ANALISI
DEFAU
SEKOLA
IS MODELL
LT (SCANL
AH TINGGI
LING 3D M
LINE) DAN
NASK
di
Had
0
MANAJEM
AMIKOM
YO
MENGGUNA
N TEKNIK R
KAH PUBLI
ajukan oleh
di Poerwan
09.11.3031
kepada
MEN INFOR
M YOGYAK
OGYAKART
2014
AKAN TEK
RENDERIN
KASI
h
nto
RMATIKA
KARTA
TA
KNIK REND
NG MENTA
DAN KOM
DERING
L RAY
PUTER
3D MODELLING ANALYSIS USING DEFAULT RENDERING TECHNIQUES (Scanline) AND MENTAL RAY RENDERING TECHNIQUES
ANALISIS MODELLING 3D MENGGUNAKAN TEKNIK RENDERING DEFAULT (SCANLINE) DAN TEKNIK RENDERING MENTAL RAY
Hadi Poerwanto Dhani Ariatmanto Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT
The need for data and information technology as well as supporting the current technology is quite significant . One is that the current 3D technology has been developed and used in a variety of areas , in the form media , movies , games, and engineering character or object.
Comparative analysis of the background of this rendering technique is due to the significant difference is quite apparent from the data geometry , viewpoint , texture and light are needed to form a realistic image that affects the value of a 3D image in terms of quality as well as the proper use of the 3D image formats and animation . It can be concluded that the purpose of this analysis is to create an idea or conclusion about the Default Rendering Technique Comparison ( Scanline ) with Mental Ray Rendering Techniques.
In this paper will be made in the format of Figure ( . JPG ) using Autodeks Applications 3ds Max 2012 and Adobe Photoshop CS3 is to make and analyze 3D models Audy R8 Spyder cars that focuses on lighting technique with two techniques , namely rendering Rendering Default ( Scanline ) and techniques Mental Ray rendering . From the making of this thesis , the result may be a lot of help the designer in particular students or any student in the Multimedia 3D rendering process and its advantages are also weaknesses in the two Rendering . It is expected to better understand the content of the information provided , in accordance with the purpose of analysis.
1. PENDAHULUAN
Rendering merupakan proses untuk membentuk sebuah gambar dari sebuah model yang dibentuk oleh perangkat lunak animasi. Model tersebut berisi data geometri, titik pandang, tekstur dan cahaya yang diperlukan untuk membuat gambar yang utuh. Selain itu, Rendering 3D merupakan proses yang sangat penting dan telah digunakan untuk berbagai macam penggunaan, seperti program permainan komputer, efek spesial pada film dan program simulasi.
Pada skripsi ini dibuat model 3D yakni mobil Audy R8 Spyder dengan menganalisa perbandingan kualitas citra realistis, waktu render, dan kinerja render yaitu dengan Teknik Rendering Default (Scanline) dan Teknik Rendering Mental Ray yang bertitik berat pada Teknik Pencahayaan. Adapun tujuan dari analisa ini selain untuk mengembangkan wawasan tentang ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan Multimedia juga untuk menambah pengetahuan para pelajar, mahasiswa, ataupun desaigner Multimedia untuk lebih memahami informasi mengenai Modelling 3D, Tehnik Rendering dan Tehnik Pencahayaan
2. LANDASAN TEORI
2.1 Multimedia
2.1.1 Pengertian Multimedia
Multimedia adalah interaksi antara elemen-elemen media. Multimedia dapat dikatakan mempunyai arti melibatkan banyak (multi) media. Dengan menggunakan media maka informasi yang ditampilkan dapat lebih mudah untuk dimengerti oleh sasaran. Hal ini disebabkan pada saat informasi muncul di layar maka semua elemen dapat ditampilkan secara serempak pada waktu yang bersamaan.
