Desain Pemodelan Grafis All(T1,T2,T3,MOM)Kel 6(Shading Modelling) - 58411094 - Dhira Brata

MOM (Minutes Of Meeting) Softskill

 

 

 

SHADING MODELLING

Tugas ini disusun oleh:

KELOMPOK 6

   1.     BEBBY DWI JUNITA                                             (51411450)  

2.     DHIRA BRATA C.H.S.W.P                                  (58411094) 

3.     JODI PRIOMBODHO                                            (53411834)

  PEMBIMBING:  

     NOVIA  FATIMAH

UNIVERSITAS GUNADARMA

2013

Kata Pengantar

Puji syukur kita panjatkan bagi Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan kemudahan dalam menyelesaikan segala urusan hingga kami mampu menyelesaikan buku SHADING MODELLING yang diberikan tugas kepada kami Oleh Ibu Novia Fatimah.

Terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada seluruh anggota kelompok kami dan partisipasi yang dengan sabar dan ikhlas memberi dukungan  jasmani dan rohani dalam setiap tahapan proses pembuatan buku ini.

Buku yang berada di tangan anda ini merupakan buku panduan materi bagi siswa/mahasiswa dan merupakan  panduan dalam  mempelajari dalam bidang desain khususnya mengenalkan konsep-konsep awal desain. Dalam buku pertama materi yang dirangkumkan mulai grammatikal dasar hingga pembentukan kalimat-kalimat kompleks secara garis besar beserta rumus-rumus dan algoritma matematika yang dipakai pada shading modelling.

Akhirnya kami mengucapkan  selamat membaca dan berpandang mesra dengan dunia desain yang telah kami sajikan. Dan tentu tidak lupa kami harapkan kritik dan saran agar kami senantiasa rajin berbenah untuk memperbaiki kesalahan dalam penulisan yang belum sempurna.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

Pada saat ini, data atau informasi tidak hanya disajikan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat berupa gambar, audio dan video. Keempat macam data atau informasi tersebut sering disebut dengan multimedia. Era teknologi saat ini tidak dapat dipisahkan dari multimedia.

Citra (Image) merupakan istilah lain untuk gambar. Citra sebagai salah satu komponen multimedia memegang peranan penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi.

Walaupun citra kaya dengan informasi, namun seringkali citra mengalami penurunan mutu, misalnya warnanya terlalu kontras, kurang tajam, mengandung cacat dan sebagainya. Tentu saja citra semacam itu menjadi sulit diinterpretasi oleh manusia karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang. Agar citra yang mengalami gangguan mudah diinterpretasi, maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik yaitu dengan pengolahan citra.

Meskipun perangkat lunak (software) aplikasi untuk pengolahan citra sudah semakin banyak bermunculan, tetapi perangkat lunak tersebut tidak dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan oleh pengguna/user, disebabkan oleh masalah yang disebutkan diatas tadi. Oleh karena itu, Penulis tertarik untuk membahas tentang pengoperasian teknik shading modelling menggunakan aplikasi blender  dan 3DMax

1.2            Rumusan Masalah

Dalam penulisan buku ini, yang menjadi rumusan masalah adalah bagaimana membuat suatu objek dalam aplikasi yang  digunakan (blender) dan 3DMax yang di dalamnya menggunakan berbagai teknik shading modelling yang ada.

1.3                 Batasan Masalah

Pembatasan masalah yang penulis uraikan disini adalah konsep dari shading modeling, penjelasan matematika dan algoritma, contoh, perangkat lunak yang mendukung serta contoh kasus dari shading modeling.

1.4                 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan buku ini adalah agar pembaca dapat memahami teknik-teknik yang digunakan dalam menggunakan software blender dan 3DMax sehingga, para pembaca dapat mengaplikasikannya dalam pembuatan suatu objek.

1.5                  Metode Penelitian

Metode penelitian dalam pembuatan buku ini adalah study pustaka, dimana dalam hal ini penulis mencari materi tentang teknik-teknik yang ada dalam shading modelling, kemudian penulis mencoba mengaplikasikannya dalam software blender dan 3DMax yang digunakan.

1.6                 Sistematika Penulisan

Sebagai gambaran singkat tentang pokok pembahasan penulisan ini, Penulis akan menguraikannya dalam beberapa bab, dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I    PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, rumusan masalah,  batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika   penulisan.

BAB II   KONSEP DAN TEORI PADA SHADING MODELLING

Bab ini membahas tentang sejarah dari shading modelling, teknik-teknik yang ada dalam shading modelling, serta algoritma yang digunakan dalam menggunakan teknik shading modelling.

BAB III  PERANGKAT LUNAK

Pada bab ini berisi pembahasan tahap-tahap pembuatan suatu objek menggunakan aplikasi blender dan 3DMax , dan menggunakan teknik shading modelling di dalam pembuatannya.  Perangkat lunak yang mendukung atau menerangkan konsep pada bab 2, dan deskripsi perangkat lunak tersebut.

BAB IV  KASUS/CONTOH SERTA MANFAAT

Bab ini berisi kasus atau contoh serta manfaat yang yang bisa kita dapatkan dari teknik shading modeling pada blender dan 3DMax

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan yang telah dikemukakan dalam bab-bab sebelumnya dan saran-saran yang sifatnya mengarah kepada penyempurnaan dari apa yang telah disajikan dalam tulisan ini.

BAB II

KONSEP DAN TEORI PADA SHADING MODELLING

Shading mengacu pada penggambaran kedalaman suatu objek dalam model 3D atau ilustrasi dengan mengubah-ubah tingkat dari kegelapan suatu object(darkness).

Menggambar

Shading merupakan suatu proses yang digunakan dalam menggambar dengan tingkat darkness tertentu pada sebuah kertas dengan memakai media yang lebih padat atau menampilkan bayangan yang lebih gelap untuk area yang lebih gelap dan memakai media yang tidak terlalu padat atau menampilkan bayangan yang lebih terang untuk area yang lebih terang. Ada berbagai macam teknik shading, misalnya cross hatching dimana garis-garis tegak lurus dengan jarak satu sama lain (kedekatan) yang berbeda-beda digambar pada pola grid untuk membentuk bayangan area. Semakin dekat garis-garis tersebut, semakin gelap area yang muncul. Begitu pula sebaliknya, semakin jauh garis-garis tersebut, semakin terang area yang muncul.

Pola-pola yang terang (misalnya objek yang memiliki area terang dan area berbayang) akan sangat membantu dalam pembuatan ilusi kedalaman pada kertas dan layar komputer.

Komputer grafis

Pada komputer grafis, shading mengacu pada proses mengubah warna berdasarkan sudut terhadap cahaya dan jarak dari cahaya untuk menciptakan efek photorealistic. Shading dilakukan selama proses penggambaran.

Sudut terhadap sumber cahaya

Shading mengubah warna tampilan dalam model 3D berdasarkan sudut permukaan terhadap cahaya matahari atau sumber cahaya lainnya.

Gambar pertama di bawah ini menunjukkan permukaan-permukaan kotak yang digambar dimana semuanya memiliki warna yang sama. Garis tepi telah digambar sehingga memudahkan gambar dilihat dan dibedakan.

Gambar kedua merupakan model yang sama, namun tidak memiliki garis tepi. Sangat sulit membedakan permukaan kotak yang satu dengan yang lainnya.

Gambar ketiga memiliki shading dimana membuat gambar menjadi lebih realistis dan lebih mudah dilihat serta dibedakan.

Sumber cahaya

Ada berbagai jenis cahaya:

·         Ambient light – Ambient light menyinari semua objek dalam suatu scene secara merata, membuat objek menjadi terang tanpa menambahkan bayangan.

·         Directional light – Directional light menyinari semua objek secara merata dari suatu arah tertentu. Ia bagaikan suatu area terang dengan ukuran dan jarak yang tidak terbatas dari scene. Ada bayangan, tetapi itu bukan merupakan distance falloff.

·         Point light – Point light berasal dari satu titik dan menyebar dalam berbagai arah.

·         Spotlight – Spotlight berasal dari satu titik dan menyebar mengikuti arah kerucut.

·         Area light – Area light berasal dari satu bidang datar dan menyinari semua objek dalam arah tertentu yang berasal dari bidang datar tersebut.

·         Volume light – Volume light merupakan suatu ruang tertutup yang menyinari objek dalam ruang tersebut.

Shading diinterpolasikan berdasarkan bagaimana sudut dari sumber cahaya mencapai objek dalam suatu scene. Tentu saja sumber-sumber cahaya tersebut mungkin dan seringkali dikombinasikan dalam sebuah scene. Pelukis atau ilustrator kemudian menginterpolasikan bagaimana cahaya-cahaya ini dikombinasikan dan memproduksi gambar 2D yang akan ditampilkan di layar.

Distance falloff

Secara teoritis, dua permukaan paralel disinari jumlah cahaya yang sama dari sumber cahaya yang jauh, seperti matahari. Walaupun permukaan yang satu jauh, mata kita melihat permukaan tersebut lebih banyak di ruang yang sama sehingga penyinarannya tampak sama.

Perhatikan gambar pertama dimana warna pada permukaan depan dari kedua kotak benar-benar sama. Tampaknya ada sedikit perbedaan ketika kedua permukaan tersebut bertemu, tetapi ini merupakan ilusi optikal yang disebabkan oleh garis tepi vertikal di bawah dimana kedua permukaan ini bertemu.

Perhatikan gambar kedua dimana permukaan kotak tampak lebih terang pada bagian depan dan tampak lebih gelap pada bagian belakang. Selain itu, permukaan lantai juga tampak semakin gelap seiring makin jauhnya jarak.

Efek distance falloff membuat gambar tampak lebih realistis tanpa harus menambahkan cahaya tambahan untuk menimbulkan efek yang sama. Distance falloff dapat dihitung dalam beberapa cara:

·         Tidak ada

·         Linier – Untuk setiap unit x jarak suatu titik dari sumber cahaya, jumlah cahaya yang diterima adalah unit x dikurangi bright.

·         Kuadratik – Ini menunjukkan bagaimana cahaya kira-kira bekerja di kehidupan nyata. Suatu titik yang dua kali jauhnya dari sumber cahaya dibandingkan titik lainnya akan menerima cahaya empat kali lebih sedikit.  

·         Faktor n – Suatu titik yang jaraknya sebesar unit x dari suatu sumber cahaya akan menerima cahaya sebesar 1/xn.

·         Fungsi matematis lainnya juga dapat digunakan.

Flat vs smooth shading

Flat shading merupakan teknik pencahayaan yang digunakan dalam komputer grafis 3D. Ia membentuk bayangan setiap polygon dari suatu objek berdasarkan sudut antara permukaan normal polygon dan arah dari sumber cahaya, warna-warna respective, dan intensitas sumber cahaya. Ini digunakan dalam pembuatan gambar dengan kecepatan tinggi dimana menggunakan teknik-teknik shading yang lebih sulit dan secara perhitungan lebih mahal. Akan tetapi, di akhir abad ke-20, kartu grafis yang terjangkau menawarkan smooth shading yang dapat digunakan dalam proses penggambaran cepat, membuat flat shading tidak diperlukan lagi.

Kekurangan dari flat shading adalah ia memberikan tampilan model yang low-polygon.  Terkadang tampilan ini dapat menguntungkan juga, misalnya dalam membuat model objek berbentuk kotak. Pelukis terkadang menggunakan flat shading untuk melihat polygon dari model padat yang mereka ciptakan. Teknik-teknik pencahayaan dan shading lanjutan dan lebih realistis meliputi Gourad shading dan Phong shading.

Model Shading

Model shading menentukan bagaimana suatu permukaan objek muncul dalam kondisi pencahayaan yang berbeda-beda. Beberapa model matematis dapat digunakan untuk menghitung shading. Setiap model shading memproses relasi dari permukaan normal terhadap sumber cahaya untuk menciptakan efek shading tertentu.

Phong

Menggunakan warna-warna ambient, diffuse, dan specular. Model shading ini membaca orientasi permukaan normal dan menginterpolasikannya untuk menciptakan tampilan smooth shading. Ia juga memproses relasi antara normal, cahaya, dan sudut pandang kamera untuk menciptakan specular highlight.

Hasilnya adalah suatu objek dengan bayangan smooth, permukaan area yang disinari diffuse dan ambient, serta suatu specular highlight sehingga objek tampak bersinar seperti bola biliar atau bola plastik. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Phongshader. 

Lambert

Menggunakan warna-warna ambient dan diffuse untuk menciptakan permukaan matte tanpa specular highlight. Ia menginterpolasikan normal dari permukaan segitiga yang berdampingan sehingga shading berubah secara progresif, menciptakan suatu permukaan matte.

Hasilnya adalah suatu objek dengan smooth shading, seperti telur atau bola ping-pong. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Lambert shader.

Blinn

Menggunakan warna-warna diffuse, ambient, dan specular, serta refractive index untuk menghitung specular highlight. Model shading ini identik dengan model shading Phong, kecuali bentuk specular highlight-nya merefleksikan pencahayaan lebih akurat ketika ada sudut tinggi antara kamera dan cahaya. 

Model shading ini berguna untuk tepian yang kasar atau tajam dan untuk mensimulasikan permukaan logam. Specular highlight-nya tampak lebih terang dibandingkan model Phong. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Blinnshader.

Cook-Torrance

Menggunakan warna-warna diffuse, ambient, dan specular, serta refractive index untuk menghitung specular highlight. Ia membaca orientasi permukaan normal dan menginterpolasikannya untuk menciptakan tampilan smooth shading. Ia juga memproses relasi antara normal, cahaya, dan sudut pandang kamera untuk menciptakan specular highlight.

Model shading ini memproduksi hasil yang berada diantara model shading Blinn dan Lambert, serta berguna untuk mensimulasikan objek yang lembut dan reflektif seperti kulit. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Cook-Torrance shader.

Karena model shading ini lebih kompleks untuk dihitung, ia memakan waktu lebih lama dalam pelukisan daripada model shading lainnya.

// Copyright (c) 2007 PIXAR.  All rights reserved.  This program or

// documentation contains proprietary confidential information and trade

// secrets of PIXAR.  Reverse engineering of object code is prohibited.

// Use of copyright notice is precautionary and does not imply

// publication.

//

// RESTRICTED RIGHTS NOTICE

//

// Use, duplication, or disclosure by the Government is subject to the

// following restrictions: For civilian agencies, subparagraphs (a) through

// (d) of the Commercial Computer Software--Restricted Rights clause at

// 52.227-19 of the FAR; and, for units of the Department of Defense, DoD

// Supplement to the FAR, clause 52.227-7013 (c)(1)(ii), Rights in

// Technical Data and Computer Software.

//

// Pixar Animation Studios

// 1200 Park Avenue

// Emeryville, CA 94608

//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//             SCRIPT:              CookTorrance.sl

//             AUTHOR:            Scott Eaton

//             DATE:                  July 3, 2007

//

//             DESCRIPTION: A simple implementation of the Cook-Torrance            

//  shading model describe in:  

//  A Reflectance Model for Computer Graphics

//  R. L. Cook, K. E. Torrance, ACM Transactions on Graphics 1982

//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

surfaceCookTorrance(

floatKa = 1;

float Ks = .8;

floatKd = .8;

float IOR = 1.3;

float roughness = .2;

color opacity = 1;

colorspecularColor = 1;

colordiffuseColor = (.6, .6, .6);

floatgaussConstant  = 100;

){

        //the things we need:   

        // normalized normal and vector to eye

normalNn = normalize(N);

vectorVn = normalize(-I);

float F, Ktransmit;

float m = roughness;

fresnel( normalize(I), Nn, 1/IOR, F, Ktransmit);

color cook = 0;

floatNdotV = Nn.Vn;

illuminance( P, Nn, PI/2 ){

                //half angle vector

vector Ln = normalize(L);

vector H = normalize(Vn+Ln);

floatNdotH = Nn.H;

floatNdotL = Nn.Ln;

floatVdotH = Vn.H;

float D;

float alpha = acos(NdotH);

                //microfacet distribution

                D = gaussConstant*exp(-(alpha*alpha)/(m*m));

                //geometric attenuation factor

float G = min(1, min((2*NdotH*NdotV/VdotH), (2*NdotH*NdotL/VdotH)));

                //sum contributions

cook += Cl*(F*D*G)/(PI*NdotV);                                  

        }

cook = cook/PI;

Oi = opacity;

Ci = (Kd*diffuseColor*diffuse(Nn)+Ks*specularColor*cook) * Oi;

}

Strauss

Hanya menggunakan warna-warna diffuse untuk mensimulasikan suatu permukaan logam. Surface’s specular dikaitkan dengan parameter smoothness dan “metalness” yang mengontrol warna-warna diffuse berdasarkan specular ratio seperti pemantulan dan highlight.

Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Strauss shader.

Anisotropic 

Terkadang disebut juga ward. Model shading ini mensimulasikan permukaan glossy dengan menggunakan warna-warna ambient, diffuse, dan glossy. Untuk menciptakan efek “digosok” seperti aluminium yang diamplas, dapat menggunakan orientasi specular color berdasarkan orientasi permukaan objek. Specular dihitung menggunakan koordinat UV.

 Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan anisotropic shader.

Constant

Hanya menggunakan warna-warna diffuse. Ia mengabaikan orientasi permukaan normal. Semua permukaan segitiga objek dianggap memiliki orientasi yang sama dan memiliki jarak yang sama dari cahaya.

Ia menghasilkan suatu objek yang permukaannya tidak ada shading, tampak seperti suatu potongan kertas. Ini berguna jika kita ingin menambahkan static blur pada suatu objek sehingga tidak ada cahaya specular atau ambient. Ia juga mendukung tekstur sebab tidak ada atribut yang mengganggu definisi tekstur.

Model shading Blinn–Phong (disebut juga model pemantulan Blinn–Phong atau model pemantulan Phong termodifikasi) merupakan suatu modifikasi dari model pemantulan Phong yang dikembangkan oleh Jim Blinn. 

Blinn-Phong merupakan model shading default yang digunakan di OpenGL dan Direct3D fixed-function pipeline (sebelum Direct 3D 10 dan OpenGL 3.1), serta digunakan pada setiap vertex selagi ia melewati pipa grafis; nilai piksel antara diantara vertice diinterpolasikan oleh Gouraud shading by default, daripada menggunakan Phong shading yang lebih mahal.

Dalam Phong shading, secara kontinu harus menghitung ulang produk skalar diantara viewer (V) dan sinar dari sumber cahaya (L) reflected (R) pada suatu permukaan.

Jika kita menghitung halfway vector antara vector viewer dan sumber cahaya,

Kita dapat mengganti  dengan  dimana  adalah permukaan normal yang telah dinormalisasikan. Pada persamaan di atas,  dan  adalah vector yang telah dinormalisasikan, dan  adalah solusi terhadap persamaan  dimana adalah matriks Householder yang merefleksikan suatu titik di hyperplane yang memiliki origin dan memiliki  normal.

Produk dot ini merepresentasikan cosinus dari suatu sudut yang merupakan setengah dari sudut yang direpresentasikan oleh produk dot Phong jika V, L, N, dan R semuanya berada di bidang datar yang sama. Relasi antara sudut-sudut tersebut diperkirakan benar jika vektor-vektor tidak berada di bidang datar yang sama, terutama ketika sudut-sudutnya kecil. Oleh karena itu, sudut antara N dan H terkadang disebut halfway angle.

Dengan pertimbangan bahwa sudut antara halfway vector dan permukaan normal kemungkinan lebih kecil daripada sudut antara R dan V yang digunakan dalam model Phong (kecuali permukaan ditampilkan dari sudut yang sangat curam atau bersudut besar) dan karena Phong menggunakan  eksponen ditetapkan  seperti  yang lebih mendekati expression sebelumnya.

Untuk permukaan front-lit (pemantulan specular pada permukaan berhadapan dengan viewer),  akan menghasilkan specular highlight yang sangat dekat kecocokannya dengan pemantulan Phong. Namun demikian, di saat pemantulan Phong selalu bulat untuk permukaan datar, pemantulan Blinn-Phong menjadi elips ketika permukaan dilihat dari sudut yang curam. Ini dapat dibandingkan terhadap kasus dimana matahari dipantulkan di permukaan laut yang dekat dengan horizon atau ketika lampu lalu lintas yang sangat jauh dipantulkan di trotoar yang basah dimana pantulannya akan selalu tersebar lebih vertikal daripada horizontal.

Walaupun model Blinn-Phong menyerupai model Phong, ia menghasilkan model yang lebih akurat secara empiris dari fungsi bidirectional reflectance distribution. (lihat: Experimental Validation of Analytical BRDF Models, Siggraph 2004).

Dalam banyak kasus, model pelukisan ini kurang efisien dibandingkan Phong shading karena ada perhitungan kuadrat dan akar. Jika model Phong original hanya memerlukan pemantulan vektor yang simple, bentuk modifikasi ini memerlukan lebih banyak perhitungan. Namun demikian, karena banyak CPU dan GPU sudah memiliki fungsi kuadrat dan akar yang lebih akurat (sebagai fitur standar), serta instruksi lain yang dapat mempercepat proses pelukisan, masalah waktu sudah tidak terlalu dipermasalahkan lagi.

Model Blinn-Phong akan lebih cepat digunakan dalam kasus dimana viewer dan cahaya tidak memiliki keterbatasan. Ini adalah contoh kasus untuk directional light. Dalam kasus ini, half-angle vector bebas berada di posisi dan permukaan apapun. Vektor dapat dihitung satu kali untuk setiap cahaya, kemudian digunakan untuk keseluruhan frame atau ketika cahaya dan sudut pandang relatif tetap berada di posisi yang sama. Hal ini tidak berlaku bagi vektor cahaya dipantulkan pada model Phong dimana ia vektor bergantung pada rata tidaknya permukaan dan harus dihitung ulang untuk setiap piksel gambar (atau untuk setiap vertex model dalam kasus pencahayaan vertex).

