The Real-Time Message Loop DirectX Basic

(1)

Vertices

Transformation

Level 3 GRAFIKA KOMPUTER DAN ANIMASI

(2)

Windows Basic

 The Parts of a Game

 A Primer of Basic Windows

 _{Creating a Window}

 The Real-Time Message Loop

DirectX Basic

 Getting Started with Direct3D

 _{Going FullScreen}

(3)

An Overview of the Three Dimension

3D Coordinate Systems Triangular Geometry Color

Light

Drawing a Triangle

Flexible Vertex Formats Vertex Buffers

Drawing the Primitive Releasing Vertex Buffers The Finished Program

G

Transforming Vertices

The Geometry Pipeline Untransformed Vertices What is the Matrix?

Setting the World Transformation Setting the View Transformation

Setting the Projection Transformation

Lighting

(4)

 Pemrograman 3D sangatlah berkaitan dengan Matematika.

 Diperlukan pemahaman akan konsep bangun dan ruang 3D di dalam Matematika.

 3D Coordinate Systems

 Triangular Geometry

(5)

 Untuk memahami sistem koordinat 3D,

diperkenalkan terlebih dahulu sistem koordinat Kartesius.

 _{Sistem koordinat Kartesius (sistem koordinat 2D)}

adalah suatu sistem yang menentukan lokasi tepat suatu titik di suatu bidang datar.

G -H A N S U N

(6)

 Terdapat 2 sumbu (sumbu-x dan sumbu-y) dan masing-masing memiliki titik pusat (0).

 (x,y) = (12,4) → titik koordinat, digunakan untuk menentukan seberapa jauh suatu titik dari pusat koordinatnya (0,0).

G -H A N S U N

(7)

 Pengembangan dari sistem koordinat 2D, dengan menambahkan 1 sumbu baru (sumbu-z) yang tegak lurus terhadap sumbu-x dan sumbu-y.

G -H A N S U N

http://directxtutorial.com/Lesson.aspx?lessonid=9-4-3

(8)

 Jika suatu titik di dalam sistem koordinat 3D

merujuk pada suatu posisi di ruang, maka kita dapat membentuk sebuah larik dari posisi-posisi pasti yang dapat menjadi suatu model 3D.

 Semakin banyak titik yang disimpan akan semakin

banyak memakan ruang memory, sehingga diperlukan metode khusus untuk menanganinya.

 Caranya dengan menggunakan segitiga.

 _{Bangun segitiga dapat diatur dan digunakan untuk}

membuat sembarang bentuk/ model yang dapat diimajinasikan.

(9)

(10)

 Direct3D didesain dengan fokus utama penerapan segitiga dan menggabungkan segitiga-segitiga menjadi suatu bentuk.

 _{Untuk membuat sebuah segitiga diperlukan 3 titik.}

 Titik merupakan suatu lokasi tepat dalam ruang 3D, dan didefinisikan oleh 3 nilai (yakni x, y, dan z).

 Setelah ditulis dalam kode program, ketiga titik ini membentuk suatu bidang datar, yang selanjutnya dapat diputar, diberi tekstur, diposisikan dan

dimodifikasi sesuai kebutuhan.

(11)

 _{x=0, y=5, z=1}

 x=5, y=-5, z=1

 x=-5, y=-5, z=1

G -H A N S U

(12)

 _{Untuk membuat obyek 3D, segitiga-segitiga tersebut}

perlu digabungkan.

 Namun, mendefinisikan koordinat 3D untuk setiap segitiga dalam sebuah game berulang kali sangatlah kompleks.

 _{Daripada mendefinisikan setiap titik sudut segitiga}

dalam sebuah game, yang perlu dilakukan sebenarnya hanyalah membuat suatu daftar titik-titik, yang

menyimpan koordinat dan informasi dari setiap titik, serta urutan kemunculannya.

(13)

 Primitive adalah suatu elemen tunggal dalam

lingkungan 3D, seperti sebuah segitiga, sebuah garis, titik, dan sebagainya.

 Daftar beberapa cara primitives dapat

dikombinasikan untuk membuat obyek 3D:

1. Point Lists

2. Line Lists

3. Line Strips

4. Triangle Lists

5. Triangle Strips

6. Triangle Fans

(14)

 _{Daftar titik-titik yang diperlihatkan sebagai titik-titik}

tunggal dalam layar.