2.2 3 Dimensi (3D)
Pengertian 3 dimensi atau biasa disingkat 3D atau disebut ruang, adalah bentuk dari benda yang memiliki panjang, lebar, dan tinggi. Obyek 3-D adalah sekumpulan titik-titik 3-D (x,y,z) yang membentuk luasan-luasan (face) yang digabungkan menjadi satu kesatuan. Face adalah gabungan titik-titik yang membentuk luasan tertentu atau sering dinamakan dengan sisi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni, animasi, komputer dan matematika. 3D animasi membutuhkan proses yang relatif lebih sederhana dibandingkan 2D animasi (cel animation) karena semua proses bisa langsung dikerjakan dalam satu komputer software. Secara garis besar proses 3D animasi bisa dibagi 4 tahap yaitu:
1) Modeling 2) Animating 3) Texturing 4) Rendering 2.2.1 Pengertian Rendering
Rendering adalah proses yang menggabungkan model geometris dengan deskripsi permukaan , pencahayaan, dan data lainya untuk membuat citra visual. Perangkat lunak atau komponen untuk melakukan rendering disebut renderer (Brooker 2008).
2.2.1.1 Default (Scanline)
Scanline rendering adalah sebuah teknik rendering dalam komputer grafik 3D yang bekerja berdasarkan baris per baris dari poligon dan pixel. Setiap polygon yang akan dirender pertama akan disusun dari puncak atas kordinat Y dimana pertama kali muncul, kemudian tiap tiap baris atau scanline dari image dikomputasikan dengan menggunakan perpotongan antara scanline dengan polygon yang terdaftar, dimana scanline bergerak secara berurutan menuju kebawah gambar (Morein S. 2000).
Scanline rendering lebih merupakan metode yang digunakan dalam menghasilkan grafik pada motion pictures dalam komputer grafik, selain juga digunakan untuk video game dan pada kebanyakan sebagai visualisasi model pada berbagai teknik terapan. Dalam scanline rendering, penggambaran dihasilkan dengan melakukan iterasi melalui bagian komponen dari geometri sederhana. Jika jumlah dari pixel yang keluar relative konstan, maka waktu render cenderung meningkat dalam proporsi liner berdasarkan dari jumlah geometri sederhana tersebut.
2.2.1.2 Mental Ray
Metode ini memberikan hasil yang hampir sama dengan scanline rendering, tetapi render Mental Ray mampu memberikan efek optik yang lebih baik, seperti simulasi dari refleksi dan refraksi yang lebih akurat dengan hasil output yang lebih baik. Perbedaannya yaitu mental ray mengikuti sinar yang diawali dari titik mata, dan merupakan pengembangan dari raycasting, bukan dari sumber cahaya seperti yang digunakan oleh scanline rendering (Klein, W. Li, M. Kazhdan, W. Corrka, A. Finkelstein, T. Funkhouser. 2000).
Mental Ray bekerja dengan mencari jejak sebuah garis cahaya yang berpotongan (Intersect) dengan lensa kamera. Karena bekerja dengan mengikuti arah garis sinar yang berlawanan, berbagai informasi visual dari seluruh scene
dikumpulkan dan dihasilkan pada titik pandang dari kamera / mata. Tetapi hasil dari refleksi dan refraksi dari absorpsi dikalkulasikan ketika sinar tersebut berinteraksi / berpotongan dengan obyek serta media lainnya dalam scene.
2.3 Teknik Pencahayaan
2.3.1 Teknik Pencahayaan Indoor
Pencahayaan indoor kebanyakan merupakan pencahayaan buatan yang berasal dari lampu ruangan. Ada juga cahaya dari luar ruangan yang masuk kedalam ruangan melalui sebuah lobang, jendela atau atap transparan. Sumber cahaya itu akan menentukan bagaimana suasana dari ruangan tersebut.
1) Three Point Lighting
Three-point lingting adalah teknik dasar yang biasa dipakai dalam dunia sinematografi dan foto-foto grafi. Dalam pencahayaan ini ada 3 poin, yaitu keylight (lampu utama yang nantinya bayangan terbentuk), fill-light (lampu pengisi yang nantinya intensitasnya lebih kecil dan tanpa bayangan), dan backlight (lampu belakang yang membantu cerahnya tampilan objek). 2) Area Light (Sumber Cahaya)
Berbeda dengan three-point light, area light adalah sumber cahaya yang terlihat berpendar. Contoh pada kenyataan biasanya terlihat seperti lampu, sinar matahari, sinar bulan, dan lain sebagainya.
