Surface Rendering dan Warna

Konsep Dasar Tampilan realistis – proyeksi perspektif dan pencahayaan / efek cahaya pada permukaan objek yang kelihatan Model iluminasi – menghitung intensitas cahaya suatu titik pada permukaan objek Surface rendering – menggunakan hasil penghitungan intensitas dari model iluminasi untuk menentukan intensitas cahaya dari tiap pixel pada objek

Sumber Cahaya Objek yang terlihat – kombinasi pantulan dari sumber cahaya dan pantulan objek lain Pada objek transparan – sebagian dipantulkan sebagian diteruskan melalui objek

Intensitas Intensitas bergantung pada : Jenis sumber cahaya Karakteristik permukaan (mengkilap, transparan, tidak transparan, dll)

Iluminasi Pencahayaan – lokal atau global Lokal – tidak memperhitungkan objek lain di sekitar yang mungkin akan memberikan pengaruh cahaya pada gambar (refleksi, cahaya tambahan) jadi seolah-olah setiap benda hanya terpengaruh oleh sumber cahaya Global – satu sumber cahaya untuk semua objek yang terlihat yang menyinari semua objek. Model ini lebih kompleks karena memperhitungkan refleksi dari objek lain

Jenis Iluminasi Sumber yang memancarkan cahaya Sumber yang memantulkan cahaya Pembiasan cahaya

Sumber yang Memancarkan Cahaya Sumber cahaya jauh dari objek – point source, contoh : matahari Sumber cahaya berukuran besar – distributed light source, contoh : lampu neon

Sumber yang Memantulkan Cahaya - Pantulan dari cahaya sekitar / lingkungan - Ambient - Pantulan dari cahaya point source : Permukaan kasar - Diffuse Permukaan mengkilap - Specular

Ambient Light Intensitas cahaya global Tingkat / intensitas dari ambient light (Ia), nilainya konstan untuk tiap permukaan

Diffuse Reflection Cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan dari suatu titik dengan intensitas yang sama ke segala arah Konstanta refleksi difusi : kd besarnya antara 0 sampai 1 menentukan besarnya cahaya ambient yang dipantulkan oleh objek Merupakan property atau sifat dari suatu bahan dalam memantulkan cahaya 0 – menyerap semua, 1 – memantulkan semua

Diffuse Reflection Pantulan diffuse Iad = kd. Ia

Diffuse Reflection Ia = intensitas cahaya ambient (global) Jika ada sumber cahaya ?  Hukum Lambert

Hukum Lambert θ = sudut antara normal permukaan dan vektor cahaya (0-90 derajat) bernilai 0-1, jika negatif berarti sumber cahaya berada di belakang permukaan Il = intensitas sumber cahaya Kd = koefisien diffuse reflection

Specular Reflection Menghasilkan efek highlight (bright spot) akibat refleksi Memberi efek mengkilap pada objek Pantulan specular

Pembiasan Cahaya Pembiasan terjadi ketika cahaya melewati objek transparan atau semi transparan dengan kepadatan yang berbeda (contoh : dari udara ke kaca).

Ray Tracing Ray tracing adalah suatu metode untuk me-render obyek 3D yang hasilnya realistik seperti foto. Metode ini dilakukan dengan cara menelusuri sinar mata atau sumber cahaya, kemudian diperiksa apakah sinar tersebut mengenai obyek atau tidak. Jika ternyata sinar yang ditelusuri tersebut mengenai suatu obyek maka selanjutnya diperhitungkan intensitas pada obyek tersebut, yaitu intensitas efek pencahayaan. Hasil dari perhitungan intensitas inilah yang terlihat oleh mata.

Ray Casting vs Ray Tracing Saat mengenai objek ray casting tidak melakukan perhitungan lagi Ray casting lebih cepat daripada ray tracing, hanya ray tracing dapat menghasilkan gambar yang lebih realistis

Ray Tracing

Texture Mapping Suatu teknik untuk “melapisi” suatu objek 3D dengan suatu citra 2D Memungkinkan untuk membuat objek 3D yang cukup realistis berdasarkan poligon yang sederhana Contoh : gambar planet dengan memproyeksikan tekstur planet (misal : biru dengan awan untuk bumi, merah untuk mars) terhadap suatu bola

Texture Mapping Sebagian besar tekstur adalah gambar 2D Elemen tekstur disebut texel Nilai texel digunakan untuk modifikasi penampilan permukaan Pemetaan antara tekstur dan permukaan menentukan hubungan koresponden antara pixel dan texel

Spherical mapping

Cylindrical mapping

Menentukan Texel Yang Tepat Temukan pixel yang visible (misal menggunakan z-buffer) Temukan titik pada permukaan yang berkoresponden dengan pixel visible Temukan titik pada tekstur (texel) yang memetakan ke titik pada permukaan Gunakan nilai texel untuk mewarnai pixel

Menentukan Texel Yang Tepat

Warna Warna adalah karakteristik cahaya yang dapat dipersepsi/dilihat dan disebutkan berdasarkan namanya. Mata manusia memiliki reseptor untuk 3 warna (merah, hijau, biru) Warna dideskripsikan melalui 3 cara : Dari namanya Tingkat kemurnian atau saturasinya Nilai atau kecerahannya

Istilah Warna Intensitas/intensity : tingkat seberapa terang suatu warna Saturasi/saturation : tingkat kemurnian suatu warna Luminansi/luminance : ukuran jumlah cahaya yang dipantulkan dari suatu warna Shade : warna yang dihasilkan dengan penambahan warna hitam Tint : warna yang dihasilkan dengan penambahan warna putih Warna primer : warna yang tidak bisa dibuat dengan mencampurkan warna lain Warna sekunder : warna yang merupakan campuran dari warna primer

Warna Aditif Sistem warna yang dimulai dari hitam, berakhir dengan putih Untuk membentuk warna putih kita memerlukan semua warna primer Contoh : RGB pada monitor

Warna Substraktif Sistem warna yang dimulai dari putih, berakhir dengan hitam Untuk membentuk warna hitam kita mencampurkan semua warna Contoh : CMYK pada tinta printer

Representasi dan Manipulasi Warna di Komputer Berhubungan dengan sistem warna RGB Komputer akan mengatur konversi ke sistem CMYK Dalam kondisi ideal, ada jumlah bit tertentu untuk warna merah, hijau dan biru Pada sistem yang mendukung 16.7 juta warna (24bit), 8 bit dialokasikan untuk masing-masing warna

Representasi dan Manipulasi Warna di Komputer Pada sistem yang memiliki jumlah warna kurang dari itu (65k warna = 16bit, 256 warna = 8bit, 4096 warna = 12 bit, 16 warna = 4 bit), maka jumlah RGB yang bisa direpresentasikan terbatas Beberapa manipulasi warna yang bisa dilakukan adalah : Mengambil komponen warna tertentu Mempergelap/memperterang gambar Membuat efek transparan

Memori Untuk Warna Sebesar resolusi layar dikalikan dengan jumlah bit per pixel. Contoh : layar 1024 x 768 24 bit (true color) 24bit = 3byte Jumlah bit per pixel = 3 byte membutuhkan memori 768 x 1024 x 3byte = 2359296 byte = 2304 kb = 2.25 mb Memori untuk gambar berwarna > gambar hitam putih