Pada kasus dimana cahaya terbatas, misalnya ketika menggunakan point light, model Phong original akan lebih cepat digunakan.

Sampel di bawah ini dalam High Level Shader Language merupakan suatu metode penentuan cahaya diffuse dan specular dari suatu point light. Struktur cahaya, posisi dalam ruang pada suatu permukaan, tampilan arah vektor dan permukaan normal merupakan faktor penentu.

A Lighting structure is returned;

struct Lighting

{

float3 Diffuse;

float3 Specular;

};

structPointLight

{

float3 position;

float3diffuseColor;

floatdiffusePower;

float3specularColor;

floatspecularPower;

};

Lighting GetPointLight(PointLight light, float3 pos3D, float3 viewDir, float3 normal )

{

        Lighting OUT;

if(light.diffusePower>0)

{

float3lightDir=light.position- pos3D;//3D position in space of the surface

float distance = length(lightDir);

lightDir=lightDir/ distance;// = normalize( lightDir );

distance= distance * distance;//This line may be optimised using Inverse square root

//Intensity of the diffuse light. Saturate to keep within the 0-1 range.

floatNdotL= dot( normal,lightDir);

float intensity = saturate(NdotL);

// Calculate the diffuse light factoring in light color, power and the attenuation

OUT.Diffuse= intensity *light.diffuseColor*light.diffusePower/ distance;

//Calculate the half vector between the light vector and the view vector.

//This is faster than calculating the actual reflective vector.

float3 H = normalize(lightDir+viewDir);

//Intensity of the specular light

floatNdotH= dot( normal, H );

intensity=pow( saturate(NdotH),specularHardness);

//Sum up the specular light factoring

OUT.Specular= intensity *light.specularColor*light.specularPower/ distance;

}

return OUT;

}

BAB 3

APLIKASI YANG MENDUKUNG SHADING MODELLING

Model 3D adalah salah satu blok bangunan penting dari komputer grafis 3D. Tanpa mereka tidak akan ada  komputer animasi-tidak ada Toy Story, tidak ada Wall-E, tidak ada ogre hijau besar. Tidak akan ada game 3D, yang berarti kita tidak pernah untuk mengeksplorasi Hyrule di Ocarina of Time, dan Master Chief tidak pernah pada Halo. Tidak akan ada film Transformers (setidaknya cara kita tahu mereka hari ini), dan iklan mobil tidak mungkin melihat hal seperti ini satu. Setiap objek, karakter, dan lingkungan dalam setiap film animasi komputer atau video game 3D terdiri dari model 3D. Jadi ya, mereka cukup penting dalam dunia CG.

Apa itu Model 3D?

Model 3D adalah perwakilan dari setiap objek tiga dimensi (nyata atau bayangan) dalam lingkungan perangkat lunak 3D. Tidak seperti gambar 2D, model 3D dapat dilihat di suite perangkat lunak khusus dari sudut manapun, dan dapat ditingkatkan, diputar, atau secara bebas dimodifikasi. Proses menciptakan dan membentuk model 3D dikenal sebagai pemodelan 3d.

Jenis Model 3D

Ada dua jenis utama dari model 3D yang digunakan dalam film & industri game, perbedaan yang paling jelas berada di jalan mereka diciptakan dan dimanipulasi (ada perbedaan dalam matematika yang mendasari juga, tapi itu kurang penting sampai akhir -pengguna).

NURBS Surface

NURBS Surface: A Non-seragam rasional B-spline, atau NURBS Surface adalah model permukaan halus yang diciptakan melalui penggunaan kurva Bezier (seperti versi 3D dari alat pena MS Paint). Untuk membentuk permukaan NURBS, artis menarik dua atau lebih kurva dalam ruang 3D, yang dapat dimanipulasi dengan menggerakkan menangani disebut kontrol vektor (CV) sepanjang sumbu x, y, atau z

Aplikasi perangkat lunak interpolates ruang antara kurva dan menciptakan mesh halus antara mereka. NURBS Surface memiliki tingkat tertinggi presisi matematis, dan karena itu paling sering digunakan dalam pemodelan untuk rekayasa dan desain otomotif.

Polygonal Model

Polygonal Model: model Polygonal atau "(Meshes)/jerat"  mereka sering disebut, adalah bentuk paling umum dari model 3D ditemukan dalam animasi, film, dan industri game, dan mereka akan menjadi jenis yang kita akan berfokus pada untuk sisa artikel.

Model Polygonal sangat mirip dengan bentuk geometris Anda mungkin pelajari di sekolah menengah. Sama seperti sebuah kubus geometris dasar, model poligonal 3D terdiri dari wajah, tepi, dan simpul.

Bahkan, model 3D yang paling kompleks mulai sebagai bentuk geometris sederhana, seperti kubus, bola, atau silinder. Bentuk-bentuk 3D dasar disebut primitif objek. Primitif yang kemudian dapat dimodelkan, berbentuk, dan dimanipulasi menjadi apa pun objek artis sedang mencoba untuk membuat (sebanyak yang kita ingin masuk ke detail, kita akan membahas proses pemodelan 3D dalam sebuah artikel terpisah).

Komponen dari model poligonal:

Faces: Karakteristik nyata dari model poligonal adalah bahwa (tidak seperti NURBS Surface) adalah jerat poligonal segi, yang berarti permukaan model 3D terdiri dari ratusan atau ribuan wajah geometris. Pada pemodelan baik, poligons baik persegi empat (quad-norma dalam karakter / model organik) atau tiga sisi (tris-lebih sering digunakan dalam pemodelan game). Pemodel baik berusaha untuk efisiensi dan organisasi, mencoba untuk tetap dianggap poligon serendah mungkin untuk bentuk yang diinginkan.

Jumlah poligon dalam mesh, disebut-poli-count, sementara kepadatan poligon disebut resolusi. Model 3D terbaik memiliki resolusi tinggi lebih detil adalah dibutuhkan-seperti tangan karakter atau wajah, dan resolusi rendah di daerah rinci rendah mesh. Biasanya, semakin tinggi resolusi keseluruhan model, halus itu akan muncul dalam render akhir. Jerat resolusi yang lebih rendah terlihat berbentuk kotak (ingat 64 Mario?).

Edge: Edge adalah setiap titik pada permukaan model 3D di mana dua wajah poligonal bertemu.

vertices/Simpul: Titik perpotongan antara tiga atau lebih ujung disebut verteks (gb. simpul). Manipulasi simpul pada x, y, dan z-sumbu (sayang disebut sebagai "mendorong dan menarik verts") adalah teknik yang paling umum untuk membentuk mesh poligonal menjadi bentuk akhir itu dalam paket pemodelan tradisional seperti Maya, 3ds Max, dll . (Teknik sangat, sangat berbeda dalam aplikasi mematung seperti ZBrush atau Mudbox.)

Ada satu komponen yang lebih dari model 3D yang perlu ditangani:

Tekstur dan Shaders:

Tanpa tekstur dan shader, model 3D tidak akan terlihat menarik. Bahkan, Anda tidak akan dapat melihatnya sama sekali. Meskipun tekstur dan shader tidak ada yang melakukan dengan bentuk keseluruhan model 3D, mereka memiliki segala sesuatu yang berkaitan dengan tampilan visual itu.

Shaders: shader adalah satu set instruksi diterapkan pada model 3D yang memungkinkan komputer tahu bagaimana harus ditampilkan. Meskipun jaringan shading dapat dikodekan secara manual, paket perangkat lunak yang paling 3D memiliki alat yang memungkinkan seniman untuk men-tweak parameter shader dengan sangat mudah. Menggunakan alat ini, seniman dapat mengendalikan cara permukaan model berinteraksi dengan cahaya, termasuk opacity, reflektifitas, sorot specular (kilau), dan puluhan lainnya.

Tekstur: Tekstur juga berkontribusi besar terhadap tampilan visual model. Textures dua file gambar dimensi yang dapat dipetakan ke permukaan 3D model melalui proses yang dikenal sebagai pemetaan tekstur. Textures dapat berkisar dari yang sederhana dalam kompleksitas tekstur warna datar hingga detail permukaan benar-benar realistis.

Texturing dan shading merupakan aspek penting dari pipa grafis komputer, dan menjadi pandai menulis shader-jaringan atau mengembangkan peta tekstur adalah khusus di dalamnya benar sendiri. Tekstur dan shader seniman hanya sebagai instrumen dalam keseluruhan tampilan film atau gambar sebagai pemodel atau animator.

3.1 PENGENALAN BLENDER DAN 3DMAX

Blender 3D yang merupakan software gratis dan open source ini merupakan open source 3D paling populer di dunia. Fitur Blender 3D tidak kalah dengan software 3D berharga mahal seperti 3D studio max, maya maupun XSI. Dengan Blender 3D anda bisa membuat objek 3D animasi, media 3D interaktif, model dan bentuk 3D profesional, membuat objek game dan masih banyak lagi kreasi 3D lainnya. Blender 3D memberikan fitur – fitur utama sebagai berikut : 1. interface yang user friendly dan tertata rapi. 2. tool untuk membuat objek 3D yang lengkap meliputi modeling, UV mapping, texturing, rigging, skinning, animasi, particle dan simulasi lainnya, scripting, rendering, compositing, post production dan game creation. 3. Cross Platform, dengan uniform GUI dan mendukung semua platform. Blender 3D bisa anda gunakan untuk semua versi windows, Linux, OS X, FreeBSD, Irix, Sun dan sistem operasi yang lainnya. 4. Kualitas arsitektur 3D yang berkualitas tinggi dan bisa dikerjakan dengan lebih cepat dan efisien. 5. Dukungan yang aktif melalui forum dan komunitas 6. File Berukuran kecil.Blender adalah perangkat lunak untuk grafis 3 dimensi yang gratis dan populer di kalangan desainer.

(Perangkat lunak adalah istilah umum untuk data yang diformat dan disimpan secara digital, termasuk program komputer, dokumentasinya, dan berbagai informasi yang bisa dibaca dan ditulis oleh komputer. Dengan kata lain, bagiansistem komputer yang tidak berwujud. Istilah ini menonjolkan perbedaan dengan perangkat keras computer).

grafis 3 dimensi (3 dimensi atau biasa disingkat 3D atau disebut ruang, adalah bentuk dari benda yang memilik ipanjang, lebar, dan tinggi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni, animasi, komputer dan matematika. Sistem koordinat Kartesian 3 dimensi: sumbu X, Y, dan Z)

Blender dapat digunakan untuk membuat animasi 3 dimensi. 

(Animasi, atau lebih akrab disebut dengan film animasi, adalah film yang merupakan hasil dari pengolahan gambar tangan sehingga menjadi gambar yang bergerak. Pada awal penemuannya, film animasi dibuat dari berlembar-lembar kertas gambar yang kemudian di-"putar" sehingga muncul efek gambar bergerak. Dengan bantuan komputer dan grafika komputer, pembuatan film animasi menjadi sangat mudah dan cepat. Bahkan akhir-akhir ini lebih banyak bermunculan film animasi 3 dimensi daripada film animasi 2 dimensi.) 

Software  pengembangan  animasi  dimensi  tiga  merupakan  software  yang banyak  digunakan  oleh  para  praktisi  dalam  bisnis  periklanan.  Software  ini  banyak ragamnya, sesuai dengan keterserdiaan fasiltas yang disediakan untuk memudahkan pengguna. Discreet  3DS Max merupakan  software dimensi  tiga yang  dapat  membuat  objek  dimensi  tiga  tampak  realistis.  Keunggulan  yang dimiliki  adalah  kemampuannya  dalam  menggabungkan  objek  image,  vektor dan  tiga  dimensi,  serta  langsung  dapat  menganimasikan  objek  tersebut. Animasi dimensi  tiga dapat  diintegrasikan pada halaman multimedia dan bisa  berdiri sendiri sebagai sebuah movie.

Kemajuan dunia grafik khususnya animasi 3d telah berkembang dengan sangat pesat. Telah banyak kemudahan-kemudahan dan feature-feature baru yang dikeluarkan oleh pihak vendor dalam upaya untuk semakin memikat konsumen/user dengan produk mereka. Ini tentunya menjadi nilai tambah bagi para konsumen dalam mengekplorasi ide kreatifitas dalam berkarya. Hal ini tentunya harus menjadi motivasi bagi siswa selaku insan yang bergelut dalam bidang multimedia untuk lebih serius dan tekun dalam mempelajari penggunaan software animasi 3d multimedia ini.

Buku panduan ini disusun  dari berbagai macam sumber untuk mempermudah siswa dalam mempelajari dan mengaplikasikan konsep animasi dan pemodelan 3D dengan menggunakan Software 3ds max. Bahasan dalam buku panduan ini mencakup dasar-dasar modeling dan animasi 3 dimensi yang sederhana sebagai dasar bagi siswa untuk dapat melatih diri dalam mengeksplorasi ide dan kreatifitas mereka

3.2 SEJARAH BLENDER DAN 3DMAX

Pada tahun 1988 Ton Roosendaal mendanai perusahaan yang bergerak dibidang animasi yang dinamakan NeoGeo. NeoGeo adalah berkembang pesat sehingga menjadi perusahaan animasi terbesar di Belanda dan salah satu perusahaan animasi terdepan di Eropa. Ton Roosendaal selain bertanggung jawab sebagai art director juga bertanggung jawab atas pengembangan software internal.

Pada tahun 1995 muncullah sebuah software yang pada akhirnya dinamakan Blender. Setelah diamati ternyata Blender memiliki potensi untuk digunakan oleh artis –artis diluar NeoGeo. Lalu pada tahun 1998 Ton mendirikan perusahaan yang bernama Not a Number (NaN) Untuk mengembangkan dan memasarkan Blender lebih jauh. Cita – cita NaN adalah untuk menciptakan sebuah software animasi 3D yang padat, cross platform yang gratis dan dapat digunakan oleh masyarakat computer yang umum.

Sayangnya ambisi NaN tidak sesuai dengan kenyataan pasar saat itu. Tahun 2001 NaN dibentuk ulang menjadi perusahaan yang lebih kecil NaN lalu meluncurkan software komersial pertamanya, Blender Publisher. Sasaran pasar software ini adalah untuk web 3D interaktif. Angka penjualan yang rendah dan iklim ekonomi yang tidak menguntungkan saat itu mengakibatkan NaN ditutup. Punutupan ini termasuk penghentian terhadap pengembangan Blender.

Karena tidak ingin Blender hilang ditelan waktu begitu saja, Ton Roosendaal mendirikan organisasi non profit yang bernama Blender Foundation. Tujuan utama Blender Foundation adalah tersu mempromosikan dan mengembangkan Blender sebagai proyek open source. Pada tahun 2002 Blender dirilis ulang dibawah syarat – syarat GNU General Public License..

Produk asli 3D Studio diciptakan untuk platform DOS oleh Grup Yost dan diterbitkan oleh Autodesk. Setelah 3D Studio DOS Release 4, produk tersebut ditulis ulang untuk platform Windows NT, dan berganti nama menjadi "3D Studio MAX." Versi ini juga awalnya diciptakan oleh Grup Yost. Album ini dirilis oleh Kinetix, yang pada saat itu divisi Autodesk media dan hiburan. Autodesk membeli produk ini di tanda rilis kedua versi 3D Studio MAX dan pengembangan diinternalisasi seluruhnya selama dua rilis berikutnya. Kemudian, nama produk diubah menjadi "3ds max" (semua huruf kecil) untuk lebih sesuai dengan konvensi penamaan Discreet perusahaan, sebuah perangkat lunak berbasis di Montreal yang telah dibeli Autodesk. Pada rilis 8, produk tersebut lagi dicap dengan logo Autodesk, dan namanya kembali diubah menjadi "3ds Max" (atas dan huruf kecil). Pada rilis 2009, nama produk diubah menjadi "Autodesk 3ds Max".

3.3 FITUR-FITUR BLENDER DAN 3DMAX

Blender memiliki fitur sama kuat mengatur dalam lingkup dan kedalaman ke ujung lain tinggi 3D software seperti Softimage | XSI, Cinema 4D, 3ds Max dan Maya.
Perangkat lunak ini berisi fitur yang merupakan ciri khas dari model perangkat lunak high-end. Ini adalah Open Source yang paling populer grafis 3D aplikasi yang tersedia, dan merupakan salah satu yang paling didownload dengan lebih dari 200.000 download dari rilis masing-masing.

Fitur termasuk:

• Model: Obyek 3D tipe, termasuk jerat poligon, permukaan NURBS, Bezier dan kurva B-spline; multiresolusi patung kemampuan; Modifier stack deformers; model Mesh; Python Scripting
• Rigging: Skeleton kode ciptaan; Skinning; lapisan Bone; B-splines interpolated tulang
• Animasi: animasi editor non-linear; Vertex framing kunci untuk morphing, animasi Karakter berpose editor; deformers animasi, pemutaran Audio; sistem kendala animasi
• Rendering: raytracer inbuilt; oversampling, blor gerak, efek pasca produksi, ladang, non-square pixel, lapisan Render dan melewati; Render baking ke peta UV, Efek termasuk halo, suar lensa, kabut, vektor motion-blur proses pasca- , dan proses pasca-defocus; Ekspor naskah untuk penyaji eksternal
• UV unwrapping: Laurent dan metode Berdasarkan Sudut unwrapping; unwreapping berdasarkan jahitan; falloff proporsional mengedit peta UV
• Shading: membaur dan shader specular; Node editor; hamburan Bawah, shading Tangent; peta Refleksi
• Fisika dan Partikel: sistem Partikel dapat dilampirkan ke mesh objek; simulator Fluida; solver Realtime tubuh lembut
• Imaging dan Komposisi: multilayer OpenEXR dukungan; filter node komposit, konverter, warna dan operator vektor; 8 mendukung prosesor; sequencer realtime dekat; Bentuk gelombang dan U / V menyebar plits
• Realtime 3D/Game Penciptaan: editor grafis logika; Bullet Fisika dukungan Perpustakaan; jenis Shape: polyhedron Convex, kotak, bola, kerucut, silinder, kapsul, majemuk, dan mesh segitiga statis dengan mode auto penonaktifan; tabrakan Diskrit; Dukungan untuk kendaraan dinamika; Mendukung semua modus pencahayaan OpenGL; Python scripting; Audio
• Lintas Platfrom dengan GUI OpenGL seragam pada semua Platfrom ,siap untuk digunakan untuk semua versi windows (98, NT, 2000, XP), Linux,OS X , FreeBSD, Irix, SUN dan berbagai Sistem Oprasi lainnya .
• Kualitas tinggi arsitektur 3D yeng memungkinkan penciptaan cepat dan efisiens .
• Lebih dari 200.000 download (pengguna) dari seluruh dunia
• Diekseskusi berukuran kecil, dan distribusi rendah

Area kerja 3DS max

1.       Menu, berisi berbagai macam perintah dan fasilitas untuk memodifikasi model atau animasi yang kita buat. Prinsipnya hampir sama dengan menu-menu yang ada pada software pada umumnya.

2.       Tool Reactor,  berisi tool-tool yang dapat digunakan untuk memasukan objek menjadi koleksi reactor.  Atau dengan cara lain juga kita dapat lakukan dengan menekan Create > Helpers > reactor

3.       Command Panel, berisi perintah- perintah atau parameter-parameter yang berkaitan dengan objek yang kita buat. Misalnya untuk menentukan banyaknya segmen yang ada dalam suatu objek, density, massa, efek gravitasi, dan banyak lagi yang lainnya. Dalam buku panduan ini, untuk memodifikasi atau menampilkan Command Panel yang berada di bawah  biasa disebut rollout. Jadi nanti kita tidak lagi bingung dengan istilah rollout.

4.       Viewport, merupakan  area atau layar tempat kita mengerjakan animasi. Terdapat enam sudut pandang dalam animasi tiga dimensi, yaitu atas, bawah, kiri, kanan, depan dan belakang. Berdasarkan sudut pandang tersebut, dalam 3ds max terdapat 8 sudut pandang viewport, yaitu top, bottom, left, right, front, back, perspectift dan user.  Viewport yang aktif ditunjukkan dengan warna kuning di pinggir viewport tersebut. Berikut adalah gambar tampilan viewport dalam 3ds max.

5.       Main toolbar, dalam 3ds max terdapat tool yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan dalam memanipulasi objek yang kita buat. Terdapat beberapa main toolbar standar seperti tampak pada gambar di bawah ini :

Fitur-fitur 3DMAX :

a.      Undo berfungsi sebagai history pallete atau untukl kembali ke perintah sebelumnya.

b.      Redo merupakan kebalikan dari undo

c.       Select and link berfungsi untuk menghubungkan satu objek dengan objek yang lain sehingga ada sutu ikatan antara objek tersebut.

d.      Unlink selection merupakan kebalikan dari link yaitu untuk memutuskan ikatan atau hubungan tersebut.

e.       Bind to space warp merupakan fasilitas yang digunakan untuk menghubungkan suatu objek dengan efek tertentu, misalnya kita akan menghubungkan objek pale dengan efek air (Water).

f.       Selection filter merupakan fasilitas yang dapat digunakan untuk menyaring objek apa yang akan dipilih.

g.      Select object digukanan untuk memilih atau menyeleksi objek.

h.      Select by name digunakan untuk memilih objek berdasarkan nama object tersebut.

i.        Select and move digunakan untuk memilih dan memindahkan posisi objek.

j.        Select and rotate digunakan untuk memilih dan memutarkan objek yang kita pilih tersebut.

k.      Select and scale digunakan untuk memilih dan mengubah ukuran objek

l.        Use center flyout digunakan untuk menentukan coordinate system yang akan mempengaruhi proses transformasi.

m.    Mirror digunakan untuk menggandakan atau mencerminkan objek

n.      Layer manager digunakan untuk mengatur layer

o.      Curve editor digunakan untuk mengatur kurva dari objek yang kita buat

p.      Material editor merupakan fasilitas untuk memberi material atau teksture pada objek yang kita buat

q.      Render scene dialog digunkan untuk merender animasi atau model pada scene terpilih.