2.3.2 Teknik Pencahayaan Outdoor
Pencahayaan outdoor bisa diartikan sebagai pencahayaan yang berada diluar ruangan. Cahaya itu bisa berasal dari cahaya matahari dan cakrawala (Sunlight & Skylight) : sunlight berasal dari satu titik, yaitu contoh matahari itu sendiri. Sementara itu skylight atau cahaya cakrawala adalah cahaya matahari yang terpantul dari lapisan atmosfer bumi. Cahaya itu bisa berubah-ubah tergantung cuaca dan waktu bahkan letak geografis.
Adapula moon light yang dibuat berdasarkan sinar bulan juga lampu buatan pada malam hari yang menerangi jalan. Sinar bulan adalah pantulan dari sinar matahari sehingga warnanya cenderung seperti sinar matahari.
2.4 Analisis Ragam
2.4.1 Analisis Variance (ANOVA)
Analysis of Varience (ANOVA) merupakan salah satu teknik analisis multivariate yang berfungsi untuk membedakan rerata lebih dari dua kelompok data dengan cara membandingkan variansinya. Analisis varian termasuk dalam kategori
statistik parametric. Sebagai alat statistika parametric, maka untuk dapat menggunakan rumus ANOVA harus terlebih dahulu perlu dilakukan uji asumsi meliputi normalitas, heterokedastisitas dan random sampling.
2.4.2 Uji Duncan
Uji Duncan atau juga dikenal dengan istilah Duncan Multile Range Test (DMRT) memiliki nilai kritis yang tidak tunggal tetapi mengikuti urutan rata-rata yang dibandingkan. Uji Duncan adalah uji lanjutan untuk mengetahui nilai tengah mana saja yang sama dan nilai tengah mana saja yang tidak sama ketika pengujian kehomogenan beberapa nilai tengah memberikan hasil menolak hipotesis nol dan menerima hipotesis alternatif.
3. ANALISIS (PROSES PENELITIAN) 3.1 Analisis SWOT
Untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan dalam analisis dan perancangan model 3D dengan perbandingan rendering ini maka digunakanlah analisis SWOT. Analisis SWOT adalah metode perencanaan strategi yang digunakan untuk mengevaluasi kekuatan, kelemahan, peluang, dan ancaman dalam suatu perancangan.
3.2 Perancangan Sistem 3.2.1 Workflow Penelitian
Work Flow Penelitian menyajikan alur penelitian dari awal hingga akhir, adapun Work Flow Penelitian pada Sistem Analisa Perbandingan Rendering ini adalah sebagai berikut : Studi Pustaka Mulai Desain Perancangan Pengujian Berdasarkan
Realistis Citra dan Waktu Rendering
Evaluasi
3.2.2 W Unt beberapa presepsi mengguna 4. HASIL P 4.1 Pemb 4.1.1 K Pen pertama y dilakukan perbandin (Scanline) Scanline A light, citra Workflow Rili uk lebih spe tahap yaitu R responden, akan ANOVA PENELITIAN bahasan Kualitas Citra ngujian Kuali yaitu dengan dengan men gan nilai citra ) dan Mental Area light, citr kelima Menta K Pa Gambar 3. is dan Pengu esifik Work F Rendering, Pu Waktu Rend A dan Uji Dunc
Gambar 3.2 DAN PEMBA a tas fokus pa n Citra kont nganalisa has a. Disajikan 6 Ray. Citra pe ra ketiga Sca alray area ligh Kualitas arameter Analisis H0 Dit Diterim 1 Work Flow ujian
