BAB II LANDASAN TEORI
2.7 Deteksi Tumbukan ( Collision Detection )
Collision detection adalah landasan dasar terhadap berbagai jenis aplikasi, termasuk diantaranya permainan komputer, simulasi fisikal seperti animasi komputer, robotik, virtual prototyping, dan simulasi engineering. Pada permainan komputer Collision detection memastikan bahwa ilusi akan dunia yang sebenarnya tetap terjaga dengan mencegah karakter pemain berjalan menembus tembok atau terjatuh dari lantai. Pada animasi komputer, collision detection
digunakan sebagai contoh untuk menggambarkan simulasi fisikal dari pakaian, memastikan bahwa kondisi pakaian sesuai dengan kondisi di kehidupan nyata di mana pakaian tidak jatuh dari tubuh karakter saat karakter bergerak. Collision detection digunakan pada perencanaan jalur pada aplikasi robotik, membantu robot bergerak menghindari rintangan dan pada virtual prototyping
memungkinkan penyempurnaan prototype tanpa harus memproduksinya dalam bentuk fisik (Ericson, 2005). Menurut Jounghyoun Kim 2005, urutan proses dari simulasi collision detection adalah sebagai berikut:
1. Membaca setiap input eksternal.
2. Melakukan perhitungan simulasi dan memperbarui grafik objek dan scene.
3. Memeriksa jika terjadi tumbukan dan menghasilkan respon. 4. Memperbarui letak dan orientasi kamera
5. Menggambar ulang scene
6. Kembali ke proses awal
Gambar 2.22 Deteksi Tumbukan
A. Deteksi Tumbukan Objek dengan Garis
Pada aplikasi yang dibuat oleh penulis, konsep deteksi tumbukan pada
Adobe Director dibuat berdasarkan contoh yang ada pada buku karangan Hendi Hendratman, ST. (2008) yang berjudul The Magic Of Macromadia Director. Dari buku tersebut dijelaskan bahwa kamera seolah-olah dibungkus dengan objek
sphere transparan. Sehingga ketika objek tersebut bergerak menabrak benda, pengguna sebagai kamera tidak menabrak langsung karena ada objek lingkaran dengan diameter tertentu yang menghalangi (Masputih, 2009).
Gambar 2.23 Ilustrasi Tumbukan Objek dengan Garis
Caranya tidak semudah yang kita bayangkan, dalam kasus ini melibatkan rumus penghitungan sinus dan cosinus dan rumus transformasi koordinat, karena terdapat penghitungan besarnya kemiringan pada objek garis. Jika garisnya horizontal atau vertikal kita hanya perlu menghitung jarak antara garis dengan pusat koordinat bola. Kalau jarak ini sama dengan atau kurang dari jari-jari bola, maka terjadi tumbukan.
Jika objek bertumbukan dengan garis miring, solusinya adalah memutar sistem koordinat atau stage sedemikian rupa sehingga garis menjadi sumbu X ( y = 0 )
dan selanjutnya untuk mendeteksi tumbukan, caranya sama dengan mendeteksi tumbukan antara bola dengan sumbu X. Lihat gambar di bawah ini:
Gambar 2.24 Proyeksi memutarkan sumbu x dan sumbu y
Gambar A adalah sistem sebenarnya. Gambar B adalah proyeksinya (sumbu X & Y diputar) dan ini yang kita pakai untuk mendeteksi terjadinya tumbukan. Catatan: Apa yang diputar? Sistem koordinat atau stage? Tergantung dari mana melihatnya. Kalau acuannya adalah sistem koordinat (sumbu X & Y stasioner), yang diputar adalah stage. Sebaliknya, kalau acuan kita adalah stage, maka yang diputar adalah sistem koordinatnya (sumbu X & Y ). Di sini peneliti menjadikan
stage sebagai acuannya, jadi yang diputar adalah Sumbu X & Y. Jika bidang yang digunakan adalah garis miring, hal pertama yang harus diketahui adalah rumus untuk menghitung titik koordinat baru (rx,ry) sebuah objek terhadap sumbu X & Y yang diputar dengan sudut sebesar T derajat.