Time Slider dan tool-tool untuk navigasi

Selain terdapat main tool yang dapat mambantu kerja kita dalam viewport terdapat juga beberapa bagian lain yang terdapat dalam scene 3ds max yang perlu kita ketahui, yaitu :

Time Slider

Prinsipnya sama dengan Timeline yang berada pada software pembuat animasi yang lain, yaitu untuk mengatur posisi objek dalam selang waktu tertentu yang ditunjukkan oleh keyframe. Bisa juga kita  fahami fungsinya untuk melakukan perubahan animasi pada suatu objek.

3.4 Kelebihan Blender dan 3DMAX

Blender adalah salah satu software open source yang digunakan untuk membuat konten multimedia khusunya 3Dimensi, ada kelemahan dan beberapa kelebihan yang dimiliki Blender dibandingkan software sejenis. Berikut kelebihannya :

• Open Source

Blender merupakan salah satu software open source, dimana kita bisa bebas memodifikasi source codenya untuk keperluan pribadi maupun komersial, asal tidak melanggar GNU General Public License yang digunakan Blender.

• Multi Platform

Karena sifatnya yang open source, Blender tersedia untuk berbagai macam operasi sistem seperti Linux, Mac dan Windows. Sehingga file yang dibuat menggunakan Blender versi Linux tak akan berubah ketika dibuka di Blender versi Mac maupun Windows.

• Update

Dengan status yang Open Source, Blender bisa dikembangkan oleh siapapun. Sehingga update software ini jauh lebih cepat dibandingkan software sejenis lainnya. Bahkan dalam hitungan jam, terkadang software ini sudah ada update annya. Update an tersebut tak tersedia di situs resmi blender.org melainkan di graphicall.org

• Free

Blender merupakan sebuah software yang Gratis Blender gratis bukan karena tidak laku, melainkan karena luar biasanya fitur yang mungkin tak dapat dibeli dengan uang, selain itu dengan digratiskannya software ini, siapapun bisa berpartisipasi dalam mengembangkannya untuk menjadi lebih baik. Gratisnya Blender mendunia bukan seperti 3DMAX/ Lainnya yang di Indonesia Gratis membajak :p. Tak perlu membayar untuk mendapatkan cap LEGAL. Karena Blender GRATIS dan LEGAL

• Lengkap

Blender memiliki fitur yang lebih lengkap dari software 3D lainnya.  Coba cari software 3D selain Blender yang di dalamnya tersedia fitur Video editing, Game Engine, Node Compositing, Sculpting. Bukan plugin lho ya, tapi sudah include atau di bundling seperti Blender.

• Ringan

Blender relatif ringan jika dibandingkan software sejenis. Hal ini terbuti dengan sistem minimal untuk menjalankan Blender. Hanya dengan RAM 512 dan prosesor Pentium 4 / sepantaran dan VGA on board, Blender sudah dapat berjalan dengan baik namun tidak bisa digunakan secara maksimal. Misal untuk membuat highpolly akan sedikit lebih lambat.

• Komunitas Terbuka

Tidak perlu membayar untuk bergabung dengan komunitas Blender yang sudah tersebar di dunia. Dari yang newbie sampai yang sudah advance terbuka untuk menerima masukan dari siapapun, selain itu mereka juga saling berbagi tutorial dan file secara terbuka. Salah satu contoh nyatanya adalah OPEN MOVIE garapan Blender Institute

Tampilan Awal Pada Blender

Tampilan Blender

           MAXScript adalah built-in bahasa scripting yang dapat digunakan untuk mengotomatisasi tugas yang berulang, menggabungkan fungsi yang ada dengan cara baru, mengembangkan alat baru dan user interface, dan banyak lagi. Modul plugin dapat dibuat sepenuhnya dalam MAXScript.

Karakter Studio

Karakter Studio adalah sebuah plugin yang sejak versi 4 Max sekarang terintegrasi dalam 3D Studio Max, membantu pengguna untuk menghidupkan karakter virtual. Sistem ini bekerja dengan menggunakan rig karakter atau "Biped" kerangka pengaturan yang memiliki saham yang dapat dimodifikasi dan disesuaikan dengan jerat karakter bugar dan kebutuhan animasi. Alat ini juga termasuk alat editing yang kuat untuk IK / FK switching, Pose manipulasi, Layers dan workflow keyframing, dan berbagi data di seluruh animasi kerangka Biped berbeda. Ini "Biped" objek memiliki fitur berguna lainnya yang membantu mempercepat produksi siklus berjalan dan jalur gerakan, serta gerakan sekunder.

Adegan Explorer

Adegan Explorer, sebuah tool yang menyediakan tampilan hierarkis adegan data dan analisis, memfasilitasi bekerja dengan adegan yang lebih kompleks. Explorer adegan memiliki kemampuan untuk menyortir, menyaring, dan pencarian adegan oleh setiap jenis objek atau properti (termasuk metadata). Ditambahkan dalam 3ds Max 2008, itu adalah komponen pertama untuk memfasilitasi. Kode dikelola NET dalam 3ds Max luar MAXScript.
DWG Impor 3ds Max mendukung impor dan menghubungkan file DWG.

Peningkatan manajemen memori dalam 3ds Max 2008 memungkinkan adegan yang lebih besar harus diimpor dengan beberapa objek.

Tekstur Penugasan / Edit

3ds Max menawarkan operasi untuk tekstur kreatif dan pemetaan planar, termasuk ubin, mirroring, decals, sudut, memutar, blur, UV peregangan, dan relaksasi; Hapus Distorsi; Pertahankan UV, dan ekspor Template gambar UV. Alur kerja tekstur mencakup kemampuan untuk menggabungkan yang tidak terbatas jumlah tekstur, browser bahan / peta dengan dukungan untuk drag-and-drop tugas, dan hirarki dengan thumbnail. Fitur alur kerja UV termasuk pemetaan Pelt, yang mendefinisikan lapisan adat dan memungkinkan pengguna untuk terungkap Uvs menurut orang-orang lapisan; copy / paste bahan, peta dan warna, dan akses ke jenis pemetaan cepat (kotak, silinder, bola).

Umum keyframing

Dua keying mode - set kunci dan kunci otomatis - menawarkan dukungan untuk workflow keyframing berbeda. Cepat dan kontrol intuitif untuk keyframing - termasuk potong, salin, dan paste - membiarkan pengguna membuat animasi dengan mudah. Lintasan Animasi dapat dilihat dan diedit langsung di viewport.

Dibatasi Animasi

Objek dapat animasi sepanjang kurva dengan kontrol untuk penyelarasan, perbankan, kecepatan, kelancaran, dan perulangan, dan sepanjang permukaan dengan kontrol untuk penyelarasan. Berat jalur yang dikendalikan animasi antara kurva ganda, dan menghidupkan berat. Objek dapat dibatasi untuk menghidupkan dengan obyek lain dengan berbagai cara - termasuk melihat, orientasi dalam ruang koordinat yang berbeda, dan menghubungkan di berbagai titik dalam waktu. Kendala ini juga mendukung animasi pembobotan antara lebih dari satu sasaran. Semua animasi dibatasi dihasilkan dapat jatuh ke keyframes standar untuk pengeditan lebih lanjut.
Skinning

Entah Kulit atau pengubah Physique dapat digunakan untuk mencapai kontrol tepat deformasi tulang, sehingga karakter deformasi lancar sebagai sendi yang bergerak, bahkan di daerah yang paling menantang, seperti bahu. Kulit deformasi dapat dikendalikan dengan menggunakan beban puncak langsung, volume simpul didefinisikan oleh amplop, atau keduanya.

Kemampuan seperti tabel berat, bobot paintable, dan tabungan dan pemuatan bobot menawarkan mudah mengedit dan kedekatan berbasis transfer antara model, menyediakan akurasi dan fleksibilitas yang dibutuhkan untuk karakter rumit.

Opsi mengikat kaku menguliti berguna untuk menghidupkan rendah poligon model atau sebagai alat diagnostik untuk animasi kerangka biasa. Pengubah tambahan, seperti Kulit Bungkus dan Kulit Morph, dapat digunakan untuk menggerakkan jerat dengan jerat lainnya dan membuat penyesuaian bobot yang ditargetkan di daerah sulit.

Kerangka dan Invers Kinematika(IK)

Karakter bisa dicurangi dengan kerangka kustom menggunakan 3ds Max tulang, pemecah IK, dan alat rigging didukung oleh Data Motion Capture. Alat animasi Semua - termasuk ekspresi, script, daftar controller, dan kabel - dapat digunakan bersama dengan satu set utilitas khusus untuk tulang untuk membangun rig struktur apapun dan dengan kontrol kustom, sehingga animator hanya melihat UI yang diperlukan untuk mendapatkan karakter mereka animasi .
Empat plug-in kapal pemecah IK dengan 3ds Max: sejarah-independen solver, sejarah tergantung solver, pemecah anggota tubuh, dan spline IK solver. Ini pemecah kuat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk membuat animasi berkualitas tinggi karakter. Pemecah sejarah-independen memberikan campuran halus antara animasi IK dan FK dan menggunakan sudut lebih suka memberi animator kontrol lebih besar atas posisi tulang yang terkena.
Pemecah sejarah yang bergantung bisa menyelesaikan dalam batas bersama dan digunakan untuk mesin seperti animasi. Ekstremitas IK adalah pemecah dua-tulang ringan, dioptimalkan untuk real-time interaktivitas, ideal untuk bekerja dengan karakter lengan atau kaki. Spline IK solver menyediakan sistem animasi yang fleksibel dengan node yang dapat dipindahkan di mana saja dalam ruang 3D. Hal ini memungkinkan untuk animasi efisien rantai tulang, seperti tulang belakang karakter atau ekor, dan termasuk mudah digunakan twist dan kontrol roll.

Integrated Cloth Solver

Selain pengubah kain reaktor, 3ds Max software memiliki mesin kain-simulasi terpadu yang memungkinkan pengguna untuk mengubah hampir semua objek 3D ke pakaian, pakaian atau membangun dari awal. Tabrakan pemecahan cepat dan akurat bahkan dalam simulasi yang kompleks. (Image.3ds max.jpg)

Simulasi Lokal memungkinkan seniman menggantungkan kain secara real time untuk mendirikan negara pakaian awal sebelum pengaturan kunci animasi.
Kain simulasi dapat digunakan bersama dengan lainnya 3ds Max kekuatan dinamis, seperti Space Warps. Beberapa sistem kain independen dapat animasi dengan obyek mereka sendiri dan kekuatan. Data deformasi Kain dapat di-cache ke hard drive untuk memungkinkan iterasi tak rusak dan untuk meningkatkan kinerja pemutaran.

Integrasi dengan Autodesk Vault

Autodesk Vault plug-in, yang kapal dengan 3ds Max, mengkonsolidasikan pengguna 3ds Max aset dalam satu lokasi, memungkinkan mereka untuk secara otomatis melacak file dan mengelola pekerjaan berlangsung. Pengguna dapat dengan mudah dan aman berbagi, menemukan, dan menggunakan kembali 3ds Max (dan desain) aset dalam produksi skala besar atau lingkungan visualisasi. 

BAB 4

KASUS/CONTOH PEMANFAATAN TERSEBUT UNTUK KONSEP SHADING MODELLING

Goraud Shading

     Grafik 3-D, sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.

     Pada grafik 3D, poligon yang membentuk citra perlu diwarnai sehingga terlihat dengan baik. Gouraud shading adalah salah satu proses yang menggunakan algoritma tertentu untuk membuat gradasi warna. Pewarnaan (shading) ini dapat digunakan pada games.

     Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.  Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Contoh gambar Gouraud Shading:

Flat shading

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

     Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·         Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon

·         Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan

·         Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Contoh gambar Flat Shading:

Secara garis besar perbedaan antara Gouraud shading dengan flat shading adalah seperti gambar dibawah ini :

CEL SHADING

Cel Shading (dalam penjelasan yang paling sederhana) adalah sebuah teknik dalam merender gambar 3D agar hasilnya tampak seperti kartun dengan ciri-ciri adanya outline/garis pinggir dan pencahayaan yang sederhana/kurang realistis.

Cara Pertama:

Pada cara yang pertama, saya akan berusaha menjelaskan bagaimana menghasilkan effect
ini dengan menggunakan program Anim8or. Pagi pengguna program 3D modeller yang lain bisa menyesuaikan. Pertama-tama siapkan sebuah model.

Bila model ini terdiri dari beberapa mesh, sebaiknya semua mesh tersebut di satukan dengan perintah Join Solid (Build > Join Solid). Buat duplikat dari model tersebut dan letakkan duplikatnya pada object yang terpisah. Seterusnya kita akan mengedit model yang kedua

Pilih semua faces/trianggle-nya.

Extrude semua faces/trianglen-ya dengan menggunakan perintah (Extrude Faces
connected) sehingga modelnya akan tampak menggembung. Sebaiknya jangan terlalu
besar saat meng-extrude face-nya agar efek yang dihasilkan juga tidak terlalu tebal.
Perintah Extrude Faces Connected akan membuat object membesar secara proporsional.
Perintah ini sedikit berbeda dengan Scale. Pada perintah Scale, object diperbesar dengan
menggunakan pusat object sebagai pusat scale. Dengan menggunakan Extrude Faces
Connected, tiap object akan di scale dengan menggerakkan tiap vertex searah dengan
arah normalnya.

Untuk melihat perbedaannya, bisa mencoba sendiri kedua perintah diatas.
Setelah itu set materialnya. Untuk menghasilkan effect cel shading kita perlu material
yang bersifat bolak balik. Bagian depan di set transparant, sedangkan bagian belakang di
set dengan warna hitam. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut:
Setelah itu, kita tinggal menggabungkan object pertama dan kedua:
Hasilnya adalah sebuah model dengan outline yang tampak seperti gambar pada game HARVESTMOON 2: SAVE THE HOMELAND

Cara Kedua:

Pada cara kedua, kita akan membuat effect yang sama dengan bahasa pemrograman.
Untuk itu sebaiknya dirimu memiliki dasar pengetahuan tentang pemrograman dan model
3D. Kodenya adalah sebagai berikut. Kode ini ditulis dengan menggunakan Blitz3D. Bisa
mendownload Blitz3D disini.

Code: [Select]

Graphics3D 640,480,16,2

SetBuffer BackBuffer()



camera=CreateCamera()

light=CreateLight()

PositionEntity camera,0,70,-100

TurnEntity camera,10,0,0

CameraClsColor camera,255,255,255



;load model

model=LoadAnimMesh("nana.b3d")

EntityFX model,1



model2=LoadAnimMesh("nana.b3d",model)

EntityFX model2,2

FlipMesh model2

EntityColor model2,0,0,0



Animate model,1

Animate model2,1



;scale model

For count=1 To CountSurfaces(model2)

               surf=GetSurface(model2,count)

               For a=0 To CountVertices(surf)-1

                               xm#=VertexNX(surf,a)*1.5

                               ym#=VertexNY(surf,a)*1.5

                               zm#=VertexNZ(surf,a)*1.5

                               x#=VertexX(surf,a)

                               y#=VertexY(surf,a)

                               z#=VertexZ(surf,a)

                               VertexCoords surf,a,x-xm,y-ym,z-zm

                               VertexColor surf,a,0,0,0

               Next

Next



;render

While Not KeyHit(1)

               Cls

               TurnEntity model,0,1,0

               RenderWorld

               UpdateWorld

               Flip

Wend

End

Penjelasan program.

Program ini terdiri dari 3 bagian: load, fx, dan render
Pada bagian load kita meload 2 buah model yang berasal dari file yang sama. Pada bagian FX, kita mengedit model yang diload kedua. Model ini di edit per vertex.  Prosesnya sama dengan proses yang dilakukan dengan Anim8or, hanya saja disini kita menggunakan code untuk menghasilkan FX secara realtime. Kita membesarkan model sedikit dengan cara menggerakkan tiap vertexnya searah dengan arah normal dari vertex tersebut. Kemudian modelnya dibalik dan diberi warna hitam atau warna yang lainnya

Yang perlu diperhatikan disini adalah kita tidak bisa menzoom modelnya secara langsung. Menzoom model akan menyebabkan model diperbesar relative terhadap origin. Hal ini tidak akan menghasilkan FX yang bagus. Untuk menghasilkan FX seperti cel shade maka tiap vertex harus digerakkan searah dengan arah normal dari vertex tersebut.
Pada bagian render, prosesnya berjalan seperti biasa. Kedua model dianimasikan secara bersama-sama. Model yang kedua akan tampak dari belakang, sehingga warnanya tampak hitam dan karena ukurannya yang sedikit besar maka akan tampak seperti outline.

Bayangan adalah proses penentuan warna dari semua pixel yang menutupi permukaan menggunakan model illuminasi.

Metodenya melliputi :

-       Penentuan permukaan tampak pada setiap pixel

-       Perhitungan normal pada permukaan

-       Mengevaluasi intensitas cahaya dan warna menggunakan model illuminasi.

Jaring poligon secara umum sering digunakan untuk merepresentasikan permukaan yang kompleks. Informasi geometri yang tersedia hanyalah vertice dari polygon. Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien.

Unsur yang mempengaruhi bayangan adalah

1. Normal Vektor

Normal Vector adalah vector yang arahnya tegak lurus pada luasan (face). Normal Vector dapat diperoleh dari perkalian silang (cross-product) dari dua vector yang berada pada face. Besar dari Normal Vector Vector tegantung pada hasil perkalian silangnya.

2. Unit Vektor

Unit Vector adalah vektor yang besarnya adalah satu satuan dan arahnya tergantung arah vektor asalnya. Besar suatu vektor dapat diperoleh dengan Agar vektor v menjadi unit vektor maka semua koefisien (vx,vy,vz)

3. Optical Vektor

Sebuah konsep mengenai pencahayaan yang jatuh pada sebuah benda. Model bayangan dibagi menjadi dua yaitu :

A.    Direct Line

Flat shading

Satu face mempunyai warna yang sama dan flat shading menggunakan model Phong untuk optical view. Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·       Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon.

·       Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan.

·       Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Pemberian bayangan rata ini mengasumsikan bahwa setiap muka polygon dari sebuah objek adalah rata dan semua titik pada permukaan mempunyai jarak yang sama dengan sumber cahaya.

Gouraud shading

Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi. Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Phong shading

Terdapat perbedaan antara phongshading dengan phonglighting. Phonglighting merupakan model empiris untuk menghitung iluminasi pada titik pada permukaan sedangkan Phongshading merupakan interpolasi linear permukaan normal di segi itu, menerapkan model Phonglighting pada setiap pixel. Phong shading mengacu pada seperangkat teknik dalam komputer grafis 3D.Phong shading meliputi model bagi refleksi cahaya dari permukaan dan metode yang

kompatibel memperkirakan pixel warna oleh interpolating permukaan normal dirasterized poligon.

Model refleksi juga mungkin disebut sebagai refleksi Phong model, Phong Phong iluminasi atau encahayaan.Ini mungkin disebut Phong shading dalam konteks pixel shader, atau tempat lain di mana perhitungan pencahayaan dapat disebut sebagai "shading". Metode interpolasi juga mungkin disebut Phong interpolasi, yang biasanya disebut dengan "per-pixel

pencahayaan".Biasanya disebut "pelindung" bila dibandingkan dengan metode interpolasi lain seperti Gouraud pelindung atau flat shading.Refleksi yang Phong model tersebut dapat digunakan bersama dengan salah satu metode interpolasi.

2. Indirect Line

- Ray Tracing

- Radiosity

suatu medium dengan sejumlah diskrit. Masalah sederhana dapat dianalisis dengan  menyebarkan beberapa sinar dengan menggunakan matematika sederhana. Analisis yang lebih detailnya dapat dilakukan dengan menggunakan komputer untuk menyebarkan banyak sinar.

Ray tracing bekerja dengan mengasumsikan bahwa partikel atau gelombang dapat dimodelkan sebagai sejumlah besar berkas sinar yang sangat sempit, dan bahwa ada beberapa sinar yang melewati batas jarak seperti sinar yang bertempat datar. Sinar pelacak akan mepercepat sinar yang melewati jarak ini, dan kemudian menggunakan daerah turunan dari medium untuk menghitung arah sinar baru. Dari lokasi ini, sinar yang baru akan dikirim keluar dan proses akan diulang sampai jalan yang lengkap dihasilkan. Jika simulasinya mencakup benda padat, sinar dapat diuji pada persimpangan dengan setiap langkahnya, melakukan penyesuaian pada arah sinar jika ditemukan adanya suatu tabrakan. Properti lain dari sinar dapat diubah sebagai  pencepatan simulasi juga., seperti intensitas, panjang gelombang, atau polarisasi. Contoh kegunaan Ray Tracing (physics) ada pada sinyal radio, samudra akustik, dan desain optis.