Flow Rilis dan ublikasi sehin der, serta m can. 2 Work Flow AHASAN ada perband tinue dan ya sil rendering 6 buah citra y ertama yaitu nline Sunligh ht, dan citra k Re D S AN olak ma C Uji D Penelitian n Pengujian ngga mendap membandingka Pengujian dingan citra. ang kedua d tiap metode yang merupa Scanline thre t, citra keemp keenam Ment ndering Data elesai NOVA Citra Duncan yang dilakuk atkan Rank b an Rank an Ada 2 peng dengan peng sehingga me akan hasil ren ee-point light, pat Mentalray al ray Sunligh W R kan dengan berdasarkan ntar metode gujian yang gujian yang enghasilkan nder Default citra kedua y three-point ht. Waktu Render
S R k G T Ga Tabel 4.1 SK Rata-rata kolom Galat Total Kar kearah pe metode m Unt berbeda n Mem grafik perb ambar 4.1 Cit Hasil Analisi JK JKK = 128 JKG = 0 JKT = 128 rena F hitung enolakan (F emberikan ra uk menentuk nyata maka di mbandingkan bandingan se tra Teknik Re is Variansi (A Db 8 Db numerat (k-1) = 2 Db de (N-k) = 6 N - 1 = 8 ada di daera hitung > F ata-rata kualita kan metode y gunakan Uji l n nilai tengah ebagai berikut ender Default NOVA) Kuali (Scanline) KT to 2 KTK = num 6 KTG = 8 ah yang belu tabel) maka as render yan yang membe lanjutan Dunc dengan nilai t : (Scanline) da itas Render T Fhi = 64 Fhi = 0 um diketahui H0 ditolak, ng berbeda ny erikan rata-ra can. signifikan Du an Grafik HSB Teknik Render tung F tung = * F 5 maka diambi minimal ada yata ata kualitas r uncan sehingg B r Default Ftabel Ftabel = 5.14 l keputusan a sepasang render yang ga diperoleh
Gam 4.1.1.2 K bar 4.2 Grafik Kualitas Citra k Nilai tengah a Teknik Ren h kualitas Tek nder Mental R knik Render D Ray Default (Scanlline)
S R k G T Tabel 4.2 H SK Rata-rata kolom Galat Total Gambar 4.3 Hasil Analisis JK JKK = 114 JKG = 0 JKT = 114 3 Citra Teknik Variansi (ANO Db 4 Db numerat (k-1) = 2 Db de (N-k) = 6 N - 1 = 8 k Render Men OVA) Kualitas KT to 2 KTK = num 6 KTG = 8
ntal Ray dan G s Render Tek Fhi = 57 Fhi = 0 Grafik HSB knik Render M tung F tung = * F 5 5 Mental Ray Ftabel Ftabel = 5.14 5.14
Kar kearah pe metode m Unt berbeda n dengan n berikut : Ga 4.1.2 P Pen stopwatch rendering lalu diana terdapat t Light Scan 4.1.2.1 W Tabel No. Me P1 3 poin Scanl rena F hitung enolakan (F emberikan ra uk menentuk nyata maka d nilai signifika ambar 4.4 Gr Pengujian Wa ngujian pada h yang dihitu dengan tiga k alisa menggu iga metode y nline. Waktu Rende 4.9 Hasil Pe etode nt light ine 1 ada di daera hitung > F ata-rata kualita kan metode y digunakan Uj n Duncan s
rafik Nilai ten
aktu Render tahap ini di ng dari wakt kali perulanga unakan Anal yaitu Three-po er Pada Tekn ngujian Wakt Wa Ulangan 1 4.87 ah yang belu tabel) maka as render yan yang membe ji lanjutan D sehingga dipe gah kualitas cari waktu re tu render un an. Hasil yang lisis Varians oint Light Sc nik Render D tu Render Tek aktu render (d Ulangan 2 15.25 um diketahui H0 ditolak, ng berbeda ny erikan rata-ra uncan. Mem eroleh grafik Teknik Rende ender (detik) tuk setiap m g didapat dar atau yang anline, Area efault (Scan knik Render D detik) 2 Ulangan 15.07 maka diambi minimal ada yata. ata kualitas r bandingkan k perbanding er Mental Ray tercepat me metode dilaku ri pengujian w biasa diseb Light Scanlin line) Default (Scan Rata n 3 15.06 l keputusan a sepasang render yang nilai tengah an sebagai y enggunakan ukan proses waktu render but ANOVA ne, dan Sun
