RENDERING (Warna & Pencahayaan)

Presentasi berjudul: "RENDERING (Warna & Pencahayaan)"— Transcript presentasi:

1 RENDERING (Warna & Pencahayaan)
Grafika Komputer (Dosen : Defiana Arnaldy, M.Si)

2 Rendering (pengecatan)  Sebuah cara dalam grafika komputer untuk membuat pemandangan nampak “nyata” atau visualisasi objek 3D menjadi riil. Faktor-faktor yang mempengaruhi rendering Faktor cahaya (lighting) Sifat / karakteristik bahan Posisi kamera dll Rendering

3 Metode Pendeteksian Permukaan Objek
Faktor Utama dalam tampilan grafis realistic adalah identifikasi bagian scene yang dapat dilihat (visible) Metode-metode yang digunakan untuk mendeteksi permukaan antara lain : Metode Ruang Objek Metode Ruang Citra Metode Back face Detection Metode Depth Buffer Metode Buffer Metode Depth Sorting Metode Pendeteksian Permukaan Objek

4 1. Pengenalan Warna Warna merupakan hasil dari persepsi mata manusia dalam melihat suatu objek (psycho-physiological). Berdasarkan hasil penelitian Sir Isaac Newton (1666), yaitu saat ia menemukan beberapa warna dari hasil pembiasan cahaya putih yang berasal dari cahaya matahari pada prisma kaca, ia menyimpulkan bahwa warna dapat diartikan sebagai refleksi cahaya yang alami dari objek.

5 1. Pengenalan Warna Warna ditimbulkan oleh perbedaan kualitas cahaya yang direfleksikan atau dipancarkan oleh objek. Warna yang ditangkap oleh mata tentunya bergantung pada kandungan spektral (panjang gelombang)nya, yaitu berkisar antara 400 – 700 nm.

6 Cahaya yang membentuk suatu spektrum warna dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :
1. Cahaya Akromatik Cahaya yang tidak berwarna, dan hanya menggunakan intensitas yang diukur dengan tingkat keabuan (1 hingga 8- bit). Contoh : TV hitam-putih, citra monokrom yang kita gunakan. 2. Cahaya Kromatik Cahaya yang memiliki panjang gelombang antara 400nm – 700nm (berwarna). Kualitas cahaya ini dapat diukur melalui faktor radiance, luminance, dan brightnessnya.

7 2. Kualitas Warna Dalam mengukur kualitas suatu warna, ditentukan oleh sebagai berikut : 1. Radiance Total jumlah energi yang terdapat pada sumber cahaya. Diukur dalam satuan Watt (W). 2. Luminance Jumlah energi yang diterima oleh observer (mata) dari sumber cahaya. Diukur dalam satuan Lumen (Lm). 3. Brightness Suatu karakter yang mewakili kecerahan maupun kegelapan bagi warna. Umumnya diukur dalam persentase antara 0 % % secara subjektif.

8 3. Karakteristik (Atribut) Warna
Karakteristik dari warna adalah sebagai berikut : 1. Brightness Dapat diartikan suatu gelap – terangnya dari sebuah warna. Misalnya, sebuah warna akan terlihat berbeda ketika dalam keadaan remang-remang atau dalam keadaan terang. 2. Hue Diidentifikasikan sebagai kelompok warna (dominan warna). Misalnya, kemerahan, kehijauan, kekuningan. Selain itu, Hue juga dapat memberikan kepekaan setiap warna pada objek.

9 3. Saturation Disebut juga “Chroma”, yaitu ukuran kemurnian dari warna dan seberapa 'tajam' dan 'tumpulnya' warna tersebut. Contoh : Merah (100%) adalah saturasi yang sempurna Pink (Merah + Putih) adalah saturasi yang tidak sempurna.