Rumusnya adalah: rx = x*cos(T) + y*sin(T) ry = y*cos(T) – x*sin(T)
2.8 3 Dimensi
Peneliti membahas tentang pengertian dan konsep dalam pemodelan 3 dimensi yang akan diuraikan sebagai berikut:
2.8.1 Pengertian Grafis Tiga Dimensi
Grafis tiga dimensi adalah citra yang merepresentasikan simulasi dari ruang tiga dimensi, pada dasarnya adalah simulasi dari kedalaman yang terlihat dalam kenyataan (Kaufmann, 1999).
2.8.2 Pengertian Objek Tiga Dimensi
Objek tiga dimensi adalah sekumpulan titik-titik tiga dimensi (x,y,z) yang membentuk luasan-luasan (face) yang digabungkan menjadi satu kesatuan (Basuki, 2010).
Ruang desain 3 dimensi, berbeda dengan ruang desain 2 dimensi yang hanya mengenal 2 parameter yaitu panjang dan lebar. Dalam konsep ruang 3 dimensi ini, kita bias mendapatkan dimensi ketebalan. Dalam ruang desain 3 dimensi kita akan mengenal 3 sumbu koordinat yaitu sumbu x, sumbu y, dan sumbu z. (Ramadhan, 2006).
2.8.3 Pemodelan 3D
Dalam grafik komputer 3D, 3D modelling adalah proses mengembangkan matematika representasi dari setiap tiga-dimensi benda (baik benda mati atau hidup) melalui perangkat lunak khusus. Produk ini disebut sebagai model 3D. Melihat obyek secara tiga dimensi (3D) berarti melihat obyek dalam bentuk sesungguhnya. Penggambaran 3D akan lebih membantu memperjelas maksud dari
divisualisasikan secara nyata. Penggambaran 3D merupakan pengembangan lebih lanjut dari penggambaran 2D.
Gambar 2.25 Perbandingan penampilan objek 2D dan 3D
Proses pemodelan 3D membutuhkan perancangan yang dibagi dengan beberapa tahapan untuk pembentukannya. Seperti obyek apa yang ingin dibentuk sebagai obyek dasar, metoda pemodelan obyek 3D, pencahayaan dan animasi gerakan obyek sesuai dengan urutan proses yang akan dilakukan.
Gambar 2.26 Proses Pemodelan 3D
Adapun tujuan dan fungsi dari masing-masing bagian tersebut adalah proses yang akan dijelaskan sebagai berikut:
a. Motion Capture / Model 2D, yaitu langkah awal untuk menentukan bentuk
penentuan obyek 2D memiliki pengertian bahwa obyek 2D yang akan dibentuk merupakan dasar pemodelan 3D.
b. Dasar Metode Modelling 3D, Ada beberapa metode yang digunakan untuk pemodelan 3D. Ada jenis metode pemodelan obyek yang disesuaikan dengan kebutuhannya seperti dengan NURBS dan polygon. Modeling polygon merupakan bentuk segitiga dan segiempat yang menentukan area dari permukaan sebuah karakter. Setiap polygon menentukan sebuah bidang datar dengan meletakkan sebuah
jajaran polygon sehingga kita bisa menciptakan bentuk-bentuk permukaan. Untuk mendapatkan permukaan yang halus, dibutuhkan banyak bidang polygon. Bila hanya menggunakan sedikit polygon, maka object yang didapat akan terbagi sejumlah pecahan polygon. Sedangkan Modeling dengan NURBS (Non-Uniform Rational Bezier Spline) merupakan metode paling populer untuk membangun sebuah model organik. Kurva pada NURBS dapat dibentuk dengan hanya tiga titik saja. Dibandingkan dengan kurva polygon yang membutuhkan banyak titik (verteks) metode ini lebih memudahkan untuk dikontrol. Satu titik CV (Control verteks) dapat mengendalikan satu area untuk proses tekstur.