 Dapat digunakan untuk me-render 3D starfields, membuat garis titik-titik, menampilkan lokasi di minimaps, dan sebagainya.

G -H A N S U N

(15)

 _{Daftar titik-titik yang membentuk ruas garis terpisah}

antara titik-titik ganjil dan titik berikutnya.

 Digunakan untuk berbagai efek, termasuk 3D grids, hujan deras, garis penunjuk arah, dan sebagainya.

G -H A N S U N

(16)

 _{Mirip seperti line list, namun seluruh titik dalam}

suatu daftar titik saling terhubung oleh ruas garis.

 Untuk membuat frame images, seperti wire-frame terrain, bilah-bilah rumput, dan obyek non-model lainnya.

G -H A N S U N

(17)

 _{Daftar titik-titik dimana setiap kelompok 3 titik}

digunakan untuk membuat sebuah segitiga terpisah.

 Digunakan dalam berbagai efek, seperti force-fields, ledakan, obyek-obyek yang disatukan, dan

sebagainya.

G -H A N S U N

(18)

 _{Daftar titik-titik yang membentuk serangkaian}

segitiga yang dihubungkan satu dengan lainnya.

 Metode yang paling umum digunakan dalam grafik dan pemodelan 3D.

G -H A N S U N

(19)

 _{Mirip dengan suatu triangle strip, namun seluruh}

segitiga saling berbagi satu titik tunggal.

G -H A N S U N

(20)

 _{Biasanya hanya 1 sisi dari primitive yang ditampilkan.}

 Jika suatu model sepenuhnya tertutup, hanya 1 sisi segitiga yang perlu digambarkan.

 Suatu primitive segitiga hanya akan digambarkan saat titik-titiknya diberikan dalam urutan yang sesuai

dengan arah jarum jam.

G -H A N S U N

(21)

 _{Ada cara yang mudah (walaupun sia-sia jika}

diterapkan dalam game skala besar) untuk menampilkan kedua sisi sebuah primitive.

 Caranya dengan menggambar primitive 2 kali, yang pertama dengan arah searah jarum jam dan yang kedua berlawanan dengan arah jarum jam.

G -H A N S U N

(22)

 Direct3D tidak menerapkan konsep-konsep warna pada umumnya, karena sangat memberatkan graphics hardware dan CPU.

 _{Pencahayaan adalah panjang gelombang partikel yang}

memungkinkan kita untuk melihat dan membedakan berbagai obyek di sekitar kita.

 Direct3D menerapkan pencahayaan dengan berbagai algoritma Matematika berbeda melalui graphics

hardware.

(23)

G -H A N S U N

(24)

G -H A N S U N

(25)

 Additive colors

 _{Warna primer}RGB

 Warna cahaya

 Digunakan di layar monitor

 Subtractive colors

 Warna primer CMY

 Warna dari obyek

 _{Digunakan di printers}

 Color theory:

http://www.byronc.com/art_color.shtml

(26)

 Merupakan elemen tambahan dalam warna cahaya RGB.

 Jika ditambahkan alpha, maka citra akan terlihat semi-transparan.

G -H A N S U N

(27)

 Warna dalam Direct3D dibentuk dari suatu variabel 32-bit yang menyimpan seluruh informasi tentang warna.

 _{Termasuk warna primer RGB dan jumlah Alpha}

dalam warna.

 Setiap bagian tersebut dikenal sebagai channels, dan mengambil tempat 8 bits.

G

(28)

G -H A N S U N

(29)

 Direct3D menerapkan sistem untuk meniru cahaya di lingkungan dunia nyata.

 Membagi cahaya menjadi 3 jenis cahaya berbeda, yang saat disatukan akan menyerupai cahaya

sebenarnya.

3 jenis cahaya tersebut:

1. Diffuse Light

2. Ambient Light

3. Specular Light

(30)

 Cahaya yang bersinar pada suatu obyek secara tidak langsung.

 Memiliki sumber cahaya.

G -H A N S U N

(31)

 Cahaya yang bersinar di seluruh tempat.

 Tidak memiliki sumber cahaya.

G -H A N S U N

(32)

 Disebut juga Specular Highlight, karena menekankan suatu obyek dengan suatu warna pantulan.

G -H A N S U N

(33)

 Akan diperlihatkan bagaimana cara untuk membuat sebuah segitiga di layar monitor.