10 4. Model (Koordinat) Warna
Ada dua pengertian dari model warna, yaitu : Spesifikasi dari sistem koordinat Suatu sub-space di dalam sistem koordinat dimana warna masing-masing diwakili oleh titik. Model warna berfungsi untuk memfasilitasi spesifikasi warna, baik pada hardware (cont. Monitor) dan pada software (cont. Aplikasi warna grafis)‏

11 4. Model (Koordinat) Warna
Model warna terdiri dari banyak jenis, diantaranya : 1. Warna RGB (Red Green Blue)‏ Model warna yang didasarkan pada pembentukan warna melalui kombinasi ketiga warna pokoknya, yaitu merah, hijau, dan biru untuk mempresentasikan warna. Model warna RGB ini berorientasi pada hardware seperti Display, TV, kamera video, dan lain-lain. Warna didefinisikan dengan memasukan intensitas untuk setiap komponen dalam matriks. Merah  (1,0,0) artinya 100% merah, 0% hijau, 0% biru Hijau  (0,1,0) aritinya 0% merah, 100% hijau, 0% biru Biru  (0,0,1) artinya 0% merah, 0% hijau, 100% biru

12 Model warna RGB 24-bit Berapakah nilai greylevel nya? Warna RGB dapat diartikan sebagai warna primer. Hasil penggabungan dari warna-warna ini adalah warna sekunder. Warna Additif Warna Subtraktif

13 Penulisan RGB dalam bahasa Hex:
Gabungan RGB  Putih: Hijau (0,1,0) + biru (0,0,1) = cyan (0,1,1) Cyan (0,1,1) + merah (1,0,0) = putih (1,1,1) Penulisan RGB dalam bahasa Hex: R  FF0000 G  00FF00 B  0000FF Black  White  FFFFFF

14 2. Warna CMY(K) Merupakan model warna yang terdiri atas Cyan(C), Magenta(M), Yellow(Y), dan Black(K) yang umumnya digunakan untuk percetakan (pigmen). Model warna CMY juga merupakan komplemen dari warna RGB.

15 3. Warna HSI / HSV / HLS Model warna HSI / HSV menampilkan warna dalam besaran corak (Hue), kejenuhan (Saturasi), dan kecerahan (intensitas / value / lightness), dan nilai-nilai tersebut didapat dari persepsi atau cara pandang manusia terhadap warna itu sendiri. Model warna HSI juga memiliki intensitas tunggal, sehingga memudahkan dalam teknik pemrosesan tingkat keabuan (grayscale). Model HSV berdasar pada sistem warna Munsell yang digunakan untuk para designer. Sedangkan, model HLS dikembangkan oleh Tektronix pada tahun 1978 untuk model berbasis tampilan.

16 4. Warna YIQ / YUV 5. Warna YCbCr
Merupakan model warna yang digunakan untuk transmisi sistem NTSC (National Television System Committee), sistem pemancar, sistem utama penerima pada TV, dan pengiriman video warna pada kanal TV monokrom. Y dalam hal ini adalah luminansi. I adalah In-phase, dan Q adalah quadrature. I dan Q merupakan komponen sinyal analog yang berisi informasi warna. 5. Warna YCbCr Model warna YCbCr serupa dengan model warna YIQ. Pemisahan antara intensitas dan informasi warna juga dilakukan pada model warna ini. Perbedaannya, YCbCr utamanya digunakan untuk pengkompresian data dan video. Cb dalam hal ini adalah Chrominance Blue-Yellow dan Cr adalah Chrominance Red-Yellow

17 6. Warna Tristimulus CIE XYZ
Model warna CIE XYZ pertama kali dibuat oleh W. David Wright dan John Guild pada tahun 1920an, yang kemudian dikembangkan lagi oleh Komisi Iluminasi Internasional pada tahun 1931 dan dijadikan sebagai standard alat ukur warna observer. Prinsip CIE XYZ ini sama seperti respon penglihatan pada mata manusia, yaitu terbagi menjadi tiga reseptor dengan panjang gelombang yang berbeda-beda dimana S (Short), M (Middle), dan L (Long) wavelength mewakili RGB. XYZ merupakan parameter kromatisitas CIE hasil turunan RGB nya. Nilai-nilai XYZ ini kemudian dinormalisasikan menjadi xyz yang berisi dua buah komponen warna dan nilai kecerahan.