c. Proses Rendering, Rendering adalah proses akhir dari keseluruhan proses pemodelan ataupun animasi komputer. Dalam rendering, semua data-data yang sudah dimasukkan dalam proses modeling, animasi, texturing, pencahayaan dengan parameter tertentu akan diterjemahkan dalam sebuah bentuk output. Bagian rendering yang sering digunakan:
Field Rendering, Field rendering sering digunakan untuk mengurangi strobing effect yang disebabkan gerakan cepat dari sebuah obyek dalam rendering video. • Shader, Shader adalah sebuah tambahan yang digunakan dalam 3D
software tertentu dalam proses special rendering. Biasanya shader diperlukan untuk memenuhi kebutuhan special effect tertentu seperti lighting effects, atmosphere, fog dan sebagainya.
d. Texturing, Proses texturing ini untuk menentukan karakterisik sebuah materi obyek dari segi tekstur. Texture kemudian bisa digunakan untuk meng-create
berbagai variasi warna pattern, tingkat kehalusan/kekasaran sebuah lapisan object
secara lebih detail.
e. Image dan Display, Merupakan hasil akhir dari keseluruhan proses dari pemodelan. Biasanya obyek pemodelan yang menjadi output adalah berupa gambar untuk kebutuhan koreksi pewarnaan, pencahayaan, atau visual effect yang dimasukkan pada tahap teksturing pemodelan.
(Ihsan, 2009).
2.8.4 Teknik Inti Modeling
Menurut Chandra (2005), modeling atau pemodelan adalah salah satu hal dasar dan penting yang harus dikuasai untuk dapat menggunakan 3ds max. Modeling adalah sebuah proses di dalam penciptaan objek yang diinginkan menggunakan 3ds max.
Dalam 3ds max terdapat dua teknik inti modeling, yaitu polygonal dan NURBS.
Berikut ini adalah teknik-teknik dalam 3 dimensi:
a. Polygonal Modeling
Polygon adalah sebuah objek yang dibentuk dari hasil gabungan beberapa objek face. Sebuah face adalah sebuah rangkuman beberapa garis yang
membentuk sebuah permukan tertutup. Sebuah objek polygon terdiri dari elemen-elemen face, edge, dan vertex. Dalam pemodelan polygon sebuah objek dibentuk dari objek-objek primitf cube (kubus) atau sphere (bola).
1. Face
Sebuah face adalah gabungan dari beberapa edge tertutup. Kumpulan-kumpulan
face inilah yang membentuk sebuah objek polygon. Memodifikasi face dari sebuah objek polygon adalah dengan cara memindahkan posisinya atau dapat juga dengan menonjolkan.
2. Edge
Edge adalah garis-garis yang membentuk sebuah face. Dengan edge juga dapat memodifikasi untuk membentuk sebuah objek polygon sesuai dengan bentuk yang diinginkan.
3. Vertex
Vertex adalah titik yang merangkum face-face pada sebuah objek polygon. Dengan vertex dapat memodifikasi sebuah objek polygon dengan memindahkan atau menggeser posisi vertex.
b. NURBS Modeling
Teknik pemodelan objek dibagi menjadi dua kategori besar, yaitu organic dan
non-organic. Pemodelan organic adalah pemodelan untuk bentuk-bentuk tidak beraturan, seperti manusia, binatang, mobil dan lain sebagainya. Sedangkan pemodelan non-organic adalah pemodelan yang beraturan, memiliki nilai pasti dan presisi, seperti objek bangunan, furnitur, benda-benda mesin, dan seterusnya. NURBS yang merupakan kependekan dari Non-Uniform Rational B-Spline
adalah teknik pemodelan yang menggunakan garis kurva sebagai pembentukan objek.
Dalam teknik pemodelan NURBS digunakan modifikasi bentuk kurva, sebagai berikut:
1. Revolve
Revolve adalah fungsi untuk membuat objek benda putar NURBS. Untuk membuat objek benda putar dibutuhkan sebuah kurva setengah yang memotong objek benda putar yang ingin dibuat.
2. Lofting
Lofting adalah fungsi untuk membuat objek NURBS dengan menghubungkan dua kurva berbeda posisi.