 Menggunakan sejumlah titik dan Direct3D device.

 Flexible Vertex Formats

 Vertex Buffers

 Drawing the Primitive

 Releasing Vertex Buffers

 _{The Finished Program}

(34)

 Titik (vertex): lokasi dan sifat dari suatu poin pasti dalam ruang 3D.

 _{Lokasi terdiri atas 3 nilai numerik yang}

merepresentasikan koordinat titik tersebut.

 Sifat dari suatu titik juga didefinisikan oleh nilai numerik.

 Direct3D menggunakan teknologi Flexible Vertex

Format_(FVF).

 _{Format titik (vertex format) adalah kerangka data}

yang menyimpan lokasi dan sifat dari sebuah titik.

 FVF: format data yang dapat dimodifikasi dan diatur sesuai kebutuhan Anda.

(35)

G -H A N S U N

(36)

G

 Dalam Direct3D, setiap vertex dibuat dari suatu pre-set vertex format.

 Vertex format bersifat fleksibel, dibuat dengan menggunakan beberapa elemen yang disediakan Direct3D.

 Elemen-elemen tersebut diatur dengan

(37)

G -H A N S U

N _http://

(38)

d=9-4-G -H A N S U N

 Setelah membuat format, titik-titik dari format tersebut dapat dibuat.

 Cukup dengan membuat struct sederhana yang berisi variabel-variabel yang telah disisipkan dalam FVF

(39)

 Merupakan suatu antarmuka yang menyimpan suatu bagian dalam memory (baik Video RAM atau sistem memory) untuk menyimpan informasi mengenai titik-titik/ model-model dalam game Anda.

 Menggunakan fungsi CreateVertexBuffer().

(40)

(41)

(42)

 Sebelum mengakses buffer yang telah dibuat, harus dikunci terlebih dahulu.

 2 alasan:

1. Memberitahu Direct3D bahwa Anda memerlukan

kendali penuh pada memory.

2. Memberitahu video hardware untuk tidak

memindahkannya.

(43)

 Selanjutnya, dipanggil fungsi memcpy() untuk meng-copy titik-titik ke dalam vertex buffer.

 Terakhir, dipanggil fungsi Unlock(), yang

memberitahu Direct3D bahwa memory telah selesai digunakan dan tidak perlu dikunci lagi.

(44)

(45)

 Terdapat 3 fungsi sederhana yang perlu diketahui agar dapat menampilkan primitive ke layar.

 Ketiganya dipanggil dari antarmuka Direct3D Device.

1. SetFVF()

2. SetStreamSource()

3. DrawPrimitive() G

(46)

 Merupakan fungsi yang memberitahu Direct3D, FVF code yang mana yang sedang digunakan.

 FVF code bisa ada banyak dan digunakan dalam

bagian-bagian yang berbeda dari suatu animasi 3D.

 Sebelum menggambar apapun, perlu diberitahukan pada Direct3D, FVF code mana yang kita gunakan.

(47)

 Memberitahu Direct3D vertex buffer mana yang digunakan.

(48)

 _{Memberitahu Direct3D untuk menggambarkan titik-titik}

yang telah dibuat.

 Fungsi ini menggambarkan primitive dalam vertex buffer

yang dipilih ke dalam layar.

 Parameter pertama: tipe primitive yang digunakan.

 Parameter kedua: jumlah titik pertama yang akan ditampilkan dalam layar.

 _{Parameter ketiga: jumlah}_primitive_{yang akan digambar.}

(49)

G -H A N S U N

(50)

(51)

 Seperti halnya Direct3D dan Direct3D Device, suatu vertex buffer perlu dilepas sebelum program

dihentikan.

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

 Setelah berhasil membuat obyek segitiga pada bidang datar (2D yang digambar pada koordinat layar), akan dipelajari cara untuk melakukan

transformasi titik-titik.

 Dengan kata lain, akan dipelajari cara untuk

mengubahnya dari koordinat 3D ke dalam koordinat layar.

 Kita juga akan belajar cara untuk memposisikan 3D camera, mengatur 3D “lens”, dan meletakkan segitiga di dunia 3D bersama dengan obyek 3D lainnya.

(62)

 Terdapat serangkaian aksi yang perlu dilakukan

sebelum sebuah obyek dapat tampil dengan benar di layar → geometry pipeline.