18 5. Konversi Koordinat Warna
1. RGB ke HSI

19 2. HSI ke RGB Jika 0 < H <= 120 maka B = 1/3(1-S)
R = 1/3(1+ [(S cos H) / (cos(60 - H))] ) G = 1 – (B+R) Jika 120 < H <= 240 maka H = H - 120 R = 1/3(1-S) G = 1/3(1+ [(S cos H) / (cos(60 - H))] ) B = 1 – (R+G) Jika 240 < H <= 360 maka H = H - 240 G = 1/3(1-S) B = 1/3(1+ [(S cos H) / (cos(60 - H))] ) R = 1 - (G+B)

20 3. RGB ke CMY(K)‏ Kemudian, model warna CMY diubah menjadi model warna CMYK dengan rumus demikian :

21 4. RGB ke YIQ 5. YIQ ke RGB

22 6. RGB ke YCbCr 7. YCbCr ke RGB

23 8. RGB ke CIE XYZ 9. CIE XYZ ke RGB RGB yang berbentuk
gamma diubah menjadi RGB Color

24 Pencahayaan (Lighting)
1. Pengenalan Cahaya Suatu objek dapat ditangkap oleh mata dan kemudian direpresentasikan ke dalam definisi warna tertentu, disebabkan karena adanya sumber cahaya yang merefleksikannya. Cahaya tersebut dapat datang dari berbagai arah atau sumber, baik penerangan langsung maupun dari pantulan objek sekitarnya. Apakah cahaya itu? Cahaya dapat diartikan sebagai sebuah radiasi elektromagnetik atau partikel-partikel photon yang memiliki karakteristik panjang gelombang tertentu.

25 Pencahayaan (Lighting) pada objek dapat memberikan efek bayangan (shadow), pantulan cahaya (highlight), dan warna.

26 Pencahayaan di dalam OpenGL, dapat dibagi menjadi empat komponen yaitu emissive, ambient, specular, dan diffuse. Keempat komponen tersebut secara terpisah merefleksikan cahayanya yang kemudian bergabung menjadi satu. Namun dalam keseharian, sumber pencahayaan yang ada di sekitar kita hanya terdiri atas 3 komponen saja yaitu ambient, specular dan diffuse. Hal ini karena emissive merupakan cahaya yang timbul dari hasil radiasi objek itu sendiri.

27 a) Ambient Ambient atau cahaya ruang merupakan sumber cahaya yang berasal dari segala arah. Cahaya ruang yang paling kuat adalah cahaya yang berasal dari dinding kamar atau ruangan. Hal ini bisa dilihat pada saat tidak ada penerangan apapun, suatu benda atau objek tetap dapat terlihat oleh mata meskipun nampak gelap. Sedangkan cahaya ruang yang paling lemah adalah cahaya yang berasal dari luar, seperti cahaya bulan. Pada saat cahaya ruang datang ke permukaan, cahaya tersebut dipendarkan ke segala arah.

28 Diffusi adalah cahaya yang berasal dari satu arah yang kemudian disebarkan ke sekitar permukaan objeknya. Segala cahaya yang datang dari arah atau posisi khusus kemungkinan juga termasuk cahaya diffusi. Permukaan benda atau objek yang umumnya bersifat menyebarkan cahaya seperti kayu, pasir, kain wol, kapur, dan lain-lain sebagainya. b) Diffuse (Difusi)‏

29 c) Specular Specular adalah cahaya yang berasal dari arah khusus dan tidak menyebar melainkan dipantulkan. Cahaya jenis ini menyebabkan suatu benda terlihat berkilau pada satu titik, sehingga biasa disebut juga cahaya kilau (shininess). Benda yang paling kuat memancarkan cahaya specular adalah cermin dengan sumber cahayanya sinar laser. Benda lainnya yang bersifat cahaya ini seperti besi, metal, plastik, kuningan, sendok, dan sebagainya.

30 Pada gambar di samping, cahaya jenis apakah yang diterimanya?

31 Texturing merupakan proses penambahan tekstur ke permukaan objek.
Cara-cara penambahan tekstur : Tambahkan citra bitmap atau citra lainnya ke permukaan objek Memodifikasi nilai vektor normal pada permukaan objek sehingga pemberian cahaya pada permukaan di distorsi Texturing

32 Perhitungan Lighting Cahaya yang dihitung dalam hal ini adalah cahaya kedua, yaitu total cahaya yang diterima oleh mata kita setelah melalui proses iluminasi. Total cahaya ini dirumuskan dengan : (sumber cahaya x cahaya material)‏ jika sumber cahaya lebih dari satu : ([sumber cahaya1 + sumber cahaya ] x cahaya material)‏ contoh : sumber cahaya lampu = {LR, LG, LB} cahaya material (objek) = {MR, MG, MB)‏ maka, total cahaya yang diterima oleh mata : (LR x MR, LG x MG, LB x MB)‏

33 Pratiwi, Dian. 2009. http://dianrefescorner. blogspot
Refferensi

34 Selesai...