2. Ray Tracing (graphics), yang digunakan untuk generasi gambar 3D.

Dalam grafik komputer, ray tracing adalah teknik untuk menghasilkan sebuah gambar dengan menelusuri jalan cahaya melalui pixel dalam gambar pesawat. Teknik ini mampu menghasilkan tingkat ketajaman gambar yang sangat tinggi – biasanya lebih tinggi dari pada metode tipe scanline rendering, tetapi pada biaya komputasi yang lebih besar. Hal ini membuat ray tracing paling cocok untuk aplikasi di mana gambar dapat di-render perlahan terlebih dahulu, seperti pada gambar diam dan film dan special effects televisi, dan kurang lebih cocok untuk real-time aplikasi seperti game komputer, di mana kecepatan sangat penting. Ray tracing mampu mensimulasikan berbagai efek optis, seperti refleksi dan pembiasan penyebaran, dan aberasi kromatik. Ray tracing telah digunakan dalam lingkungan produksi untuk off-line rendering selama beberapa dekade sekarang – yaitu rendering yang tidak perlu menyelesaikan seluruh adegan dalam waktu kurang dari beberapa milidetik. Tentu saja kita tidak boleh men-generalisasi dan membiarkan pengguna mengetahui bahwa beberapa implementasi raytracer telah mampu menekan tanda “interaktif”. Sekarang juga disebut “real-time ray tracing”, yaitu bidang yang sangat aktif sekarang, karena sudah dianggap sebagai hal yang besar bahwa akselerator 3D perlu dipercepat. Raytracer sungguh menyukai daerah-daerah yang kualitas refleksinya penting. Banyak efek yang tampaknya sulit dicapai dengan teknik lain yang sangat alami menggunakan raytracer : refleksi, pembiasan, kedalaman bidang, tingginya tingkat kualitas bayangan. Tentunya hal tersebut tidak selalu berarti bahwa raytracer cepat.

Terdapat 2 metode pada Ray Tracing yaitu:

1.      Forward Ray Tracing

2.      Backward Ray Tracing

Dalam pemrograman shader terdapat 3 macam standar pencahayaan (ligthing model) yang sering digunakan, yaitu :

1. Ambient Lighting : Merupakan salah satu ligthing model yang digunakan tanpa memperhatikan arah datangnya cahaya / sumber cahaya (light source). Jadi pada Ambient Lighting, permukaan object akan mendapatkan cahaya dari segala arah dengan nilai dan intensitas yang sama.Dimana seluruh permukaan object akan memiliki warna yang sama.
2. Diffuse Lighting : Merupakan lighting model yang memperhatikan arah datangnya cahaya dan akan memantulkan/menyebarkan cahaya ke berbagai arah. Jadi pada Diffuse Lighting, permukaan object yang berhadapan dengan sumber cahaya akan memerima cahaya dan menyebarkannya ke berbagai arah.
3. Specular Lighting : Sama seperti Diffuse Lighting, Specular Lighting merupakan lighting model yang memperhatikan arah datangnya cahaya. Akan tetapi pada Specular Lighting, cahaya yang datang hanya akan dipantulkan pada 1 arah.

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang Diffuse Lighting. Salah metode / teknik yang paling bagus untuk membuat Diffuse Lighting adalah dengan menggunakan metode Lambertian Reflection atau biasa disebut juga dengan Lambert Shading. Secara umum, rumus dari metode Lambert adalah sebagai berikut :

Dimana,

I_D = Intensity Diffuse (Intensitas cahaya dari hasil Diffuse)

L = normalized Light Direction (Vector arah datangnya cahaya / sumber cahaya yang telah dinormalisasi)

N = Normal Vector (Vector yang tegak lurus dengan permukaan object)

(N . L) = perkalian dot product antara Vector Normal dengan Vector Light Direction

C = Color (Warna)

I_L = Instensity Light (Intensitas cahaya)

Light Direction dan Normal Vector

Jadi, lambert shading diperoleh dari perkalian dot product antara vector normal dengan vector light direction.

Selanjutnya, kita akan mengimplementasikannya pada RenderMonkey. Setelah membuka RenderMonkey, kemudian kita tambahkan DirectX Effect dengan cara Effect Group => Effect Group w/ DirectX Effect. Kemudian terlebih dahulu kita ganti model/object sphere menjadi model Teapot dengan cara klik kanan Model pada Effect1 kemudian pilih Change Model => Teapot.3ds, seperti gambar berikut :

Mengubah model menjadi Teapot

Setelah itu, pastikan model yang tampil pada layar anda adalah model teapot bukan lagi sphere, seperti gambar di bawah ini :

Tampilan awal model Teapot

Dikarenakan pada lambert shading kita harus menggunakan Vector Normal, maka untuk mendapatkan Vector Normal dari object dapat dilakukan dengan menambahkan node pada Stream Mapping Node dengan cara double klik pada Stream Mapping atau klik kanan Stream Mapping => Edit. Kemudian klik Add, dan pilih NORMAL, ubah Data Type menjadi FLOAT3, seperti gambar di bawah ini :

Stream Mapping pada RenderMonkey

Stream Mapping Node di atas mendefinisikan informasi apa saja yang bisa kita peroleh dari model dan dapat kita digunakan pada render engine.

Setelah kita mendefiniskan Normal, selanjutnya kita harus mendefinisikan lampu menggunakan Vector Light. Pada pemrograman shader terdapat 3 tipe lampu (sumber cahaya) yang bisa digunakan, diantaranya adalah :

1. Directional Light : Merupakan type lampu (sumber cahaya) yang memiliki komponen warna dan arah, tetapi tidak memiliki komponen posisi. Sehingga intensitas cahaya yang diterima object tidak dipengaruhi oleh jarak antara object dengan sumber cahaya. Akan tetapi hanya dipengaruhi oleh arah dari sumber cahaya.
2. Point Light : Merupakan sumber cahaya yang memiliki komponen warna dan posisi, tetapi tidak memiliki komponen arah. Point Light didefinisikan sebagai sumber cahaya yang memancar dari satu titik dan memancarkan cahaya merata ke segala arah. Intensitas cahaya yang diterima object dari point light akan dipengaruhi oleh posisi dan jarak object dari sumber cahaya.
3. Spot Light : Merupakan sumber cahaya yang memiliki komponen warna, arah dan posisi. Sehingga intensitas cahaya yang diterima object dari selain dipengaruhi arah sumber cahaya juga dipengaruhi oleh jarak object dengan sumber cahaya. Spot Light juga mempunyai efek kerucut dimana intensitas cahaya di tepi kerucut akan lebih kecil dibandingkan dengan pusat kerucut.

3 tipe sumber cahaya : Directional Light, Point Light, dan Spot Light

Pada percobaan kali ini, sumber cahaya yang akan kita gunakan adalah sumber cahaya dengan tipe Directional Light. Untuk membuatnya pada RenderMonkey dilakukan dengan membuat variable float3 dengan cara klik kanan pada Effect1 => Add Variable => Float => Float3. Lalu kita ganti nama variablenya menjadi lightDirection. Karena kita menggunakan Directional Light, maka nilai dari x,y, dan z adalah nilai arah datangnya sumber cahaya. Kita misalkan saja arahnya (0, 0, -1), seperti gambar berikut :

Menambahkan Directional Light pada program

Setelah itu, jangan lupa juga menambahkan variabel Color. Variabel Color digunakan untuk warna dari Lambert shading. Untuk menambahkan variabel Color bisa dilakukan dengan cara klik kanan pada Effect1, lalu pilih Add Variable => Color, ubah nama variabelnya menjadi Color. Sedangkan nilai Intensitas Cahaya pada tutorial kali ini kita anggap tetap, yaitu 1.

Kemudian ganti code pada vertex shader dengan code di bawah ini :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

float4x4 matWorldViewProjection; float4x4 matWorld; struct VS_INPUT {    float4 Position : POSITION0;    float3 Normal : NORMAL; }; struct VS_OUTPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; }; VS_OUTPUT vs_main( VS_INPUT Input ) {    VS_OUTPUT Output;    Output.Position = mul (Input.Position, matWorldViewProjection );    Output.Normal = mul (float4(Input.Normal,0), matWorld);    return( Output ); }

sehingga pada kesempatan kali ini hanya akan dijelaskan code-code yang belum dijelaskan pada artikel sebelumnya.

1	float4x4 matWorld;

Merupakan variabel matriks yang digunakan untuk mentransformasi suatu nilai variabel dari object space ke world space. Perbedaan object space dan world space terletak pada titik pusatnya. Pada object space yg menjadi titik pusatnya adalah titik pusat object. Sedangkan pada world space yg menjadi titik pusatnya adalah titik pusat origin (0,0,0). Secara default pada Render Monkey, tidak ada perbedaan antar object space dan world space dikarenakan titik pusat object space dan world space berhimpitan. Akan tetapi, hal ini bisa berbeda jika kita menggunakan software lain, misalnya saja Blender. Gambar di bawah ini adalah contoh perbedaan titik pusat antara object space dengan world space (pada software Blender 3D) :

Perbedaan titik pusat pada object space dan world space

Untuk dapat menggunakan variabel matWorld, kita harus terlebih dahulu menambahkannya ke dalam program kita dengan cara klik kanan Effect1 => Add Variable => Matrix => Predefined => matWorld. Agar program dapat berjalan lancar pastikan kita sudah terdapat variable  matWorld pada Effect1.

1	float3 Normal : NORMAL;

Mendefinisikan variable Normal dengan semantik NORMAL yang telah kita tambakan pada Stream Mapping, digunakan untuk mendapatkan normal vector dari model.

1	float3 Normal : TEXCOORD0;

Variable untuk menampung nilai vector Normal dan vector Light Direction. Nilai yang ditampung dalam variabel ini merupakan Output dari proses Vertex Shader.

1 2	Output.Position = mul (Input.Position, matWorldViewProjection ); Output.Normal = mul (float4(Input.Normal,0), matWorld);

Mengubah nilai variable Normal pada struct Output untuk menampung nilai vector Normal. Vector Normal diperoleh dari input model (Input.Normal). Dikarenakan Normal yg kita peroleh dari stream mapping berada pada object space maka untuk mentransformasi ke world space kita harus mengalikannya dengan matWorld. dengan terlebih dahulu mengubahnya menjadi float4 karena matriks matWorld berukuran 4×4. Penambahan nilai 0 untuk perkalian variable Input.Normal dikarenakan variable tersebut adalah vector, sedangkan apabila variable tersebut berupa posisi maka nilai yg ditambahkan pada adalah 1.

Setelah mengganti code pada vertex shader, langkah selanjutnya adalah mengganti code pada pixel shader dengan code berikut ini :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

float4 Color;    float3 lightDirection; struct PS_INPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; }; float4 ps_main(PS_INPUT Input) : COLOR0 {    float NdotL = dot(Input.Normal,normalize(lightDirection;));    float4 Diffuse = NdotL * Color;    return Diffuse; }

Berikut adalah penjelasan dari code pada pixel shader di atas :

1	float4 Color;

Mendefinisikan variabel Color yang telah kita tambahkan sebelumnya.

1	float3 lightDirection;

Mendefinisikan variable light Direction  yang sudah kita tambahkan sebelumnya. Variabel lightDirection berada pada world space.

1 2 3 4 5

struct PS_INPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; };

Struct PS_INPUT merupakan struct untuk menampung variabel-variabel yang akan dijadikan sebagai input pada pixel shader. Karena input yang digunakan pada pixel shader merupakan output dari vertex shader, sehingga variabel dan nilai yang ada dalam struct PS_INPUT sama dengan variabel yang ada pada struct VS_OUTPUT.

1 2 3 4 5 6 7

float4 ps_main(PS_INPUT Input) : COLOR0 {    float NdotL = dot(Input.Normal,normalize(lightDirection;));    float4 Diffuse = NdotL * Color;    return Diffuse; }

Variabel NdotL digunakan untuk menampung nilai perkalian dot product antara Vector Normal dengan Vector Light Direction yang telah dinormalisasi. Yang terakhir adalah Variabel Diffuse merupakan variabel yang untuk menampung nilai Lambert Shading yang diperoleh dari perhitung rumus yang telah dijelaskan di atas (I_D=(N .  L)  C  I_L) dengan nilai I_L adalah 1. Nilai variabel Diffuse inilah yang digunakan untuk menampilkan object dengan metode Lambert Shading.

Setelah kita membuat code pada vertex shader dan pixel shader, selanjutnya kita tinggal menjalankan code-code yang telah kita buat tersebut dengan mengklik ikon Compile All Shader in Workspace ()  pada RenderMonkey. Selanjutnya kita akan melihat bahwa model teapot telah berubah tampilannya menjadi seperti gambar di bawah ini :

Output dari Lambert Shading

Bagian teapot yang terang adalah bagian yang menghadap ke arah cahaya, sedangkan bagian yang membelakangi sumber cahaya.

Kita bisa mengatur dan mengubah nilai dari variabel-variabel lightDirection, dan Color, untuk mendapatkan tampilan sesuai dengan apa yang kita inginkan. Gambar berikut ini adalah output dari lambert shading dengan nilai lightDirection= (1.5, 0.5, -1.0), Color (RGBA) = (126,255,21,255).

Output Lambert Shading dengan mengubah nilai variable color dan lightDirection

•         Metodenya melliputi : Penentuan permukaan tampak pada setiap pixel, Perhitungan normal pada permukaan, dan Mengevaluasi intensitas cahaya dan warna menggunakan model illuminasi. 

•         Metode pembuatan bayangan cukup mahal, untuk membuatnya lebih efisien dilakukan melalui kustomisasi untuk merepresentasikan permukaan yang spesifik. 

•         Jaring poligon secara umum sering digunakan untuk merepresentasikan permukaan yang kompleks. 

•         Informasi geometri yang tersedia hanyalah vertice dari poligon.

•         Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien. 

6 Ragam Teknik Bayangan 

• Constant Shading

• Gouraud Shading

• Phong Shading

Flat shading

Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·         Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon

·         Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan

·         Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Contoh gambar Flat Shading:

 

1)      Gouraud shading

Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.  Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Contoh gambar Gouraud Shading:

 

Phong shading

Phong shading mengacu pada seperangkat teknik dalam komputer grafis 3D. Phong shading meliputi model bagi refleksi cahaya dari permukaan dan metode yang kompatibel memperkirakan pixel warna oleh interpolating permukaan normal di rasterized poligon. Model refleksi juga mungkin disebut sebagai refleksi Phong model, Phong Phong iluminasi atau pencahayaan.Ini mungkin disebut Phong shading dalam konteks pixel shader, atau tempat lain di mana perhitungan pencahayaan dapat disebut sebagai "shading". Metode interpolasi juga mungkin disebut Phong interpolasi, yang biasanya disebut dengan "per-pixel pencahayaan".Biasanya disebut "pelindung" bila dibandingkan dengan metode interpolasi lain seperti Gouraud pelindung atau flat shading. Refleksi yang Phong model tersebut dapat digunakan bersama dengan salah satu metode interpolasi. Metode ini dikembangkan oleh Phong Bui Tuong di Universitas Utah.

Secara Garis besar, gambar perbedaan dari Flat shading, Gouraud shading dan Phong shading:

CONTOH

saya mempunyai konsep untuk membuat sebuah replika planet Bumi dengan menyertakan tulisan UNIVERSITAS GUNADARMA. Saya akan menjelaskan tentang tahap pembuatannya.

Tahap Pembuatan :

1. Buka software BLENDER, kemudian buat sebuah bola. Caranya klik Add - Mesh - UVsphere. Kemudian set Segment : 32, Ring : 32, Radius : 3.00.

2. Langkah berikutnya adalah menambahkan gambar permukaan Bumi pada bola tersebut. Pada panel Shading klik Material buttons lalu pilih Add New.

Selanjutnya pada bagian Texture buttons pilih Add New.

Lalu pada Texture Type pilih Image.

Klik Load untuk membuat gambar permukaan Bumi. Gambar yang saya pakai adalah : Sebenarnya ketika di Render, gambarnya berporos pada sumbu Y. Jadi saya akan mengubahnya menjadi sumbu Z. Caranya adalah klik Material buttons pada panel Shading, kemudian klik pada Map Input lalu klik Sphe.

3. Langkah selanjutnya adalah membuat background angkasa. Rasanya kurang jika hanya membuat replika planet Bumi tanpa adanya bintang-bintang. Caranya adalah klik World buttons pada panel Shading, lalu buat warnanya menjadi hitam.

4. Selanjutnya saya akan membuat bintang dengan cara klik tab Mist/Stars/Physics. Kemudian klik Stars.

5. Gambarnya sudah hampir jadi, hanya saja masih agak kasar. Jadi saya akan membuatnya lebih halus dengan cara klik Editing panel lalu klik Set Smooth pada tab Links and Materials.

6. Langkah terakhir adalah membuat tulisan UNIVERSITAS GUNADARMA. Caranya klik Add - Text. Untuk mengedit kata-kata maka kita tekan tombol Tab setelah itu kita bisa memasukkan kata/kalimat yang kita inginkan. Lalu untuk membuat tulisan menjadi lebih tebal maka kita atur pada bagian Extrude. Hasilnya akan tampak seperti ini

7. Langkah terakhir adalah proses rendering. Klik Render - Render Current Frame. Hasilnya akan tampak seperti ini.

Shader Subsurface Scattering

Subsurface scattering (SSS) adalah effek pantulan cahaya sekitar bawah permukaan material, dan umumnya terdapat pada bahan seperti kulit, lilin, dan marmer. Hasil pada tepi bayangan  tampak agak kabur, karena cahaya berdifusi keluar dari daerah terang ke area bayangan. Sebagai hamburan cahaya, sebagian diserap, dengan cahaya yang tersisa biasanya mengambil warna dari bahan yang mendasarinya. Dalam kasus kulit, daging dan darah dibawah kulit menyebabkan persebaran cahaya yang muncul berwarna jingga merah

Menghubungkan Teks dengan Bayangan 3D

Sebelumnya, klik menu Layer > Rasterize > Type.  Selanjutnya gunakan Polygonal Lasso Tool (L) dan hubungkanlah sudut setiap huruf dengan bayangan 3D, isilah area seleksi dengan wrna merah tua (#990000) sehingga membentuk teks 3D berbentuk balok, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Menambahkan Bayangan Pada Layer Teks

Sekarang kita telah mendapatkan teks 3D yang diinginkan, untuk menambahkan efek bayangan, pastikan Anda masih berada pada layer teks yang berwarna merah gelap, klik menu Layer > Layer Style > Gradient Overlay, ikuti seting Gradient Overlay serta Color Overlay seperti gambar di bawah ini.

Menambahkan Bayangan Teks

Untuk menambahkan bayangan di bawah teks, pergi ke layer teks warna merah terang, buat duplikat layer dengan menekan tombol Cmd/Ctrl+J, selanjutnya isi layer baru dengan warna hitam (#000000).  Pindahkan layer ini tepat dibawah layer teks yang berwarna merah gelap, gunakan Transform Tool (T) atau tekan Cmd/Ctrl+T, tarik kotak Transform Tool ke atas, bawah, kiri atau kanan untuk mendapatkan bayangan teks yang sesuai, seperti gambar di bawah.

Selanjutnya klik menu Layer > Rasterize > Type, kemudian pilih menu Filter > Blur > Motion Blur, ikuti gambar dibawah untuk mengatur blur bayangan teks.  Untuk mendapatkan bayangan yang lebih kuat, gandakan layer dengan menekan tombol Cmd/Ctrl+J, kemudian gabungkan kedua layer ini dengan memilih menu Layer > Merge Down.

Membuat Blur Shadow

Buat lagi duplikat layer untuk layer shadow, selanjutnya gabungkan kedua layer ini dengan memilih menu Layer > Merge Down, pilih menu  Filter > Blur > Gaussian Blur dan sesuaikan Radius ke 12.0

BAB 5

PENUTUP

5.1 PENUTUP

         Demikian materi yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam penulisan makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan ini, dikarenakan kurangnya referensi atau rujukan tentang apa yang menjadi judul dari makalah ini.

            Penulis berharap dengan adanya makalah ini, maka dapat membantu pembaca yang ingin membuat objek 3D dengan bantuan metode shading atau sekedar menyalurkan kreatifitas.

            Penulis juga berharap kepada para pembaca agar memberi kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan-penulisan selanjutnya. Penulis juga mengharapkan kepada yang membaca makalah ini dapat termotivasi oleh makalah ini dalam mencapai keinginannya dalam memajukan dunia animasi di Indonesia.

            Sekian penutup dari kami, semoga makalah ini berkenan di hati pembaca dan kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.

5.2 KESIMPULAN

      Berdasarkan penulisan tentang shading modeling diatas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Shading merupakan proses untuk membuat suatu objek yang kita buat terlihat lebih hidup.
2. Metode shading dapat digunakan pada aplikasi yang berorientasi pada pembuatan objek-objek 3D.
3. Shading dibagi menjadi beberapa ragam, seperti flat shading, phong shading, gouraud shading dan blinn shading.
4. shading mengacu pada proses mengubah warna berdasarkan sudut terhadap cahaya dan jarak dari cahaya untuk menciptakan efek photorealistic.
5. Model shading menentukan bagaimana suatu permukaan objek muncul dalam kondisi pencahayaan yang berbeda-beda.
6. Model 3D adalah perwakilan dari setiap objek tiga dimensi (nyata atau bayangan) dalam lingkungan perangkat lunak 3D.

5.3 SARAN

      Berdasarkan kesimpulan diatas, adapun saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut:

1. Perlu adanya ilmu lebih lanjut yang mempelajari tentang model shading.
2. Perlu ditingkatkan lagi pengajaran pada bidang ini, agar kita dapat memajukan animasi Indonesia.
3. Perlu adanya aplikasi-aplikasi yang dapat membantu lebih lanjut dalam pembuatan objek berorientasi 3D dengan metode shading.
4. Adanya aplikasi yang compatible dengan hampir semua perangkat.

DAFTAR PUSTAKA

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_shading_algorithms

http://en.wikipedia.org/wiki/Shading

http://en.wikipedia.org/wiki/Blinn%E2%80%93Phong_shading_model

http://mrl.nyu.edu/~perlin/courses/fall2005ugrad/phong.html

http://www.nbb.cornell.edu/neurobio/land/oldstudentprojects/cs490-95to96/guo/report.html

http://graphics.wikia.com/wiki/Flat_shading

http://graphics.wikia.com/wiki/Computer_graphics

http://www.giantbomb.com/flat-shading/3015-2277/

http://www.arcsynthesis.org/gltut/Illumination/Tut11%20BlinnPhong%20Model.html

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_computer_graphics

 

Tugas ini disusun oleh:

KELOMPOK 6

1.     BEBBY DWI JUNITA                                             (51411450)

2.     DHIRA BRATA C.H.S.W.P                                  (58411094)

3.     JODI PRIOMBODHO                                            (53411834)

                                               PEMBIMBING:

                                            NOVIA  FATIMAH

UNIVERSITAS GUNADARMA

2013

Kata Pengantar

Puji syukur kita panjatkan bagi Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan kemudahan dalam menyelesaikan segala urusan hingga kami mampu menyelesaikan buku SHADING MODELLING yang diberikan tugas kepada kami Oleh Ibu Novia Fatimah.

Terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada seluruh anggota kelompok kami dan partisipasi yang dengan sabar dan ikhlas memberi dukungan  jasmani dan rohani dalam setiap tahapan proses pembuatan buku ini.

Buku yang berada di tangan anda ini merupakan buku panduan materi bagi siswa/mahasiswa dan merupakan  panduan dalam  mempelajari dalam bidang desain khususnya mengenalkan konsep-konsep awal desain. Dalam buku pertama materi yang dirangkumkan mulai grammatikal dasar hingga pembentukan kalimat-kalimat kompleks secara garis besar beserta rumus-rumus dan algoritma matematika yang dipakai pada shading modelling.

Akhirnya kami mengucapkan  selamat membaca dan berpandang mesra dengan dunia desain yang telah kami sajikan. Dan tentu tidak lupa kami harapkan kritik dan saran agar kami senantiasa rajin berbenah untuk memperbaiki kesalahan dalam penulisan yang belum sempurna.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

Pada saat ini, data atau informasi tidak hanya disajikan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat berupa gambar, audio dan video. Keempat macam data atau informasi tersebut sering disebut dengan multimedia. Era teknologi saat ini tidak dapat dipisahkan dari multimedia.

Citra (Image) merupakan istilah lain untuk gambar. Citra sebagai salah satu komponen multimedia memegang peranan penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi.

Walaupun citra kaya dengan informasi, namun seringkali citra mengalami penurunan mutu, misalnya warnanya terlalu kontras, kurang tajam, mengandung cacat dan sebagainya. Tentu saja citra semacam itu menjadi sulit diinterpretasi oleh manusia karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang. Agar citra yang mengalami gangguan mudah diinterpretasi, maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik yaitu dengan pengolahan citra.

Meskipun perangkat lunak (software) aplikasi untuk pengolahan citra sudah semakin banyak bermunculan, tetapi perangkat lunak tersebut tidak dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan oleh pengguna/user, disebabkan oleh masalah yang disebutkan diatas tadi. Oleh karena itu, Penulis tertarik untuk membahas tentang pengoperasian teknik shading modelling menggunakan aplikasi blender  dan 3DMax

1.2            Rumusan Masalah

Dalam penulisan buku ini, yang menjadi rumusan masalah adalah bagaimana membuat suatu objek dalam aplikasi yang  digunakan (blender) dan 3DMax yang di dalamnya menggunakan berbagai teknik shading modelling yang ada.

1.3                 Batasan Masalah

Pembatasan masalah yang penulis uraikan disini adalah konsep dari shading modeling, penjelasan matematika dan algoritma, contoh, perangkat lunak yang mendukung serta contoh kasus dari shading modeling.

1.4                 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan buku ini adalah agar pembaca dapat memahami teknik-teknik yang digunakan dalam menggunakan software blender dan 3DMax sehingga, para pembaca dapat mengaplikasikannya dalam pembuatan suatu objek.

1.5                  Metode Penelitian

Metode penelitian dalam pembuatan buku ini adalah study pustaka, dimana dalam hal ini penulis mencari materi tentang teknik-teknik yang ada dalam shading modelling, kemudian penulis mencoba mengaplikasikannya dalam software blender dan 3DMax yang digunakan.

1.6                 Sistematika Penulisan

Sebagai gambaran singkat tentang pokok pembahasan penulisan ini, Penulis akan menguraikannya dalam beberapa bab, dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I    PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas latar belakang masalah, rumusan masalah,  batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika   penulisan.

BAB II   KONSEP DAN TEORI PADA SHADING MODELLING

Bab ini membahas tentang sejarah dari shading modelling, teknik-teknik yang ada dalam shading modelling, serta algoritma yang digunakan dalam menggunakan teknik shading modelling.

BAB III  PERANGKAT LUNAK

Pada bab ini berisi pembahasan tahap-tahap pembuatan suatu objek menggunakan aplikasi blender dan 3DMax , dan menggunakan teknik shading modelling di dalam pembuatannya.  Perangkat lunak yang mendukung atau menerangkan konsep pada bab 2, dan deskripsi perangkat lunak tersebut.

BAB IV  KASUS/CONTOH SERTA MANFAAT

Bab ini berisi kasus atau contoh serta manfaat yang yang bisa kita dapatkan dari teknik shading modeling pada blender dan 3DMax

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan yang telah dikemukakan dalam bab-bab sebelumnya dan saran-saran yang sifatnya mengarah kepada penyempurnaan dari apa yang telah disajikan dalam tulisan ini.

BAB II

KONSEP DAN TEORI PADA SHADING MODELLING

Shading mengacu pada penggambaran kedalaman suatu objek dalam model 3D atau ilustrasi dengan mengubah-ubah tingkat dari kegelapan suatu object(darkness).

Menggambar

Shading merupakan suatu proses yang digunakan dalam menggambar dengan tingkat darkness tertentu pada sebuah kertas dengan memakai media yang lebih padat atau menampilkan bayangan yang lebih gelap untuk area yang lebih gelap dan memakai media yang tidak terlalu padat atau menampilkan bayangan yang lebih terang untuk area yang lebih terang. Ada berbagai macam teknik shading, misalnya cross hatching dimana garis-garis tegak lurus dengan jarak satu sama lain (kedekatan) yang berbeda-beda digambar pada pola grid untuk membentuk bayangan area. Semakin dekat garis-garis tersebut, semakin gelap area yang muncul. Begitu pula sebaliknya, semakin jauh garis-garis tersebut, semakin terang area yang muncul.

Pola-pola yang terang (misalnya objek yang memiliki area terang dan area berbayang) akan sangat membantu dalam pembuatan ilusi kedalaman pada kertas dan layar komputer.

Komputer grafis

Pada komputer grafis, shading mengacu pada proses mengubah warna berdasarkan sudut terhadap cahaya dan jarak dari cahaya untuk menciptakan efek photorealistic. Shading dilakukan selama proses penggambaran.

Sudut terhadap sumber cahaya

Shading mengubah warna tampilan dalam model 3D berdasarkan sudut permukaan terhadap cahaya matahari atau sumber cahaya lainnya.

Gambar pertama di bawah ini menunjukkan permukaan-permukaan kotak yang digambar dimana semuanya memiliki warna yang sama. Garis tepi telah digambar sehingga memudahkan gambar dilihat dan dibedakan.

Gambar kedua merupakan model yang sama, namun tidak memiliki garis tepi. Sangat sulit membedakan permukaan kotak yang satu dengan yang lainnya.

Gambar ketiga memiliki shading dimana membuat gambar menjadi lebih realistis dan lebih mudah dilihat serta dibedakan.

Sumber cahaya

Ada berbagai jenis cahaya:

·         Ambient light – Ambient light menyinari semua objek dalam suatu scene secara merata, membuat objek menjadi terang tanpa menambahkan bayangan.

·         Directional light – Directional light menyinari semua objek secara merata dari suatu arah tertentu. Ia bagaikan suatu area terang dengan ukuran dan jarak yang tidak terbatas dari scene. Ada bayangan, tetapi itu bukan merupakan distance falloff.

·         Point light – Point light berasal dari satu titik dan menyebar dalam berbagai arah.

·         Spotlight – Spotlight berasal dari satu titik dan menyebar mengikuti arah kerucut.

·         Area light – Area light berasal dari satu bidang datar dan menyinari semua objek dalam arah tertentu yang berasal dari bidang datar tersebut.

·         Volume light – Volume light merupakan suatu ruang tertutup yang menyinari objek dalam ruang tersebut.

Shading diinterpolasikan berdasarkan bagaimana sudut dari sumber cahaya mencapai objek dalam suatu scene. Tentu saja sumber-sumber cahaya tersebut mungkin dan seringkali dikombinasikan dalam sebuah scene. Pelukis atau ilustrator kemudian menginterpolasikan bagaimana cahaya-cahaya ini dikombinasikan dan memproduksi gambar 2D yang akan ditampilkan di layar.

Distance falloff

Secara teoritis, dua permukaan paralel disinari jumlah cahaya yang sama dari sumber cahaya yang jauh, seperti matahari. Walaupun permukaan yang satu jauh, mata kita melihat permukaan tersebut lebih banyak di ruang yang sama sehingga penyinarannya tampak sama.

Perhatikan gambar pertama dimana warna pada permukaan depan dari kedua kotak benar-benar sama. Tampaknya ada sedikit perbedaan ketika kedua permukaan tersebut bertemu, tetapi ini merupakan ilusi optikal yang disebabkan oleh garis tepi vertikal di bawah dimana kedua permukaan ini bertemu.

Perhatikan gambar kedua dimana permukaan kotak tampak lebih terang pada bagian depan dan tampak lebih gelap pada bagian belakang. Selain itu, permukaan lantai juga tampak semakin gelap seiring makin jauhnya jarak.

Efek distance falloff membuat gambar tampak lebih realistis tanpa harus menambahkan cahaya tambahan untuk menimbulkan efek yang sama. Distance falloff dapat dihitung dalam beberapa cara:

·         Tidak ada

·         Linier – Untuk setiap unit x jarak suatu titik dari sumber cahaya, jumlah cahaya yang diterima adalah unit x dikurangi bright.

·         Kuadratik – Ini menunjukkan bagaimana cahaya kira-kira bekerja di kehidupan nyata. Suatu titik yang dua kali jauhnya dari sumber cahaya dibandingkan titik lainnya akan menerima cahaya empat kali lebih sedikit.  

·         Faktor n – Suatu titik yang jaraknya sebesar unit x dari suatu sumber cahaya akan menerima cahaya sebesar 1/xn.

·         Fungsi matematis lainnya juga dapat digunakan.

Flat vs smooth shading

Flat shading merupakan teknik pencahayaan yang digunakan dalam komputer grafis 3D. Ia membentuk bayangan setiap polygon dari suatu objek berdasarkan sudut antara permukaan normal polygon dan arah dari sumber cahaya, warna-warna respective, dan intensitas sumber cahaya. Ini digunakan dalam pembuatan gambar dengan kecepatan tinggi dimana menggunakan teknik-teknik shading yang lebih sulit dan secara perhitungan lebih mahal. Akan tetapi, di akhir abad ke-20, kartu grafis yang terjangkau menawarkan smooth shading yang dapat digunakan dalam proses penggambaran cepat, membuat flat shading tidak diperlukan lagi.

Kekurangan dari flat shading adalah ia memberikan tampilan model yang low-polygon.  Terkadang tampilan ini dapat menguntungkan juga, misalnya dalam membuat model objek berbentuk kotak. Pelukis terkadang menggunakan flat shading untuk melihat polygon dari model padat yang mereka ciptakan. Teknik-teknik pencahayaan dan shading lanjutan dan lebih realistis meliputi Gourad shading dan Phong shading.

Model Shading

Model shading menentukan bagaimana suatu permukaan objek muncul dalam kondisi pencahayaan yang berbeda-beda. Beberapa model matematis dapat digunakan untuk menghitung shading. Setiap model shading memproses relasi dari permukaan normal terhadap sumber cahaya untuk menciptakan efek shading tertentu.

Phong

Menggunakan warna-warna ambient, diffuse, dan specular. Model shading ini membaca orientasi permukaan normal dan menginterpolasikannya untuk menciptakan tampilan smooth shading. Ia juga memproses relasi antara normal, cahaya, dan sudut pandang kamera untuk menciptakan specular highlight.

Hasilnya adalah suatu objek dengan bayangan smooth, permukaan area yang disinari diffuse dan ambient, serta suatu specular highlight sehingga objek tampak bersinar seperti bola biliar atau bola plastik. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Phongshader. 

Lambert

Menggunakan warna-warna ambient dan diffuse untuk menciptakan permukaan matte tanpa specular highlight. Ia menginterpolasikan normal dari permukaan segitiga yang berdampingan sehingga shading berubah secara progresif, menciptakan suatu permukaan matte.

Hasilnya adalah suatu objek dengan smooth shading, seperti telur atau bola ping-pong. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Lambert shader.

Blinn

Menggunakan warna-warna diffuse, ambient, dan specular, serta refractive index untuk menghitung specular highlight. Model shading ini identik dengan model shading Phong, kecuali bentuk specular highlight-nya merefleksikan pencahayaan lebih akurat ketika ada sudut tinggi antara kamera dan cahaya. 

Model shading ini berguna untuk tepian yang kasar atau tajam dan untuk mensimulasikan permukaan logam. Specular highlight-nya tampak lebih terang dibandingkan model Phong. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Blinnshader.

Cook-Torrance

Menggunakan warna-warna diffuse, ambient, dan specular, serta refractive index untuk menghitung specular highlight. Ia membaca orientasi permukaan normal dan menginterpolasikannya untuk menciptakan tampilan smooth shading. Ia juga memproses relasi antara normal, cahaya, dan sudut pandang kamera untuk menciptakan specular highlight.

Model shading ini memproduksi hasil yang berada diantara model shading Blinn dan Lambert, serta berguna untuk mensimulasikan objek yang lembut dan reflektif seperti kulit. Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Cook-Torrance shader.

Karena model shading ini lebih kompleks untuk dihitung, ia memakan waktu lebih lama dalam pelukisan daripada model shading lainnya.

// Copyright (c) 2007 PIXAR.  All rights reserved.  This program or

// documentation contains proprietary confidential information and trade

// secrets of PIXAR.  Reverse engineering of object code is prohibited.

// Use of copyright notice is precautionary and does not imply

// publication.

//

// RESTRICTED RIGHTS NOTICE

//

// Use, duplication, or disclosure by the Government is subject to the

// following restrictions: For civilian agencies, subparagraphs (a) through

// (d) of the Commercial Computer Software--Restricted Rights clause at

// 52.227-19 of the FAR; and, for units of the Department of Defense, DoD

// Supplement to the FAR, clause 52.227-7013 (c)(1)(ii), Rights in

// Technical Data and Computer Software.

//

// Pixar Animation Studios

// 1200 Park Avenue

// Emeryville, CA 94608

//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//             SCRIPT:              CookTorrance.sl

//             AUTHOR:            Scott Eaton

//             DATE:                  July 3, 2007

//

//             DESCRIPTION: A simple implementation of the Cook-Torrance            

//  shading model describe in:  

//  A Reflectance Model for Computer Graphics

//  R. L. Cook, K. E. Torrance, ACM Transactions on Graphics 1982

//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

//------------------------------------------------------------------------------------------------------//

surfaceCookTorrance(

floatKa = 1;

float Ks = .8;

floatKd = .8;

float IOR = 1.3;

float roughness = .2;

color opacity = 1;

colorspecularColor = 1;

colordiffuseColor = (.6, .6, .6);

floatgaussConstant  = 100;

){

        //the things we need:   

        // normalized normal and vector to eye

normalNn = normalize(N);

vectorVn = normalize(-I);

float F, Ktransmit;

float m = roughness;

fresnel( normalize(I), Nn, 1/IOR, F, Ktransmit);

color cook = 0;

floatNdotV = Nn.Vn;

illuminance( P, Nn, PI/2 ){

                //half angle vector

vector Ln = normalize(L);

vector H = normalize(Vn+Ln);

floatNdotH = Nn.H;

floatNdotL = Nn.Ln;

floatVdotH = Vn.H;

float D;

float alpha = acos(NdotH);

                //microfacet distribution

                D = gaussConstant*exp(-(alpha*alpha)/(m*m));

                //geometric attenuation factor

float G = min(1, min((2*NdotH*NdotV/VdotH), (2*NdotH*NdotL/VdotH)));

                //sum contributions

cook += Cl*(F*D*G)/(PI*NdotV);                                  

        }

cook = cook/PI;

Oi = opacity;

Ci = (Kd*diffuseColor*diffuse(Nn)+Ks*specularColor*cook) * Oi;

}

Strauss

Hanya menggunakan warna-warna diffuse untuk mensimulasikan suatu permukaan logam. Surface’s specular dikaitkan dengan parameter smoothness dan “metalness” yang mengontrol warna-warna diffuse berdasarkan specular ratio seperti pemantulan dan highlight.

Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan Strauss shader.

Anisotropic 

Terkadang disebut juga ward. Model shading ini mensimulasikan permukaan glossy dengan menggunakan warna-warna ambient, diffuse, dan glossy. Untuk menciptakan efek “digosok” seperti aluminium yang diamplas, dapat menggunakan orientasi specular color berdasarkan orientasi permukaan objek. Specular dihitung menggunakan koordinat UV.

 Pemantulan, transparansi, refraksi, dan tekstur dapat diterapkan pada objek yang menggunakan anisotropic shader.

Constant

Hanya menggunakan warna-warna diffuse. Ia mengabaikan orientasi permukaan normal. Semua permukaan segitiga objek dianggap memiliki orientasi yang sama dan memiliki jarak yang sama dari cahaya.

Ia menghasilkan suatu objek yang permukaannya tidak ada shading, tampak seperti suatu potongan kertas. Ini berguna jika kita ingin menambahkan static blur pada suatu objek sehingga tidak ada cahaya specular atau ambient. Ia juga mendukung tekstur sebab tidak ada atribut yang mengganggu definisi tekstur.

Model shading Blinn–Phong (disebut juga model pemantulan Blinn–Phong atau model pemantulan Phong termodifikasi) merupakan suatu modifikasi dari model pemantulan Phong yang dikembangkan oleh Jim Blinn. 

Blinn-Phong merupakan model shading default yang digunakan di OpenGL dan Direct3D fixed-function pipeline (sebelum Direct 3D 10 dan OpenGL 3.1), serta digunakan pada setiap vertex selagi ia melewati pipa grafis; nilai piksel antara diantara vertice diinterpolasikan oleh Gouraud shading by default, daripada menggunakan Phong shading yang lebih mahal.

Dalam Phong shading, secara kontinu harus menghitung ulang produk skalar diantara viewer (V) dan sinar dari sumber cahaya (L) reflected (R) pada suatu permukaan.

Jika kita menghitung halfway vector antara vector viewer dan sumber cahaya,

Kita dapat mengganti  dengan  dimana  adalah permukaan normal yang telah dinormalisasikan. Pada persamaan di atas,  dan  adalah vector yang telah dinormalisasikan, dan  adalah solusi terhadap persamaan  dimana adalah matriks Householder yang merefleksikan suatu titik di hyperplane yang memiliki origin dan memiliki  normal.

Produk dot ini merepresentasikan cosinus dari suatu sudut yang merupakan setengah dari sudut yang direpresentasikan oleh produk dot Phong jika V, L, N, dan R semuanya berada di bidang datar yang sama. Relasi antara sudut-sudut tersebut diperkirakan benar jika vektor-vektor tidak berada di bidang datar yang sama, terutama ketika sudut-sudutnya kecil. Oleh karena itu, sudut antara N dan H terkadang disebut halfway angle.

Dengan pertimbangan bahwa sudut antara halfway vector dan permukaan normal kemungkinan lebih kecil daripada sudut antara R dan V yang digunakan dalam model Phong (kecuali permukaan ditampilkan dari sudut yang sangat curam atau bersudut besar) dan karena Phong menggunakan  eksponen ditetapkan  seperti  yang lebih mendekati expression sebelumnya.

Untuk permukaan front-lit (pemantulan specular pada permukaan berhadapan dengan viewer),  akan menghasilkan specular highlight yang sangat dekat kecocokannya dengan pemantulan Phong. Namun demikian, di saat pemantulan Phong selalu bulat untuk permukaan datar, pemantulan Blinn-Phong menjadi elips ketika permukaan dilihat dari sudut yang curam. Ini dapat dibandingkan terhadap kasus dimana matahari dipantulkan di permukaan laut yang dekat dengan horizon atau ketika lampu lalu lintas yang sangat jauh dipantulkan di trotoar yang basah dimana pantulannya akan selalu tersebar lebih vertikal daripada horizontal.

Walaupun model Blinn-Phong menyerupai model Phong, ia menghasilkan model yang lebih akurat secara empiris dari fungsi bidirectional reflectance distribution. (lihat: Experimental Validation of Analytical BRDF Models, Siggraph 2004).

Dalam banyak kasus, model pelukisan ini kurang efisien dibandingkan Phong shading karena ada perhitungan kuadrat dan akar. Jika model Phong original hanya memerlukan pemantulan vektor yang simple, bentuk modifikasi ini memerlukan lebih banyak perhitungan. Namun demikian, karena banyak CPU dan GPU sudah memiliki fungsi kuadrat dan akar yang lebih akurat (sebagai fitur standar), serta instruksi lain yang dapat mempercepat proses pelukisan, masalah waktu sudah tidak terlalu dipermasalahkan lagi.

Model Blinn-Phong akan lebih cepat digunakan dalam kasus dimana viewer dan cahaya tidak memiliki keterbatasan. Ini adalah contoh kasus untuk directional light. Dalam kasus ini, half-angle vector bebas berada di posisi dan permukaan apapun. Vektor dapat dihitung satu kali untuk setiap cahaya, kemudian digunakan untuk keseluruhan frame atau ketika cahaya dan sudut pandang relatif tetap berada di posisi yang sama. Hal ini tidak berlaku bagi vektor cahaya dipantulkan pada model Phong dimana ia vektor bergantung pada rata tidaknya permukaan dan harus dihitung ulang untuk setiap piksel gambar (atau untuk setiap vertex model dalam kasus pencahayaan vertex).