nline)
S R k G T Tabel 4.3 SK Rata-rata kolom Galat Total Kar kearah pe metode m Unt berbeda n Mem grafik perb P2 Area Scanl P3 Sun L Scanl 3 Hasil Analis JK JKK 1468090.4 JKG = 590 JKT 1468680.3 rena F hitung enolakan (F emberikan ra uk menentuk nyata maka di mbandingkan bandingan se light ine 2 Light ine 8 sis Variansi (A Db = Db numerat (k-1) = 2 Db de (N-k) = 6 = N - 1 = 8 ada di daera hitung > F ata-rata kualita kan metode gunakan Uji l n nilai tengah ebagai berikut 7.34 58.86 ANOVA) Wak (Scanline) KT to KTK 73404 num 6 KTG = 8 ah yang belu tabel) maka as render yan yang memb lanjutan Dunc dengan nilai t : 27.19 882.30 ktu Render Te Fhi = 45.2 Fhi 741 = 98.33 um diketahui H0 ditolak, ng berbeda ny berikan rata-r can. signifikan Du 27.04 892.32 eknik Render itung F itung = 14.6 F 5 maka diambi minimal ada yata rata waktu re uncan sehingg 27.19 877.83 Default Ftabel Ftabel = 5.14 l keputusan a sepasang ender yang ga diperoleh 3
Gambar 4.5 Grafik Nilai tengah kualitas Teknik Render Default (Scanline)
4.1.2.2 Waktu Render Pada Teknik Render Mental Ray
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Waktu Render pada rendering Mental Ray
Tabel 4.4 Hasil Analisis Variansi (ANOVA) Waktu Render Teknik Render Mental Ray
SK JK Db KT Fhitung Ftabel Rata-rata kolom JKK = 10479.2 Db numerato (k-1) = 2 KTK = 5239.6 Fhitung = 861.78 Ftabel = 5.14 Galat JKG = 36.48 Db denum (N-k) = 6 KTG = 6.08 Total JKT = 10515.68 N - 1 = 8
Karena F hitung ada di daerah yang belum diketahui maka diambil keputusan kearah penolakan (F hitung > F tabel) maka H0 ditolak, minimal ada sepasang metode memberikan rata-rata kualitas render yang berbeda nyata
Untuk menentukan metode yang memberikan rata-rata waktu render yang berbeda nyata maka digunakan Uji lanjutan Duncan.
Membandingkan nilai tengah dengan nilai signifikan Duncan sehingga diperoleh grafik perbandingan sebagai berikut :
No. Metode Waktu render (detik) Rata-rata
Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3
P4 3 point light Mental Ray 92.05 90.65 92.50 91.73 P5 Area light Mantal Ray 176.92 175.87 175.13 175.97 P6 Sun Light Mental Ray 66.17 63.78 66.20 65.38
d y j R Ga 5. KESIMP Berdas dan dengan yang bertitik judul “Analis Rendering R 1. Untuk p pencah ¾ P Au ¾ Un ¾ Te m ¾ Un 2. Berdas 1. Ku nila Me nya ambar 4.6 Gr PULAN sarkan pada adanya pene berat pada sis Modeling Realistis Men pembuatan m hayaan, yaitu Pembuatan m utodesk 3ds M ntuk pengolah ehnik pencah odel 3D agar ntuk penyajia sarkan penguj alitas Teknik ai citra realis ental Ray dar
ata.