G -H A N S U N

(63)

 Mengubah koordinat dari model space ke dalam

world space.

 Dengan kata lain, meletakkan suatu model dalam suatu world pada lokasi yang tepat yang

didefinisikan oleh koordinatnya.

(64)

 Pergerakan dari suatu titik sepanjang sumbu koordinat tertentu.

G -H A N S U N

(65)

 Proses memutar obyek-obyek 3D sepanjang sumbu koordinat tertentu.

 Dapat dilakukan pada beberapa sumbu sekaligus. G

-H A N S U N

(66)

 Tindakan dalam membuat suatu obyek 3D menjadi lebih besar atau lebih kecil.

 Saat sebuah obyek di-skalasi, setiap titik pada obyek tersebut digandakan dengan suatu nilai.

 Nilai tersebut bisa berbeda untuk tiap sumbu yang berbeda, menghasilkan efek stretching.

G -H A N S U N

(67)

 Suatu proses yang mengatur sistem koordinat 3D untuk melihat pada arah yang tepat.

(68)

 Mengubah 3D scene ke dalam suatu citra 2D agar dapat digambarkan dalam layar monitor.

 Sederhananya, mengubah koordinat 3D ke dalam koordinat layar.

G -H A N S U N

(69)

 2D Form

 3D Form

(70)

 Menggambarkan suatu larik 2 dimensi yang terdiri atas bilangan-bilangan.

 Dalam 3D programming, matriks digunakan untuk merepresentasikan informasi selama transformasi dilakukan.

(71)

 Direct3D menggunakan sebuah struct dan sejumlah fungsi untuk menyederhanakan penerapan matriks.

(72)

 Suatu matriks Direct3D digunakan untuk

menyimpan data yang dibutuhkan dalam suatu transformasi.

 _{Sebuah world space (world transformation) terdiri atas}

teknik translasi, rotasi, dan skalasi model-model 3D ke dalam world space.

 Titik-titik dalam setiap model dikalikan dengan sebuah matriks untuk melaksanakan salah satu transformasi tersebut.

(73)

 Code berikut dapat digunakan untuk melakukan translasi sederhana.

 Dapat dijalankan di antara fungsi SetStreamSource() dan DrawPrimitive().

(74)

 Rotasi dapat dilakukan pada 3 arah berbeda (sumbu-x, sumbu-y, dan sumbu-z).

(75)

 Dilakukan sama seperti pada translasi dan rotasi, dengan satu fungsinya sendiri untuk menginisialisasi matriks sebelum digunakan.

(76)

(77)

(78)

 Dapat dilihat sebagai tahap untuk mengatur suatu virtual camera.

 Hanya ada 1 matriks dan 1 fungsi untuk membangun matriks tersebut.

(79)

(80)

 Dapat dilihat sebagai tahap mempersiapkan camera lens.

 Hanya ada1 matriks dan 1 fungsi untuk membangun matriks tersebut.

 The Field of View (fov)

 View-Plane Clipping

 Setting Up the Projection Matrix

(81)

 Mirip seperti fitur zoom suatu camera.

 Dalam grafik 3D, fov didefinisikan dengan mengatur jumlah radian yang diizinkan (secara vertikal).

 _{Nilai normalnya adalah 0.78539 (pi/4, atau 45}0_).

(82)

 Clipping adalah proses dimana Direct3D memotong bagian-bagian sebuah gambar yang tidak perlu

digambarkan.

 _{Direct3D menerapkan 2 view-planes, dan hanya}

menggambarkan grafik yang berada diantaranya.

G -H A N S U N

(83)

 Menggunakan fungsi

D3DXMatrixPerspectiveFovLH().

(84)

 Pencahayaan harus dinyatakan dalam 3D programming.

 Saat ini, untuk membiarkan segala sesuatu disinari secara otomatis (normal), kita matikan fungsi lighting.

 Cukup memanggil 1 perintah, yang dapat diletakkan pada fungsi awal initD3D().

(85)

 Header program

 Dalam fungsi initD3D()

 Dalam fungsi init_graphics(), ganti CUSTOMVERTEX:

(86)

 Fungsi render_frame()

(87)

(88)

(89)

http://directxtutorial.com/

http://i1.creativecow.net/u/106395/test2.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/RGBA_color_space Other web resources.