Pada kasus dimana cahaya terbatas, misalnya ketika menggunakan point light, model Phong original akan lebih cepat digunakan.

Sampel di bawah ini dalam High Level Shader Language merupakan suatu metode penentuan cahaya diffuse dan specular dari suatu point light. Struktur cahaya, posisi dalam ruang pada suatu permukaan, tampilan arah vektor dan permukaan normal merupakan faktor penentu.

A Lighting structure is returned;

struct Lighting

{

float3 Diffuse;

float3 Specular;

};

structPointLight

{

float3 position;

float3diffuseColor;

floatdiffusePower;

float3specularColor;

floatspecularPower;

};

Lighting GetPointLight(PointLight light, float3 pos3D, float3 viewDir, float3 normal )

{

        Lighting OUT;

if(light.diffusePower>0)

{

float3lightDir=light.position- pos3D;//3D position in space of the surface

float distance = length(lightDir);

lightDir=lightDir/ distance;// = normalize( lightDir );

distance= distance * distance;//This line may be optimised using Inverse square root

//Intensity of the diffuse light. Saturate to keep within the 0-1 range.

floatNdotL= dot( normal,lightDir);

float intensity = saturate(NdotL);

// Calculate the diffuse light factoring in light color, power and the attenuation

OUT.Diffuse= intensity *light.diffuseColor*light.diffusePower/ distance;

//Calculate the half vector between the light vector and the view vector.

//This is faster than calculating the actual reflective vector.

float3 H = normalize(lightDir+viewDir);

//Intensity of the specular light

floatNdotH= dot( normal, H );

intensity=pow( saturate(NdotH),specularHardness);

//Sum up the specular light factoring

OUT.Specular= intensity *light.specularColor*light.specularPower/ distance;

}

return OUT;

}

BAB 3

APLIKASI YANG MENDUKUNG SHADING MODELLING

Model 3D adalah salah satu blok bangunan penting dari komputer grafis 3D. Tanpa mereka tidak akan ada  komputer animasi-tidak ada Toy Story, tidak ada Wall-E, tidak ada ogre hijau besar. Tidak akan ada game 3D, yang berarti kita tidak pernah untuk mengeksplorasi Hyrule di Ocarina of Time, dan Master Chief tidak pernah pada Halo. Tidak akan ada film Transformers (setidaknya cara kita tahu mereka hari ini), dan iklan mobil tidak mungkin melihat hal seperti ini satu. Setiap objek, karakter, dan lingkungan dalam setiap film animasi komputer atau video game 3D terdiri dari model 3D. Jadi ya, mereka cukup penting dalam dunia CG.

Apa itu Model 3D?

Model 3D adalah perwakilan dari setiap objek tiga dimensi (nyata atau bayangan) dalam lingkungan perangkat lunak 3D. Tidak seperti gambar 2D, model 3D dapat dilihat di suite perangkat lunak khusus dari sudut manapun, dan dapat ditingkatkan, diputar, atau secara bebas dimodifikasi. Proses menciptakan dan membentuk model 3D dikenal sebagai pemodelan 3d.

Jenis Model 3D

Ada dua jenis utama dari model 3D yang digunakan dalam film & industri game, perbedaan yang paling jelas berada di jalan mereka diciptakan dan dimanipulasi (ada perbedaan dalam matematika yang mendasari juga, tapi itu kurang penting sampai akhir -pengguna).

NURBS Surface

NURBS Surface: A Non-seragam rasional B-spline, atau NURBS Surface adalah model permukaan halus yang diciptakan melalui penggunaan kurva Bezier (seperti versi 3D dari alat pena MS Paint). Untuk membentuk permukaan NURBS, artis menarik dua atau lebih kurva dalam ruang 3D, yang dapat dimanipulasi dengan menggerakkan menangani disebut kontrol vektor (CV) sepanjang sumbu x, y, atau z

Aplikasi perangkat lunak interpolates ruang antara kurva dan menciptakan mesh halus antara mereka. NURBS Surface memiliki tingkat tertinggi presisi matematis, dan karena itu paling sering digunakan dalam pemodelan untuk rekayasa dan desain otomotif.

Polygonal Model

Polygonal Model: model Polygonal atau "(Meshes)/jerat"  mereka sering disebut, adalah bentuk paling umum dari model 3D ditemukan dalam animasi, film, dan industri game, dan mereka akan menjadi jenis yang kita akan berfokus pada untuk sisa artikel.

Model Polygonal sangat mirip dengan bentuk geometris Anda mungkin pelajari di sekolah menengah. Sama seperti sebuah kubus geometris dasar, model poligonal 3D terdiri dari wajah, tepi, dan simpul.

Bahkan, model 3D yang paling kompleks mulai sebagai bentuk geometris sederhana, seperti kubus, bola, atau silinder. Bentuk-bentuk 3D dasar disebut primitif objek. Primitif yang kemudian dapat dimodelkan, berbentuk, dan dimanipulasi menjadi apa pun objek artis sedang mencoba untuk membuat (sebanyak yang kita ingin masuk ke detail, kita akan membahas proses pemodelan 3D dalam sebuah artikel terpisah).

Komponen dari model poligonal:

Faces: Karakteristik nyata dari model poligonal adalah bahwa (tidak seperti NURBS Surface) adalah jerat poligonal segi, yang berarti permukaan model 3D terdiri dari ratusan atau ribuan wajah geometris. Pada pemodelan baik, poligons baik persegi empat (quad-norma dalam karakter / model organik) atau tiga sisi (tris-lebih sering digunakan dalam pemodelan game). Pemodel baik berusaha untuk efisiensi dan organisasi, mencoba untuk tetap dianggap poligon serendah mungkin untuk bentuk yang diinginkan.

Jumlah poligon dalam mesh, disebut-poli-count, sementara kepadatan poligon disebut resolusi. Model 3D terbaik memiliki resolusi tinggi lebih detil adalah dibutuhkan-seperti tangan karakter atau wajah, dan resolusi rendah di daerah rinci rendah mesh. Biasanya, semakin tinggi resolusi keseluruhan model, halus itu akan muncul dalam render akhir. Jerat resolusi yang lebih rendah terlihat berbentuk kotak (ingat 64 Mario?).

Edge: Edge adalah setiap titik pada permukaan model 3D di mana dua wajah poligonal bertemu.

vertices/Simpul: Titik perpotongan antara tiga atau lebih ujung disebut verteks (gb. simpul). Manipulasi simpul pada x, y, dan z-sumbu (sayang disebut sebagai "mendorong dan menarik verts") adalah teknik yang paling umum untuk membentuk mesh poligonal menjadi bentuk akhir itu dalam paket pemodelan tradisional seperti Maya, 3ds Max, dll . (Teknik sangat, sangat berbeda dalam aplikasi mematung seperti ZBrush atau Mudbox.)

Ada satu komponen yang lebih dari model 3D yang perlu ditangani:

Tekstur dan Shaders:

Tanpa tekstur dan shader, model 3D tidak akan terlihat menarik. Bahkan, Anda tidak akan dapat melihatnya sama sekali. Meskipun tekstur dan shader tidak ada yang melakukan dengan bentuk keseluruhan model 3D, mereka memiliki segala sesuatu yang berkaitan dengan tampilan visual itu.

Shaders: shader adalah satu set instruksi diterapkan pada model 3D yang memungkinkan komputer tahu bagaimana harus ditampilkan. Meskipun jaringan shading dapat dikodekan secara manual, paket perangkat lunak yang paling 3D memiliki alat yang memungkinkan seniman untuk men-tweak parameter shader dengan sangat mudah. Menggunakan alat ini, seniman dapat mengendalikan cara permukaan model berinteraksi dengan cahaya, termasuk opacity, reflektifitas, sorot specular (kilau), dan puluhan lainnya.

Tekstur: Tekstur juga berkontribusi besar terhadap tampilan visual model. Textures dua file gambar dimensi yang dapat dipetakan ke permukaan 3D model melalui proses yang dikenal sebagai pemetaan tekstur. Textures dapat berkisar dari yang sederhana dalam kompleksitas tekstur warna datar hingga detail permukaan benar-benar realistis.

Texturing dan shading merupakan aspek penting dari pipa grafis komputer, dan menjadi pandai menulis shader-jaringan atau mengembangkan peta tekstur adalah khusus di dalamnya benar sendiri. Tekstur dan shader seniman hanya sebagai instrumen dalam keseluruhan tampilan film atau gambar sebagai pemodel atau animator.

3.1 PENGENALAN BLENDER DAN 3DMAX

Blender 3D yang merupakan software gratis dan open source ini merupakan open source 3D paling populer di dunia. Fitur Blender 3D tidak kalah dengan software 3D berharga mahal seperti 3D studio max, maya maupun XSI. Dengan Blender 3D anda bisa membuat objek 3D animasi, media 3D interaktif, model dan bentuk 3D profesional, membuat objek game dan masih banyak lagi kreasi 3D lainnya. Blender 3D memberikan fitur – fitur utama sebagai berikut : 1. interface yang user friendly dan tertata rapi. 2. tool untuk membuat objek 3D yang lengkap meliputi modeling, UV mapping, texturing, rigging, skinning, animasi, particle dan simulasi lainnya, scripting, rendering, compositing, post production dan game creation. 3. Cross Platform, dengan uniform GUI dan mendukung semua platform. Blender 3D bisa anda gunakan untuk semua versi windows, Linux, OS X, FreeBSD, Irix, Sun dan sistem operasi yang lainnya. 4. Kualitas arsitektur 3D yang berkualitas tinggi dan bisa dikerjakan dengan lebih cepat dan efisien. 5. Dukungan yang aktif melalui forum dan komunitas 6. File Berukuran kecil.Blender adalah perangkat lunak untuk grafis 3 dimensi yang gratis dan populer di kalangan desainer.

(Perangkat lunak adalah istilah umum untuk data yang diformat dan disimpan secara digital, termasuk program komputer, dokumentasinya, dan berbagai informasi yang bisa dibaca dan ditulis oleh komputer. Dengan kata lain, bagiansistem komputer yang tidak berwujud. Istilah ini menonjolkan perbedaan dengan perangkat keras computer).

grafis 3 dimensi (3 dimensi atau biasa disingkat 3D atau disebut ruang, adalah bentuk dari benda yang memilik ipanjang, lebar, dan tinggi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni, animasi, komputer dan matematika. Sistem koordinat Kartesian 3 dimensi: sumbu X, Y, dan Z)

Blender dapat digunakan untuk membuat animasi 3 dimensi. 

(Animasi, atau lebih akrab disebut dengan film animasi, adalah film yang merupakan hasil dari pengolahan gambar tangan sehingga menjadi gambar yang bergerak. Pada awal penemuannya, film animasi dibuat dari berlembar-lembar kertas gambar yang kemudian di-"putar" sehingga muncul efek gambar bergerak. Dengan bantuan komputer dan grafika komputer, pembuatan film animasi menjadi sangat mudah dan cepat. Bahkan akhir-akhir ini lebih banyak bermunculan film animasi 3 dimensi daripada film animasi 2 dimensi.) 

Software  pengembangan  animasi  dimensi  tiga  merupakan  software  yang banyak  digunakan  oleh  para  praktisi  dalam  bisnis  periklanan.  Software  ini  banyak ragamnya, sesuai dengan keterserdiaan fasiltas yang disediakan untuk memudahkan pengguna. Discreet  3DS Max merupakan  software dimensi  tiga yang  dapat  membuat  objek  dimensi  tiga  tampak  realistis.  Keunggulan  yang dimiliki  adalah  kemampuannya  dalam  menggabungkan  objek  image,  vektor dan  tiga  dimensi,  serta  langsung  dapat  menganimasikan  objek  tersebut. Animasi dimensi  tiga dapat  diintegrasikan pada halaman multimedia dan bisa  berdiri sendiri sebagai sebuah movie.

Kemajuan dunia grafik khususnya animasi 3d telah berkembang dengan sangat pesat. Telah banyak kemudahan-kemudahan dan feature-feature baru yang dikeluarkan oleh pihak vendor dalam upaya untuk semakin memikat konsumen/user dengan produk mereka. Ini tentunya menjadi nilai tambah bagi para konsumen dalam mengekplorasi ide kreatifitas dalam berkarya. Hal ini tentunya harus menjadi motivasi bagi siswa selaku insan yang bergelut dalam bidang multimedia untuk lebih serius dan tekun dalam mempelajari penggunaan software animasi 3d multimedia ini.

Buku panduan ini disusun  dari berbagai macam sumber untuk mempermudah siswa dalam mempelajari dan mengaplikasikan konsep animasi dan pemodelan 3D dengan menggunakan Software 3ds max. Bahasan dalam buku panduan ini mencakup dasar-dasar modeling dan animasi 3 dimensi yang sederhana sebagai dasar bagi siswa untuk dapat melatih diri dalam mengeksplorasi ide dan kreatifitas mereka

3.2 SEJARAH BLENDER DAN 3DMAX

Pada tahun 1988 Ton Roosendaal mendanai perusahaan yang bergerak dibidang animasi yang dinamakan NeoGeo. NeoGeo adalah berkembang pesat sehingga menjadi perusahaan animasi terbesar di Belanda dan salah satu perusahaan animasi terdepan di Eropa. Ton Roosendaal selain bertanggung jawab sebagai art director juga bertanggung jawab atas pengembangan software internal.

Pada tahun 1995 muncullah sebuah software yang pada akhirnya dinamakan Blender. Setelah diamati ternyata Blender memiliki potensi untuk digunakan oleh artis –artis diluar NeoGeo. Lalu pada tahun 1998 Ton mendirikan perusahaan yang bernama Not a Number (NaN) Untuk mengembangkan dan memasarkan Blender lebih jauh. Cita – cita NaN adalah untuk menciptakan sebuah software animasi 3D yang padat, cross platform yang gratis dan dapat digunakan oleh masyarakat computer yang umum.

Sayangnya ambisi NaN tidak sesuai dengan kenyataan pasar saat itu. Tahun 2001 NaN dibentuk ulang menjadi perusahaan yang lebih kecil NaN lalu meluncurkan software komersial pertamanya, Blender Publisher. Sasaran pasar software ini adalah untuk web 3D interaktif. Angka penjualan yang rendah dan iklim ekonomi yang tidak menguntungkan saat itu mengakibatkan NaN ditutup. Punutupan ini termasuk penghentian terhadap pengembangan Blender.

Karena tidak ingin Blender hilang ditelan waktu begitu saja, Ton Roosendaal mendirikan organisasi non profit yang bernama Blender Foundation. Tujuan utama Blender Foundation adalah tersu mempromosikan dan mengembangkan Blender sebagai proyek open source. Pada tahun 2002 Blender dirilis ulang dibawah syarat – syarat GNU General Public License..

Produk asli 3D Studio diciptakan untuk platform DOS oleh Grup Yost dan diterbitkan oleh Autodesk. Setelah 3D Studio DOS Release 4, produk tersebut ditulis ulang untuk platform Windows NT, dan berganti nama menjadi "3D Studio MAX." Versi ini juga awalnya diciptakan oleh Grup Yost. Album ini dirilis oleh Kinetix, yang pada saat itu divisi Autodesk media dan hiburan. Autodesk membeli produk ini di tanda rilis kedua versi 3D Studio MAX dan pengembangan diinternalisasi seluruhnya selama dua rilis berikutnya. Kemudian, nama produk diubah menjadi "3ds max" (semua huruf kecil) untuk lebih sesuai dengan konvensi penamaan Discreet perusahaan, sebuah perangkat lunak berbasis di Montreal yang telah dibeli Autodesk. Pada rilis 8, produk tersebut lagi dicap dengan logo Autodesk, dan namanya kembali diubah menjadi "3ds Max" (atas dan huruf kecil). Pada rilis 2009, nama produk diubah menjadi "Autodesk 3ds Max".

3.3 FITUR-FITUR BLENDER DAN 3DMAX

Blender memiliki fitur sama kuat mengatur dalam lingkup dan kedalaman ke ujung lain tinggi 3D software seperti Softimage | XSI, Cinema 4D, 3ds Max dan Maya.
Perangkat lunak ini berisi fitur yang merupakan ciri khas dari model perangkat lunak high-end. Ini adalah Open Source yang paling populer grafis 3D aplikasi yang tersedia, dan merupakan salah satu yang paling didownload dengan lebih dari 200.000 download dari rilis masing-masing.

Fitur termasuk:

• Model: Obyek 3D tipe, termasuk jerat poligon, permukaan NURBS, Bezier dan kurva B-spline; multiresolusi patung kemampuan; Modifier stack deformers; model Mesh; Python Scripting
• Rigging: Skeleton kode ciptaan; Skinning; lapisan Bone; B-splines interpolated tulang
• Animasi: animasi editor non-linear; Vertex framing kunci untuk morphing, animasi Karakter berpose editor; deformers animasi, pemutaran Audio; sistem kendala animasi
• Rendering: raytracer inbuilt; oversampling, blor gerak, efek pasca produksi, ladang, non-square pixel, lapisan Render dan melewati; Render baking ke peta UV, Efek termasuk halo, suar lensa, kabut, vektor motion-blur proses pasca- , dan proses pasca-defocus; Ekspor naskah untuk penyaji eksternal
• UV unwrapping: Laurent dan metode Berdasarkan Sudut unwrapping; unwreapping berdasarkan jahitan; falloff proporsional mengedit peta UV
• Shading: membaur dan shader specular; Node editor; hamburan Bawah, shading Tangent; peta Refleksi
• Fisika dan Partikel: sistem Partikel dapat dilampirkan ke mesh objek; simulator Fluida; solver Realtime tubuh lembut
• Imaging dan Komposisi: multilayer OpenEXR dukungan; filter node komposit, konverter, warna dan operator vektor; 8 mendukung prosesor; sequencer realtime dekat; Bentuk gelombang dan U / V menyebar plits
• Realtime 3D/Game Penciptaan: editor grafis logika; Bullet Fisika dukungan Perpustakaan; jenis Shape: polyhedron Convex, kotak, bola, kerucut, silinder, kapsul, majemuk, dan mesh segitiga statis dengan mode auto penonaktifan; tabrakan Diskrit; Dukungan untuk kendaraan dinamika; Mendukung semua modus pencahayaan OpenGL; Python scripting; Audio
• Lintas Platfrom dengan GUI OpenGL seragam pada semua Platfrom ,siap untuk digunakan untuk semua versi windows (98, NT, 2000, XP), Linux,OS X , FreeBSD, Irix, SUN dan berbagai Sistem Oprasi lainnya .
• Kualitas tinggi arsitektur 3D yeng memungkinkan penciptaan cepat dan efisiens .
• Lebih dari 200.000 download (pengguna) dari seluruh dunia
• Diekseskusi berukuran kecil, dan distribusi rendah

Area kerja 3DS max

1.       Menu, berisi berbagai macam perintah dan fasilitas untuk memodifikasi model atau animasi yang kita buat. Prinsipnya hampir sama dengan menu-menu yang ada pada software pada umumnya.

2.       Tool Reactor,  berisi tool-tool yang dapat digunakan untuk memasukan objek menjadi koleksi reactor.  Atau dengan cara lain juga kita dapat lakukan dengan menekan Create > Helpers > reactor

3.       Command Panel, berisi perintah- perintah atau parameter-parameter yang berkaitan dengan objek yang kita buat. Misalnya untuk menentukan banyaknya segmen yang ada dalam suatu objek, density, massa, efek gravitasi, dan banyak lagi yang lainnya. Dalam buku panduan ini, untuk memodifikasi atau menampilkan Command Panel yang berada di bawah  biasa disebut rollout. Jadi nanti kita tidak lagi bingung dengan istilah rollout.

4.       Viewport, merupakan  area atau layar tempat kita mengerjakan animasi. Terdapat enam sudut pandang dalam animasi tiga dimensi, yaitu atas, bawah, kiri, kanan, depan dan belakang. Berdasarkan sudut pandang tersebut, dalam 3ds max terdapat 8 sudut pandang viewport, yaitu top, bottom, left, right, front, back, perspectift dan user.  Viewport yang aktif ditunjukkan dengan warna kuning di pinggir viewport tersebut. Berikut adalah gambar tampilan viewport dalam 3ds max.

5.       Main toolbar, dalam 3ds max terdapat tool yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan dalam memanipulasi objek yang kita buat. Terdapat beberapa main toolbar standar seperti tampak pada gambar di bawah ini :

Fitur-fitur 3DMAX :

a.      Undo berfungsi sebagai history pallete atau untukl kembali ke perintah sebelumnya.

b.      Redo merupakan kebalikan dari undo

c.       Select and link berfungsi untuk menghubungkan satu objek dengan objek yang lain sehingga ada sutu ikatan antara objek tersebut.

d.      Unlink selection merupakan kebalikan dari link yaitu untuk memutuskan ikatan atau hubungan tersebut.

e.       Bind to space warp merupakan fasilitas yang digunakan untuk menghubungkan suatu objek dengan efek tertentu, misalnya kita akan menghubungkan objek pale dengan efek air (Water).

f.       Selection filter merupakan fasilitas yang dapat digunakan untuk menyaring objek apa yang akan dipilih.

g.      Select object digukanan untuk memilih atau menyeleksi objek.

h.      Select by name digunakan untuk memilih objek berdasarkan nama object tersebut.

i.        Select and move digunakan untuk memilih dan memindahkan posisi objek.

j.        Select and rotate digunakan untuk memilih dan memutarkan objek yang kita pilih tersebut.

k.      Select and scale digunakan untuk memilih dan mengubah ukuran objek

l.        Use center flyout digunakan untuk menentukan coordinate system yang akan mempengaruhi proses transformasi.

m.    Mirror digunakan untuk menggandakan atau mencerminkan objek

n.      Layer manager digunakan untuk mengatur layer

o.      Curve editor digunakan untuk mengatur kurva dari objek yang kita buat

p.      Material editor merupakan fasilitas untuk memberi material atau teksture pada objek yang kita buat

q.      Render scene dialog digunkan untuk merender animasi atau model pada scene terpilih.