rafik Nilai ten
pembahasan elitian hasil r
Tehnik Penc
g 3D mengg ntal Ray” dap
model 3D mob dengan lang model 3D mo Max mulai da han blueprint hayaan diguna nampak lebi annya dibuat d jian kualitas d k Render Def
stis yang ber ri tiap metod gah kualitas n yang telah rendering pad cahayaan dan gunakan Tek pat diambil ke bil Audy R8 S kah : obil Audy R8 ri pembuatan diolah mengg akan agar da h menyerupa dalam bentuk dan waktu ren fault (Scanline rbeda nyata. e menghasilk Teknik Rende di bahas pad da model 3D n pembuatan knik Renderi simpulan bah Spyder yang Spyder ini n body, ban, d gunakan softw apat menghas ai nyata. k Gambar (.JP nder diperole e) dari tiap m Begitu pula kan nilai citra
er Mental Ray da halaman s mobil Audy laporan skr ng Default d hwa : bertitik berat menggunaka dan backgrou ware Adobe P silkan citra re PG) h hasil : metode meme dengan Tek a realistis ya y sebelumnya R8 Spyder ipsi dengan dan Teknik pada tehnik an software nd. Photoshop. ealistis pada enghasilkan knik Render ang berbeda
2. Efek yang disimulasikan oleh metode Default (Scanline) seperti refleksi dan bayangan, mampu ditampilkan lebih natural oleh metode Mental Ray.
3. Kemampuan untuk menghasilkan image yang lebih fotorealistik pada metode Mental Ray. Hal ini disebabkan kemampuan Mental Ray dalam melepas sinar lebih banyak dari Scanline, sehingga mampu menampilkan image dengan efek optik lebih akurat seperti pemantulan, pembiasan, serta bayangan.
4. Mental Ray berjalan dengan proses baru setiap kali titik sinar dijalankan secara berbeda. Sedangkan Default (Scanline) menggunakan data yang saling berhubungan untuk proses komputasi secara bersamaan antara pixel. Sehingga kinerja Mental Ray dalam proses rendering berjalan lebih lambat dibandingkan Default (Scanline).
5. Waktu yang telah diuji dan dianalisa pada kedua render menghasilkan bahwa kinerja render Scanline dan Mental Ray mempunyai waktu render berbeda nyata.
5.1 Saran
Mengingat tidak ada yang sempurna di dunia ini, disadari sepenuhnya skripsi ini masih banyak kekurangan sehingga kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan. Kiranya skripsi ini dengan segala kelebihan dan kekurangan dapat diterima serta member manfaat yang sebesar-besarnya bagi para pembaca.
Berdasarkan kesimpulan di atas, penulis memberikan saran sebagai berikut: 1. Membandingkan metode dengan parameter yang berbeda.
2. Memperkuat dasar teori sehingga pengujian serta pembahasan lebih dapat diterima dan dipahami lebih baik lagi.
3. Diharapkan juga adanya pengembangan terhadap sistem analisis yang lebih luas yang bisa mencakup semua informasi mengenai Rendering.
Demikian saran yang penulis sampaikan agar dapat diterima sebagai masukan. Semoga Sistem Analisis Perbandingan Rendering ini dapat digunakan sebaik-baiknya dan mendapatkan manfaat yang maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2006. Pemodelan 3 Dimensi dengan 3D Studio Max 8. Semarang: Wahana Komputer.
Hendri Hendratman & Robby , 2011, The Magic og 3D Dtudio Max, Penerbit Informatika, Bandung.
Morein S. ATI Radeon HyperZ, 2000, Technology In Workshop on Graphics Hardware, Hot3D Proceedings, ACM SIGGRAPH. Eurographics
A. Klein, W. Li, M. Kazhdan, W. Corrka, A. Finkelstein, T. Funkhouser.,2000, "Nonphotorealistic virtual environments", SIGGRAPH
Sudarmawan, ST, MT, Dony Arius, 2007, Interaksi Manusia dan Komputer, Penerbit Andi, Yogyakarta.
Wahana Komputer, 2013, Kupas Habis Tehnik Pencahayaan dengan V-Ray dan Mental Ray, Penerbit Andi dan Wahana Komputer, Semarang.
H. Abdul Taram Ahmad MSi, Rancangan Percobaan, copyright © Program Studi Pendidikan Matematika UAD, Yogyakarta.
http://www.coolphptools.com/color_extract diakses pada Rabu 12 Desember 2013 08.30 http://aja-dibuka.blogspot.com/2013/05/cara-mengetahui-kode-warna.html diakses pada Rabu 12 Desember 08.30