Dalam membuat pemodelan 3 dimensi, peneliti menggunakan beberapa tool-tools dalam 3ds Max, berikut ini dijelaskan alur kerja dalam pemodelan:
Alur Kerja
Alur kerja adalah menjelaskan pengorganisasian tool-tool dalam tampilan 3Ds Max dan tool apa saja yang sering digunakan dalam pembuatan objek Gedung Fakultas Dakwah dan Ushuluddin. Dalam tahap ini akan didefinisikan langkah secara garis besar dalam pembuatan suatu proyek gambar 3D (tiga dimensi). Secara garis besar langkah-langkahnya yaitu:
1. Modeling
Modeling adalah istilah spesifik yang mencakup konsep dan teknik yang cukup banyak dengan kata lain modeling adalah proses pembuatan bentuk-bentuk objek untuk pelengkap. Terbentuknya objek-objek tergantung pada variabel yang cukup
banyak, termasuk bentuk objek, bagaimana objek akan bergerak, bagaimana teksturnya, dan lainnya. Sebelum adanya proses animasi, pencahayaan, pewarnaan, dan lainnya harus sudah ada model objek yang akan dikerjakan. 2. Shading (Texturing)
Texturing adalah proses pemberian karakteristik permukaan pada objek. Maksud dari karakteristik adalah termasuk pewarnaan, kilauan, dan lainnya. Pada umumnya teksturing adalah pemberian warna pada permukaan objek atau pengecatan, walaupun ada proses yang mengubah geometri objek.
3. Lighting
Lighting adalah pencahayaan pada objek atau model. Dengan teknik pencahayaan dapat menutupi kekurangan dari model yang dibuat. Efek pencahayaan dapat menonjolkan kelebihan dengan objek atau model. Dalam pencahayaan, cahaya tidak bersifat cahaya asli tetapi dapat didesain mendekati cahaya asli.
Dalam teknik pencahayaan dalam 3D Max terbagi dalam beberapa tipe cahaya yang berbeda. dan dari masing-masing tipe memiliki karakteristik yang berbeda. Tipe pencahayaan antara lain:
a. Omni: cahaya yang bersumber dari suatu titik dan menyebar ke semua arah, sebagaimana lampu pijar.
b. Target Spot: cahaya yang bersumber dari suatu titik dan menyorot kea rah tertentu dengan bentuk kerucut.
c. Free Spot: Serupa dengan target sport namu free sport tidak memiliki objek target.
e. Free Direct: serupa dengan target direct. 4. Rendering
Setelah proses-proses di atas selesai dilakukan maka dapat dilakukan realisasi. Proses rendering yaitu proses untuk menentukan detail seluruh komponen, seperti pencahayaan, seberapa besar gambar hasil render, pergerakan, dan lain-lain. Pewarnaan di dalam tiga dimensi (3D) termasuk di dalam texturing, yaitu proses pemberian karakteristik permukaan pada model atau objek. Oleh karena itu maka penulis akan mencoba menjelaskan lebih lanjut tentang texturing dan material, yang sangat berhubungan dengan pewarnaan. Texture mempunyai arti berbeda dengan texturing. Tekstur dapat dikatakan sebagai suatu gambar aktual suatu warna dari material yang membantu menjelaskan ataupun memperhalus.
2.8.5 Modifikasi Objek 2D menjadi Objek 3D
Pada dasarnya setiap objek 3D merupakan kumpulan dari beberapa objek 2D yang saling berhubungan dan membentuk sistem tertentu. Untuk memodifikasi objek 2D menjadi objek 3D, 3Ds Max mempunyai beberapa fasilitas antara lain adalah
Lathe, Extrude, Loft, dan Terrain (Saeba, 2008).
a. Modifier Lathe dipergunakan untuk memodifikasi objek shape menjadi objek benda putar.
b. Extrude dipergunakan untuk memberikan ketebalan objek shapes, baik berupa kurva terbuka maupun kurva tertutup.
c. Loft dipergunakan untuk memodifikasi objek shape menjadi objek 3D dengan menentukan path dan shape. Prinsip kerja modifier ini adalah meng-extrude
shape mengikuti path sehingga akan membentuk suatu objek 3D.
d. Terrain dipergunakan untuk membuat suatu permukaan lahan berdasarkan kontur yang sudah dibuat dalam 3Ds Max.