Time Slider dan tool-tool untuk navigasi

Selain terdapat main tool yang dapat mambantu kerja kita dalam viewport terdapat juga beberapa bagian lain yang terdapat dalam scene 3ds max yang perlu kita ketahui, yaitu :

Time Slider

Prinsipnya sama dengan Timeline yang berada pada software pembuat animasi yang lain, yaitu untuk mengatur posisi objek dalam selang waktu tertentu yang ditunjukkan oleh keyframe. Bisa juga kita  fahami fungsinya untuk melakukan perubahan animasi pada suatu objek.

3.4 Kelebihan Blender dan 3DMAX

Blender adalah salah satu software open source yang digunakan untuk membuat konten multimedia khusunya 3Dimensi, ada kelemahan dan beberapa kelebihan yang dimiliki Blender dibandingkan software sejenis. Berikut kelebihannya :

• Open Source

Blender merupakan salah satu software open source, dimana kita bisa bebas memodifikasi source codenya untuk keperluan pribadi maupun komersial, asal tidak melanggar GNU General Public License yang digunakan Blender.

• Multi Platform

Karena sifatnya yang open source, Blender tersedia untuk berbagai macam operasi sistem seperti Linux, Mac dan Windows. Sehingga file yang dibuat menggunakan Blender versi Linux tak akan berubah ketika dibuka di Blender versi Mac maupun Windows.

• Update

Dengan status yang Open Source, Blender bisa dikembangkan oleh siapapun. Sehingga update software ini jauh lebih cepat dibandingkan software sejenis lainnya. Bahkan dalam hitungan jam, terkadang software ini sudah ada update annya. Update an tersebut tak tersedia di situs resmi blender.org melainkan di graphicall.org

• Free

Blender merupakan sebuah software yang Gratis Blender gratis bukan karena tidak laku, melainkan karena luar biasanya fitur yang mungkin tak dapat dibeli dengan uang, selain itu dengan digratiskannya software ini, siapapun bisa berpartisipasi dalam mengembangkannya untuk menjadi lebih baik. Gratisnya Blender mendunia bukan seperti 3DMAX/ Lainnya yang di Indonesia Gratis membajak :p. Tak perlu membayar untuk mendapatkan cap LEGAL. Karena Blender GRATIS dan LEGAL

• Lengkap

Blender memiliki fitur yang lebih lengkap dari software 3D lainnya.  Coba cari software 3D selain Blender yang di dalamnya tersedia fitur Video editing, Game Engine, Node Compositing, Sculpting. Bukan plugin lho ya, tapi sudah include atau di bundling seperti Blender.

• Ringan

Blender relatif ringan jika dibandingkan software sejenis. Hal ini terbuti dengan sistem minimal untuk menjalankan Blender. Hanya dengan RAM 512 dan prosesor Pentium 4 / sepantaran dan VGA on board, Blender sudah dapat berjalan dengan baik namun tidak bisa digunakan secara maksimal. Misal untuk membuat highpolly akan sedikit lebih lambat.

• Komunitas Terbuka

Tidak perlu membayar untuk bergabung dengan komunitas Blender yang sudah tersebar di dunia. Dari yang newbie sampai yang sudah advance terbuka untuk menerima masukan dari siapapun, selain itu mereka juga saling berbagi tutorial dan file secara terbuka. Salah satu contoh nyatanya adalah OPEN MOVIE garapan Blender Institute

Tampilan Awal Pada Blender

Tampilan Blender

           MAXScript adalah built-in bahasa scripting yang dapat digunakan untuk mengotomatisasi tugas yang berulang, menggabungkan fungsi yang ada dengan cara baru, mengembangkan alat baru dan user interface, dan banyak lagi. Modul plugin dapat dibuat sepenuhnya dalam MAXScript.

Karakter Studio

Karakter Studio adalah sebuah plugin yang sejak versi 4 Max sekarang terintegrasi dalam 3D Studio Max, membantu pengguna untuk menghidupkan karakter virtual. Sistem ini bekerja dengan menggunakan rig karakter atau "Biped" kerangka pengaturan yang memiliki saham yang dapat dimodifikasi dan disesuaikan dengan jerat karakter bugar dan kebutuhan animasi. Alat ini juga termasuk alat editing yang kuat untuk IK / FK switching, Pose manipulasi, Layers dan workflow keyframing, dan berbagi data di seluruh animasi kerangka Biped berbeda. Ini "Biped" objek memiliki fitur berguna lainnya yang membantu mempercepat produksi siklus berjalan dan jalur gerakan, serta gerakan sekunder.

Adegan Explorer

Adegan Explorer, sebuah tool yang menyediakan tampilan hierarkis adegan data dan analisis, memfasilitasi bekerja dengan adegan yang lebih kompleks. Explorer adegan memiliki kemampuan untuk menyortir, menyaring, dan pencarian adegan oleh setiap jenis objek atau properti (termasuk metadata). Ditambahkan dalam 3ds Max 2008, itu adalah komponen pertama untuk memfasilitasi. Kode dikelola NET dalam 3ds Max luar MAXScript.
DWG Impor 3ds Max mendukung impor dan menghubungkan file DWG.

Peningkatan manajemen memori dalam 3ds Max 2008 memungkinkan adegan yang lebih besar harus diimpor dengan beberapa objek.

Tekstur Penugasan / Edit

3ds Max menawarkan operasi untuk tekstur kreatif dan pemetaan planar, termasuk ubin, mirroring, decals, sudut, memutar, blur, UV peregangan, dan relaksasi; Hapus Distorsi; Pertahankan UV, dan ekspor Template gambar UV. Alur kerja tekstur mencakup kemampuan untuk menggabungkan yang tidak terbatas jumlah tekstur, browser bahan / peta dengan dukungan untuk drag-and-drop tugas, dan hirarki dengan thumbnail. Fitur alur kerja UV termasuk pemetaan Pelt, yang mendefinisikan lapisan adat dan memungkinkan pengguna untuk terungkap Uvs menurut orang-orang lapisan; copy / paste bahan, peta dan warna, dan akses ke jenis pemetaan cepat (kotak, silinder, bola).

Umum keyframing

Dua keying mode - set kunci dan kunci otomatis - menawarkan dukungan untuk workflow keyframing berbeda. Cepat dan kontrol intuitif untuk keyframing - termasuk potong, salin, dan paste - membiarkan pengguna membuat animasi dengan mudah. Lintasan Animasi dapat dilihat dan diedit langsung di viewport.

Dibatasi Animasi

Objek dapat animasi sepanjang kurva dengan kontrol untuk penyelarasan, perbankan, kecepatan, kelancaran, dan perulangan, dan sepanjang permukaan dengan kontrol untuk penyelarasan. Berat jalur yang dikendalikan animasi antara kurva ganda, dan menghidupkan berat. Objek dapat dibatasi untuk menghidupkan dengan obyek lain dengan berbagai cara - termasuk melihat, orientasi dalam ruang koordinat yang berbeda, dan menghubungkan di berbagai titik dalam waktu. Kendala ini juga mendukung animasi pembobotan antara lebih dari satu sasaran. Semua animasi dibatasi dihasilkan dapat jatuh ke keyframes standar untuk pengeditan lebih lanjut.
Skinning

Entah Kulit atau pengubah Physique dapat digunakan untuk mencapai kontrol tepat deformasi tulang, sehingga karakter deformasi lancar sebagai sendi yang bergerak, bahkan di daerah yang paling menantang, seperti bahu. Kulit deformasi dapat dikendalikan dengan menggunakan beban puncak langsung, volume simpul didefinisikan oleh amplop, atau keduanya.

Kemampuan seperti tabel berat, bobot paintable, dan tabungan dan pemuatan bobot menawarkan mudah mengedit dan kedekatan berbasis transfer antara model, menyediakan akurasi dan fleksibilitas yang dibutuhkan untuk karakter rumit.

Opsi mengikat kaku menguliti berguna untuk menghidupkan rendah poligon model atau sebagai alat diagnostik untuk animasi kerangka biasa. Pengubah tambahan, seperti Kulit Bungkus dan Kulit Morph, dapat digunakan untuk menggerakkan jerat dengan jerat lainnya dan membuat penyesuaian bobot yang ditargetkan di daerah sulit.

Kerangka dan Invers Kinematika(IK)

Karakter bisa dicurangi dengan kerangka kustom menggunakan 3ds Max tulang, pemecah IK, dan alat rigging didukung oleh Data Motion Capture. Alat animasi Semua - termasuk ekspresi, script, daftar controller, dan kabel - dapat digunakan bersama dengan satu set utilitas khusus untuk tulang untuk membangun rig struktur apapun dan dengan kontrol kustom, sehingga animator hanya melihat UI yang diperlukan untuk mendapatkan karakter mereka animasi .
Empat plug-in kapal pemecah IK dengan 3ds Max: sejarah-independen solver, sejarah tergantung solver, pemecah anggota tubuh, dan spline IK solver. Ini pemecah kuat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk membuat animasi berkualitas tinggi karakter. Pemecah sejarah-independen memberikan campuran halus antara animasi IK dan FK dan menggunakan sudut lebih suka memberi animator kontrol lebih besar atas posisi tulang yang terkena.
Pemecah sejarah yang bergantung bisa menyelesaikan dalam batas bersama dan digunakan untuk mesin seperti animasi. Ekstremitas IK adalah pemecah dua-tulang ringan, dioptimalkan untuk real-time interaktivitas, ideal untuk bekerja dengan karakter lengan atau kaki. Spline IK solver menyediakan sistem animasi yang fleksibel dengan node yang dapat dipindahkan di mana saja dalam ruang 3D. Hal ini memungkinkan untuk animasi efisien rantai tulang, seperti tulang belakang karakter atau ekor, dan termasuk mudah digunakan twist dan kontrol roll.

Integrated Cloth Solver

Selain pengubah kain reaktor, 3ds Max software memiliki mesin kain-simulasi terpadu yang memungkinkan pengguna untuk mengubah hampir semua objek 3D ke pakaian, pakaian atau membangun dari awal. Tabrakan pemecahan cepat dan akurat bahkan dalam simulasi yang kompleks. (Image.3ds max.jpg)

Simulasi Lokal memungkinkan seniman menggantungkan kain secara real time untuk mendirikan negara pakaian awal sebelum pengaturan kunci animasi.
Kain simulasi dapat digunakan bersama dengan lainnya 3ds Max kekuatan dinamis, seperti Space Warps. Beberapa sistem kain independen dapat animasi dengan obyek mereka sendiri dan kekuatan. Data deformasi Kain dapat di-cache ke hard drive untuk memungkinkan iterasi tak rusak dan untuk meningkatkan kinerja pemutaran.

Integrasi dengan Autodesk Vault

Autodesk Vault plug-in, yang kapal dengan 3ds Max, mengkonsolidasikan pengguna 3ds Max aset dalam satu lokasi, memungkinkan mereka untuk secara otomatis melacak file dan mengelola pekerjaan berlangsung. Pengguna dapat dengan mudah dan aman berbagi, menemukan, dan menggunakan kembali 3ds Max (dan desain) aset dalam produksi skala besar atau lingkungan visualisasi. 

BAB 4

KASUS/CONTOH PEMANFAATAN TERSEBUT UNTUK KONSEP SHADING MODELLING

Goraud Shading

     Grafik 3-D, sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.

     Pada grafik 3D, poligon yang membentuk citra perlu diwarnai sehingga terlihat dengan baik. Gouraud shading adalah salah satu proses yang menggunakan algoritma tertentu untuk membuat gradasi warna. Pewarnaan (shading) ini dapat digunakan pada games.

     Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.  Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Contoh gambar Gouraud Shading:

Flat shading

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

     Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·         Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon

·         Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan

·         Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Contoh gambar Flat Shading:

Secara garis besar perbedaan antara Gouraud shading dengan flat shading adalah seperti gambar dibawah ini :

CEL SHADING

Cel Shading (dalam penjelasan yang paling sederhana) adalah sebuah teknik dalam merender gambar 3D agar hasilnya tampak seperti kartun dengan ciri-ciri adanya outline/garis pinggir dan pencahayaan yang sederhana/kurang realistis.

Cara Pertama:

Pada cara yang pertama, saya akan berusaha menjelaskan bagaimana menghasilkan effect
ini dengan menggunakan program Anim8or. Pagi pengguna program 3D modeller yang lain bisa menyesuaikan. Pertama-tama siapkan sebuah model.

Bila model ini terdiri dari beberapa mesh, sebaiknya semua mesh tersebut di satukan dengan perintah Join Solid (Build > Join Solid). Buat duplikat dari model tersebut dan letakkan duplikatnya pada object yang terpisah. Seterusnya kita akan mengedit model yang kedua

Pilih semua faces/trianggle-nya.

Extrude semua faces/trianglen-ya dengan menggunakan perintah (Extrude Faces
connected) sehingga modelnya akan tampak menggembung. Sebaiknya jangan terlalu
besar saat meng-extrude face-nya agar efek yang dihasilkan juga tidak terlalu tebal.
Perintah Extrude Faces Connected akan membuat object membesar secara proporsional.
Perintah ini sedikit berbeda dengan Scale. Pada perintah Scale, object diperbesar dengan
menggunakan pusat object sebagai pusat scale. Dengan menggunakan Extrude Faces
Connected, tiap object akan di scale dengan menggerakkan tiap vertex searah dengan
arah normalnya.

Untuk melihat perbedaannya, bisa mencoba sendiri kedua perintah diatas.
Setelah itu set materialnya. Untuk menghasilkan effect cel shading kita perlu material
yang bersifat bolak balik. Bagian depan di set transparant, sedangkan bagian belakang di
set dengan warna hitam. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut:
Setelah itu, kita tinggal menggabungkan object pertama dan kedua:
Hasilnya adalah sebuah model dengan outline yang tampak seperti gambar pada game HARVESTMOON 2: SAVE THE HOMELAND

Cara Kedua:

Pada cara kedua, kita akan membuat effect yang sama dengan bahasa pemrograman.
Untuk itu sebaiknya dirimu memiliki dasar pengetahuan tentang pemrograman dan model
3D. Kodenya adalah sebagai berikut. Kode ini ditulis dengan menggunakan Blitz3D. Bisa
mendownload Blitz3D disini.

Code: [Select]

Graphics3D 640,480,16,2

SetBuffer BackBuffer()



camera=CreateCamera()

light=CreateLight()

PositionEntity camera,0,70,-100

TurnEntity camera,10,0,0

CameraClsColor camera,255,255,255



;load model

model=LoadAnimMesh("nana.b3d")

EntityFX model,1



model2=LoadAnimMesh("nana.b3d",model)

EntityFX model2,2

FlipMesh model2

EntityColor model2,0,0,0



Animate model,1

Animate model2,1



;scale model

For count=1 To CountSurfaces(model2)

               surf=GetSurface(model2,count)

               For a=0 To CountVertices(surf)-1

                               xm#=VertexNX(surf,a)*1.5

                               ym#=VertexNY(surf,a)*1.5

                               zm#=VertexNZ(surf,a)*1.5

                               x#=VertexX(surf,a)

                               y#=VertexY(surf,a)

                               z#=VertexZ(surf,a)

                               VertexCoords surf,a,x-xm,y-ym,z-zm

                               VertexColor surf,a,0,0,0

               Next

Next



;render

While Not KeyHit(1)

               Cls

               TurnEntity model,0,1,0

               RenderWorld

               UpdateWorld

               Flip

Wend

End

Penjelasan program.

Program ini terdiri dari 3 bagian: load, fx, dan render
Pada bagian load kita meload 2 buah model yang berasal dari file yang sama. Pada bagian FX, kita mengedit model yang diload kedua. Model ini di edit per vertex.  Prosesnya sama dengan proses yang dilakukan dengan Anim8or, hanya saja disini kita menggunakan code untuk menghasilkan FX secara realtime. Kita membesarkan model sedikit dengan cara menggerakkan tiap vertexnya searah dengan arah normal dari vertex tersebut. Kemudian modelnya dibalik dan diberi warna hitam atau warna yang lainnya

Yang perlu diperhatikan disini adalah kita tidak bisa menzoom modelnya secara langsung. Menzoom model akan menyebabkan model diperbesar relative terhadap origin. Hal ini tidak akan menghasilkan FX yang bagus. Untuk menghasilkan FX seperti cel shade maka tiap vertex harus digerakkan searah dengan arah normal dari vertex tersebut.
Pada bagian render, prosesnya berjalan seperti biasa. Kedua model dianimasikan secara bersama-sama. Model yang kedua akan tampak dari belakang, sehingga warnanya tampak hitam dan karena ukurannya yang sedikit besar maka akan tampak seperti outline.

Bayangan adalah proses penentuan warna dari semua pixel yang menutupi permukaan menggunakan model illuminasi.

Metodenya melliputi :

-       Penentuan permukaan tampak pada setiap pixel

-       Perhitungan normal pada permukaan

-       Mengevaluasi intensitas cahaya dan warna menggunakan model illuminasi.

Jaring poligon secara umum sering digunakan untuk merepresentasikan permukaan yang kompleks. Informasi geometri yang tersedia hanyalah vertice dari polygon. Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien.

Unsur yang mempengaruhi bayangan adalah

1. Normal Vektor

Normal Vector adalah vector yang arahnya tegak lurus pada luasan (face). Normal Vector dapat diperoleh dari perkalian silang (cross-product) dari dua vector yang berada pada face. Besar dari Normal Vector Vector tegantung pada hasil perkalian silangnya.

2. Unit Vektor

Unit Vector adalah vektor yang besarnya adalah satu satuan dan arahnya tergantung arah vektor asalnya. Besar suatu vektor dapat diperoleh dengan Agar vektor v menjadi unit vektor maka semua koefisien (vx,vy,vz)

3. Optical Vektor

Sebuah konsep mengenai pencahayaan yang jatuh pada sebuah benda. Model bayangan dibagi menjadi dua yaitu :

A.    Direct Line

Flat shading

Satu face mempunyai warna yang sama dan flat shading menggunakan model Phong untuk optical view. Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·       Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon.

·       Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan.

·       Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Pemberian bayangan rata ini mengasumsikan bahwa setiap muka polygon dari sebuah objek adalah rata dan semua titik pada permukaan mempunyai jarak yang sama dengan sumber cahaya.

Gouraud shading

Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi. Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Phong shading

Terdapat perbedaan antara phongshading dengan phonglighting. Phonglighting merupakan model empiris untuk menghitung iluminasi pada titik pada permukaan sedangkan Phongshading merupakan interpolasi linear permukaan normal di segi itu, menerapkan model Phonglighting pada setiap pixel. Phong shading mengacu pada seperangkat teknik dalam komputer grafis 3D.Phong shading meliputi model bagi refleksi cahaya dari permukaan dan metode yang

kompatibel memperkirakan pixel warna oleh interpolating permukaan normal dirasterized poligon.

Model refleksi juga mungkin disebut sebagai refleksi Phong model, Phong Phong iluminasi atau encahayaan.Ini mungkin disebut Phong shading dalam konteks pixel shader, atau tempat lain di mana perhitungan pencahayaan dapat disebut sebagai "shading". Metode interpolasi juga mungkin disebut Phong interpolasi, yang biasanya disebut dengan "per-pixel

pencahayaan".Biasanya disebut "pelindung" bila dibandingkan dengan metode interpolasi lain seperti Gouraud pelindung atau flat shading.Refleksi yang Phong model tersebut dapat digunakan bersama dengan salah satu metode interpolasi.

2. Indirect Line

- Ray Tracing

- Radiosity

suatu medium dengan sejumlah diskrit. Masalah sederhana dapat dianalisis dengan  menyebarkan beberapa sinar dengan menggunakan matematika sederhana. Analisis yang lebih detailnya dapat dilakukan dengan menggunakan komputer untuk menyebarkan banyak sinar.

Ray tracing bekerja dengan mengasumsikan bahwa partikel atau gelombang dapat dimodelkan sebagai sejumlah besar berkas sinar yang sangat sempit, dan bahwa ada beberapa sinar yang melewati batas jarak seperti sinar yang bertempat datar. Sinar pelacak akan mepercepat sinar yang melewati jarak ini, dan kemudian menggunakan daerah turunan dari medium untuk menghitung arah sinar baru. Dari lokasi ini, sinar yang baru akan dikirim keluar dan proses akan diulang sampai jalan yang lengkap dihasilkan. Jika simulasinya mencakup benda padat, sinar dapat diuji pada persimpangan dengan setiap langkahnya, melakukan penyesuaian pada arah sinar jika ditemukan adanya suatu tabrakan. Properti lain dari sinar dapat diubah sebagai  pencepatan simulasi juga., seperti intensitas, panjang gelombang, atau polarisasi. Contoh kegunaan Ray Tracing (physics) ada pada sinyal radio, samudra akustik, dan desain optis.

