 2D images from 3D data . Most existing rendering algorithm uses an approach called scan -line

rendering means that programs look of each pixel , one at a time , horizontally and calculate the pixel color . Currently known three algorithms :

Ray - Casting

Ray - Tracing

radiosity"

Sumber : Ariyantidwiastuti.blogspot.com