2. Ray Tracing (graphics), yang digunakan untuk generasi gambar 3D.

Dalam grafik komputer, ray tracing adalah teknik untuk menghasilkan sebuah gambar dengan menelusuri jalan cahaya melalui pixel dalam gambar pesawat. Teknik ini mampu menghasilkan tingkat ketajaman gambar yang sangat tinggi – biasanya lebih tinggi dari pada metode tipe scanline rendering, tetapi pada biaya komputasi yang lebih besar. Hal ini membuat ray tracing paling cocok untuk aplikasi di mana gambar dapat di-render perlahan terlebih dahulu, seperti pada gambar diam dan film dan special effects televisi, dan kurang lebih cocok untuk real-time aplikasi seperti game komputer, di mana kecepatan sangat penting. Ray tracing mampu mensimulasikan berbagai efek optis, seperti refleksi dan pembiasan penyebaran, dan aberasi kromatik. Ray tracing telah digunakan dalam lingkungan produksi untuk off-line rendering selama beberapa dekade sekarang – yaitu rendering yang tidak perlu menyelesaikan seluruh adegan dalam waktu kurang dari beberapa milidetik. Tentu saja kita tidak boleh men-generalisasi dan membiarkan pengguna mengetahui bahwa beberapa implementasi raytracer telah mampu menekan tanda “interaktif”. Sekarang juga disebut “real-time ray tracing”, yaitu bidang yang sangat aktif sekarang, karena sudah dianggap sebagai hal yang besar bahwa akselerator 3D perlu dipercepat. Raytracer sungguh menyukai daerah-daerah yang kualitas refleksinya penting. Banyak efek yang tampaknya sulit dicapai dengan teknik lain yang sangat alami menggunakan raytracer : refleksi, pembiasan, kedalaman bidang, tingginya tingkat kualitas bayangan. Tentunya hal tersebut tidak selalu berarti bahwa raytracer cepat.

Terdapat 2 metode pada Ray Tracing yaitu:

1.      Forward Ray Tracing

2.      Backward Ray Tracing

Dalam pemrograman shader terdapat 3 macam standar pencahayaan (ligthing model) yang sering digunakan, yaitu :

1. Ambient Lighting : Merupakan salah satu ligthing model yang digunakan tanpa memperhatikan arah datangnya cahaya / sumber cahaya (light source). Jadi pada Ambient Lighting, permukaan object akan mendapatkan cahaya dari segala arah dengan nilai dan intensitas yang sama.Dimana seluruh permukaan object akan memiliki warna yang sama.
2. Diffuse Lighting : Merupakan lighting model yang memperhatikan arah datangnya cahaya dan akan memantulkan/menyebarkan cahaya ke berbagai arah. Jadi pada Diffuse Lighting, permukaan object yang berhadapan dengan sumber cahaya akan memerima cahaya dan menyebarkannya ke berbagai arah.
3. Specular Lighting : Sama seperti Diffuse Lighting, Specular Lighting merupakan lighting model yang memperhatikan arah datangnya cahaya. Akan tetapi pada Specular Lighting, cahaya yang datang hanya akan dipantulkan pada 1 arah.

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang Diffuse Lighting. Salah metode / teknik yang paling bagus untuk membuat Diffuse Lighting adalah dengan menggunakan metode Lambertian Reflection atau biasa disebut juga dengan Lambert Shading. Secara umum, rumus dari metode Lambert adalah sebagai berikut :

Dimana,

I_D = Intensity Diffuse (Intensitas cahaya dari hasil Diffuse)

L = normalized Light Direction (Vector arah datangnya cahaya / sumber cahaya yang telah dinormalisasi)

N = Normal Vector (Vector yang tegak lurus dengan permukaan object)

(N . L) = perkalian dot product antara Vector Normal dengan Vector Light Direction

C = Color (Warna)

I_L = Instensity Light (Intensitas cahaya)

Light Direction dan Normal Vector

Jadi, lambert shading diperoleh dari perkalian dot product antara vector normal dengan vector light direction.

Selanjutnya, kita akan mengimplementasikannya pada RenderMonkey. Setelah membuka RenderMonkey, kemudian kita tambahkan DirectX Effect dengan cara Effect Group => Effect Group w/ DirectX Effect. Kemudian terlebih dahulu kita ganti model/object sphere menjadi model Teapot dengan cara klik kanan Model pada Effect1 kemudian pilih Change Model => Teapot.3ds, seperti gambar berikut :

Mengubah model menjadi Teapot

Setelah itu, pastikan model yang tampil pada layar anda adalah model teapot bukan lagi sphere, seperti gambar di bawah ini :

Tampilan awal model Teapot

Dikarenakan pada lambert shading kita harus menggunakan Vector Normal, maka untuk mendapatkan Vector Normal dari object dapat dilakukan dengan menambahkan node pada Stream Mapping Node dengan cara double klik pada Stream Mapping atau klik kanan Stream Mapping => Edit. Kemudian klik Add, dan pilih NORMAL, ubah Data Type menjadi FLOAT3, seperti gambar di bawah ini :

Stream Mapping pada RenderMonkey

Stream Mapping Node di atas mendefinisikan informasi apa saja yang bisa kita peroleh dari model dan dapat kita digunakan pada render engine.

Setelah kita mendefiniskan Normal, selanjutnya kita harus mendefinisikan lampu menggunakan Vector Light. Pada pemrograman shader terdapat 3 tipe lampu (sumber cahaya) yang bisa digunakan, diantaranya adalah :

1. Directional Light : Merupakan type lampu (sumber cahaya) yang memiliki komponen warna dan arah, tetapi tidak memiliki komponen posisi. Sehingga intensitas cahaya yang diterima object tidak dipengaruhi oleh jarak antara object dengan sumber cahaya. Akan tetapi hanya dipengaruhi oleh arah dari sumber cahaya.
2. Point Light : Merupakan sumber cahaya yang memiliki komponen warna dan posisi, tetapi tidak memiliki komponen arah. Point Light didefinisikan sebagai sumber cahaya yang memancar dari satu titik dan memancarkan cahaya merata ke segala arah. Intensitas cahaya yang diterima object dari point light akan dipengaruhi oleh posisi dan jarak object dari sumber cahaya.
3. Spot Light : Merupakan sumber cahaya yang memiliki komponen warna, arah dan posisi. Sehingga intensitas cahaya yang diterima object dari selain dipengaruhi arah sumber cahaya juga dipengaruhi oleh jarak object dengan sumber cahaya. Spot Light juga mempunyai efek kerucut dimana intensitas cahaya di tepi kerucut akan lebih kecil dibandingkan dengan pusat kerucut.

3 tipe sumber cahaya : Directional Light, Point Light, dan Spot Light

Pada percobaan kali ini, sumber cahaya yang akan kita gunakan adalah sumber cahaya dengan tipe Directional Light. Untuk membuatnya pada RenderMonkey dilakukan dengan membuat variable float3 dengan cara klik kanan pada Effect1 => Add Variable => Float => Float3. Lalu kita ganti nama variablenya menjadi lightDirection. Karena kita menggunakan Directional Light, maka nilai dari x,y, dan z adalah nilai arah datangnya sumber cahaya. Kita misalkan saja arahnya (0, 0, -1), seperti gambar berikut :

Menambahkan Directional Light pada program

Setelah itu, jangan lupa juga menambahkan variabel Color. Variabel Color digunakan untuk warna dari Lambert shading. Untuk menambahkan variabel Color bisa dilakukan dengan cara klik kanan pada Effect1, lalu pilih Add Variable => Color, ubah nama variabelnya menjadi Color. Sedangkan nilai Intensitas Cahaya pada tutorial kali ini kita anggap tetap, yaitu 1.

Kemudian ganti code pada vertex shader dengan code di bawah ini :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

float4x4 matWorldViewProjection; float4x4 matWorld; struct VS_INPUT {    float4 Position : POSITION0;    float3 Normal : NORMAL; }; struct VS_OUTPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; }; VS_OUTPUT vs_main( VS_INPUT Input ) {    VS_OUTPUT Output;    Output.Position = mul (Input.Position, matWorldViewProjection );    Output.Normal = mul (float4(Input.Normal,0), matWorld);    return( Output ); }

sehingga pada kesempatan kali ini hanya akan dijelaskan code-code yang belum dijelaskan pada artikel sebelumnya.

1	float4x4 matWorld;

Merupakan variabel matriks yang digunakan untuk mentransformasi suatu nilai variabel dari object space ke world space. Perbedaan object space dan world space terletak pada titik pusatnya. Pada object space yg menjadi titik pusatnya adalah titik pusat object. Sedangkan pada world space yg menjadi titik pusatnya adalah titik pusat origin (0,0,0). Secara default pada Render Monkey, tidak ada perbedaan antar object space dan world space dikarenakan titik pusat object space dan world space berhimpitan. Akan tetapi, hal ini bisa berbeda jika kita menggunakan software lain, misalnya saja Blender. Gambar di bawah ini adalah contoh perbedaan titik pusat antara object space dengan world space (pada software Blender 3D) :

Perbedaan titik pusat pada object space dan world space

Untuk dapat menggunakan variabel matWorld, kita harus terlebih dahulu menambahkannya ke dalam program kita dengan cara klik kanan Effect1 => Add Variable => Matrix => Predefined => matWorld. Agar program dapat berjalan lancar pastikan kita sudah terdapat variable  matWorld pada Effect1.

1	float3 Normal : NORMAL;

Mendefinisikan variable Normal dengan semantik NORMAL yang telah kita tambakan pada Stream Mapping, digunakan untuk mendapatkan normal vector dari model.

1	float3 Normal : TEXCOORD0;

Variable untuk menampung nilai vector Normal dan vector Light Direction. Nilai yang ditampung dalam variabel ini merupakan Output dari proses Vertex Shader.

1 2	Output.Position = mul (Input.Position, matWorldViewProjection ); Output.Normal = mul (float4(Input.Normal,0), matWorld);

Mengubah nilai variable Normal pada struct Output untuk menampung nilai vector Normal. Vector Normal diperoleh dari input model (Input.Normal). Dikarenakan Normal yg kita peroleh dari stream mapping berada pada object space maka untuk mentransformasi ke world space kita harus mengalikannya dengan matWorld. dengan terlebih dahulu mengubahnya menjadi float4 karena matriks matWorld berukuran 4×4. Penambahan nilai 0 untuk perkalian variable Input.Normal dikarenakan variable tersebut adalah vector, sedangkan apabila variable tersebut berupa posisi maka nilai yg ditambahkan pada adalah 1.

Setelah mengganti code pada vertex shader, langkah selanjutnya adalah mengganti code pada pixel shader dengan code berikut ini :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

float4 Color;    float3 lightDirection; struct PS_INPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; }; float4 ps_main(PS_INPUT Input) : COLOR0 {    float NdotL = dot(Input.Normal,normalize(lightDirection;));    float4 Diffuse = NdotL * Color;    return Diffuse; }

Berikut adalah penjelasan dari code pada pixel shader di atas :

1	float4 Color;

Mendefinisikan variabel Color yang telah kita tambahkan sebelumnya.

1	float3 lightDirection;

Mendefinisikan variable light Direction  yang sudah kita tambahkan sebelumnya. Variabel lightDirection berada pada world space.

1 2 3 4 5

struct PS_INPUT {    float4 Position : POSITION;    float3 Normal : TEXCOORD0; };

Struct PS_INPUT merupakan struct untuk menampung variabel-variabel yang akan dijadikan sebagai input pada pixel shader. Karena input yang digunakan pada pixel shader merupakan output dari vertex shader, sehingga variabel dan nilai yang ada dalam struct PS_INPUT sama dengan variabel yang ada pada struct VS_OUTPUT.

1 2 3 4 5 6 7

float4 ps_main(PS_INPUT Input) : COLOR0 {    float NdotL = dot(Input.Normal,normalize(lightDirection;));    float4 Diffuse = NdotL * Color;    return Diffuse; }

Variabel NdotL digunakan untuk menampung nilai perkalian dot product antara Vector Normal dengan Vector Light Direction yang telah dinormalisasi. Yang terakhir adalah Variabel Diffuse merupakan variabel yang untuk menampung nilai Lambert Shading yang diperoleh dari perhitung rumus yang telah dijelaskan di atas (I_D=(N .  L)  C  I_L) dengan nilai I_L adalah 1. Nilai variabel Diffuse inilah yang digunakan untuk menampilkan object dengan metode Lambert Shading.

Setelah kita membuat code pada vertex shader dan pixel shader, selanjutnya kita tinggal menjalankan code-code yang telah kita buat tersebut dengan mengklik ikon Compile All Shader in Workspace ()  pada RenderMonkey. Selanjutnya kita akan melihat bahwa model teapot telah berubah tampilannya menjadi seperti gambar di bawah ini :

Output dari Lambert Shading

Bagian teapot yang terang adalah bagian yang menghadap ke arah cahaya, sedangkan bagian yang membelakangi sumber cahaya.

Kita bisa mengatur dan mengubah nilai dari variabel-variabel lightDirection, dan Color, untuk mendapatkan tampilan sesuai dengan apa yang kita inginkan. Gambar berikut ini adalah output dari lambert shading dengan nilai lightDirection= (1.5, 0.5, -1.0), Color (RGBA) = (126,255,21,255).

Output Lambert Shading dengan mengubah nilai variable color dan lightDirection

•         Metodenya melliputi : Penentuan permukaan tampak pada setiap pixel, Perhitungan normal pada permukaan, dan Mengevaluasi intensitas cahaya dan warna menggunakan model illuminasi. 

•         Metode pembuatan bayangan cukup mahal, untuk membuatnya lebih efisien dilakukan melalui kustomisasi untuk merepresentasikan permukaan yang spesifik. 

•         Jaring poligon secara umum sering digunakan untuk merepresentasikan permukaan yang kompleks. 

•         Informasi geometri yang tersedia hanyalah vertice dari poligon.

•         Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien. 

6 Ragam Teknik Bayangan 

• Constant Shading

• Gouraud Shading

• Phong Shading

Flat shading

Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :

·         Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon

·         Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan

·         Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Contoh gambar Flat Shading:

 

1)      Gouraud shading

Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.  Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Contoh gambar Gouraud Shading:

 

Phong shading

Phong shading mengacu pada seperangkat teknik dalam komputer grafis 3D. Phong shading meliputi model bagi refleksi cahaya dari permukaan dan metode yang kompatibel memperkirakan pixel warna oleh interpolating permukaan normal di rasterized poligon. Model refleksi juga mungkin disebut sebagai refleksi Phong model, Phong Phong iluminasi atau pencahayaan.Ini mungkin disebut Phong shading dalam konteks pixel shader, atau tempat lain di mana perhitungan pencahayaan dapat disebut sebagai "shading". Metode interpolasi juga mungkin disebut Phong interpolasi, yang biasanya disebut dengan "per-pixel pencahayaan".Biasanya disebut "pelindung" bila dibandingkan dengan metode interpolasi lain seperti Gouraud pelindung atau flat shading. Refleksi yang Phong model tersebut dapat digunakan bersama dengan salah satu metode interpolasi. Metode ini dikembangkan oleh Phong Bui Tuong di Universitas Utah.

Secara Garis besar, gambar perbedaan dari Flat shading, Gouraud shading dan Phong shading:

CONTOH

saya mempunyai konsep untuk membuat sebuah replika planet Bumi dengan menyertakan tulisan UNIVERSITAS GUNADARMA. Saya akan menjelaskan tentang tahap pembuatannya.

Tahap Pembuatan :

1. Buka software BLENDER, kemudian buat sebuah bola. Caranya klik Add - Mesh - UVsphere. Kemudian set Segment : 32, Ring : 32, Radius : 3.00.

2. Langkah berikutnya adalah menambahkan gambar permukaan Bumi pada bola tersebut. Pada panel Shading klik Material buttons lalu pilih Add New.

Selanjutnya pada bagian Texture buttons pilih Add New.

Lalu pada Texture Type pilih Image.

Klik Load untuk membuat gambar permukaan Bumi. Gambar yang saya pakai adalah : Sebenarnya ketika di Render, gambarnya berporos pada sumbu Y. Jadi saya akan mengubahnya menjadi sumbu Z. Caranya adalah klik Material buttons pada panel Shading, kemudian klik pada Map Input lalu klik Sphe.

3. Langkah selanjutnya adalah membuat background angkasa. Rasanya kurang jika hanya membuat replika planet Bumi tanpa adanya bintang-bintang. Caranya adalah klik World buttons pada panel Shading, lalu buat warnanya menjadi hitam.

4. Selanjutnya saya akan membuat bintang dengan cara klik tab Mist/Stars/Physics. Kemudian klik Stars.

5. Gambarnya sudah hampir jadi, hanya saja masih agak kasar. Jadi saya akan membuatnya lebih halus dengan cara klik Editing panel lalu klik Set Smooth pada tab Links and Materials.

6. Langkah terakhir adalah membuat tulisan UNIVERSITAS GUNADARMA. Caranya klik Add - Text. Untuk mengedit kata-kata maka kita tekan tombol Tab setelah itu kita bisa memasukkan kata/kalimat yang kita inginkan. Lalu untuk membuat tulisan menjadi lebih tebal maka kita atur pada bagian Extrude. Hasilnya akan tampak seperti ini

7. Langkah terakhir adalah proses rendering. Klik Render - Render Current Frame. Hasilnya akan tampak seperti ini.

Shader Subsurface Scattering

Subsurface scattering (SSS) adalah effek pantulan cahaya sekitar bawah permukaan material, dan umumnya terdapat pada bahan seperti kulit, lilin, dan marmer. Hasil pada tepi bayangan  tampak agak kabur, karena cahaya berdifusi keluar dari daerah terang ke area bayangan. Sebagai hamburan cahaya, sebagian diserap, dengan cahaya yang tersisa biasanya mengambil warna dari bahan yang mendasarinya. Dalam kasus kulit, daging dan darah dibawah kulit menyebabkan persebaran cahaya yang muncul berwarna jingga merah

Menghubungkan Teks dengan Bayangan 3D

Sebelumnya, klik menu Layer > Rasterize > Type.  Selanjutnya gunakan Polygonal Lasso Tool (L) dan hubungkanlah sudut setiap huruf dengan bayangan 3D, isilah area seleksi dengan wrna merah tua (#990000) sehingga membentuk teks 3D berbentuk balok, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Menambahkan Bayangan Pada Layer Teks

Sekarang kita telah mendapatkan teks 3D yang diinginkan, untuk menambahkan efek bayangan, pastikan Anda masih berada pada layer teks yang berwarna merah gelap, klik menu Layer > Layer Style > Gradient Overlay, ikuti seting Gradient Overlay serta Color Overlay seperti gambar di bawah ini.

Menambahkan Bayangan Teks

Untuk menambahkan bayangan di bawah teks, pergi ke layer teks warna merah terang, buat duplikat layer dengan menekan tombol Cmd/Ctrl+J, selanjutnya isi layer baru dengan warna hitam (#000000).  Pindahkan layer ini tepat dibawah layer teks yang berwarna merah gelap, gunakan Transform Tool (T) atau tekan Cmd/Ctrl+T, tarik kotak Transform Tool ke atas, bawah, kiri atau kanan untuk mendapatkan bayangan teks yang sesuai, seperti gambar di bawah.

Selanjutnya klik menu Layer > Rasterize > Type, kemudian pilih menu Filter > Blur > Motion Blur, ikuti gambar dibawah untuk mengatur blur bayangan teks.  Untuk mendapatkan bayangan yang lebih kuat, gandakan layer dengan menekan tombol Cmd/Ctrl+J, kemudian gabungkan kedua layer ini dengan memilih menu Layer > Merge Down.

Membuat Blur Shadow

Buat lagi duplikat layer untuk layer shadow, selanjutnya gabungkan kedua layer ini dengan memilih menu Layer > Merge Down, pilih menu  Filter > Blur > Gaussian Blur dan sesuaikan Radius ke 12.0

BAB 5

PENUTUP

5.1 PENUTUP

         Demikian materi yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam penulisan makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan ini, dikarenakan kurangnya referensi atau rujukan tentang apa yang menjadi judul dari makalah ini.

            Penulis berharap dengan adanya makalah ini, maka dapat membantu pembaca yang ingin membuat objek 3D dengan bantuan metode shading atau sekedar menyalurkan kreatifitas.

            Penulis juga berharap kepada para pembaca agar memberi kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan-penulisan selanjutnya. Penulis juga mengharapkan kepada yang membaca makalah ini dapat termotivasi oleh makalah ini dalam mencapai keinginannya dalam memajukan dunia animasi di Indonesia.

            Sekian penutup dari kami, semoga makalah ini berkenan di hati pembaca dan kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.

5.2 KESIMPULAN

      Berdasarkan penulisan tentang shading modeling diatas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Shading merupakan proses untuk membuat suatu objek yang kita buat terlihat lebih hidup.
2. Metode shading dapat digunakan pada aplikasi yang berorientasi pada pembuatan objek-objek 3D.
3. Shading dibagi menjadi beberapa ragam, seperti flat shading, phong shading, gouraud shading dan blinn shading.
4. shading mengacu pada proses mengubah warna berdasarkan sudut terhadap cahaya dan jarak dari cahaya untuk menciptakan efek photorealistic.
5. Model shading menentukan bagaimana suatu permukaan objek muncul dalam kondisi pencahayaan yang berbeda-beda.
6. Model 3D adalah perwakilan dari setiap objek tiga dimensi (nyata atau bayangan) dalam lingkungan perangkat lunak 3D.

5.3 SARAN

      Berdasarkan kesimpulan diatas, adapun saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut:

1. Perlu adanya ilmu lebih lanjut yang mempelajari tentang model shading.
2. Perlu ditingkatkan lagi pengajaran pada bidang ini, agar kita dapat memajukan animasi Indonesia.
3. Perlu adanya aplikasi-aplikasi yang dapat membantu lebih lanjut dalam pembuatan objek berorientasi 3D dengan metode shading.
4. Adanya aplikasi yang compatible dengan hampir semua perangkat.

DAFTAR PUSTAKA

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_shading_algorithms

http://en.wikipedia.org/wiki/Shading

http://en.wikipedia.org/wiki/Blinn%E2%80%93Phong_shading_model

http://mrl.nyu.edu/~perlin/courses/fall2005ugrad/phong.html

http://www.nbb.cornell.edu/neurobio/land/oldstudentprojects/cs490-95to96/guo/report.html

http://graphics.wikia.com/wiki/Flat_shading

http://graphics.wikia.com/wiki/Computer_graphics

http://www.giantbomb.com/flat-shading/3015-2277/

http://www.arcsynthesis.org/gltut/Illumination/Tut11%20BlinnPhong%20Model.html

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_computer_graphics

Read More