PUSTAKA
MODEL KONSEPTUAL GRAFIKA KOMPUTER
•
Sebagaimana sudah dijelaskan pada bagian awal buku ini, grafika
komputer adalah ilmu yang dipelajari dan dikembangkan untuk
mentransformasikan suasana atau pemandangan (scene) nyata yang ada
dalam ruang 3 dimensi ke dalam peralatan komputer, dalam hal ini adalah
layar monitor, yang pada dasarnya bekerja dalam 2 dimensi.
•
Proses transformasi pemandangan nyata yang begitu luas ke dalam
monitor computer yang relatif sempit memberikan pemahaman baru
akan perlunya windowing dalam proses tersebut. Proses windowing akan
membatasi luas pandang dari objek sesuai dengan ukuran window.
MODEL KONSEPTUAL GRAFIKA KOMPUTER
• Berikut ini adalah definisi dari beberapa istilah yang bisa mengantarkan kita kepada pemahaman konsep windowing. Window adalah sebuah area pada koordinat dunia yang dipilih untuk ditampilkan pada alat display; sedangkan Viewport adalah sebuah area pada alat display yang merupakan hasil pemetaan dari window. Ilustrasi pada Gambar 4.1 akan memberikan kejelasan tentang proses windowing.
• Gambar 4.1 adalah pemandangan nyata dalam koordinat dunia. Region persegi empat adalah windows yang tentunya memiliki ukuran tertentu. Pada saat kita akan memindahkan objek yang ada pada window ke dalam alat, maka kita melakukan proses
windowing. Hasilnya seperti ditunjukkan pada gambar di bawahnya. Tentu saja sistem
kordinat pada alat berbeda dengan sistem koordinat nyata. Koordinat nyata bekerja pada domain derajat, sedangkan koordinat alat bekerja pada domain piksel. Hal ini yang membuat diperlukannya pemetaan atau mapping dari koordinat dunia ke koordinat alat.
TRANSFORMASI WINDOWS VIEWPORT
• Ketika pemandangan ditampilkan pada layar, maka yang kelihatan hanya yang ada di dalam window sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
TRANSFORMASI WINDOWS VIEWPORT
• Proses pencuplikan pada windows disebut juga proses clipping, dimana yang terlihat oleh alat hanyalah yang ada di dalam windows saja, sebagaimana diilustrasikan pada gambar berikut
TRANSFORMASI WINDOWS VIEWPORT
• Langkah-langkah yang kelihatannya sederhana tersebut dapat digambarkan dengan skema sebagai berikut:
TRANSFORMASI WINDOWS VIEWPORT
• Proses pemetaan yang dilakukan melibatkan proses Matematika yang pada dasarnya tidak terlalu rumit. Di bawah ini disajikan penurunan formulasi untuk mendapatkan korelasi antara kordinat dunia dan (window) dan koordinat alat (viewport).
• Apabila diasumsikan ada sebuah titik pada kordinat dunia (Xw, Yw), dan diketahui ukuran windows adalah (Xwmin, Ywmin, Xwmax, Ywmax), dan ukuran
viewport adalah (Xvmin, Yvmin, Xvmax, Yvmax), maka koordinat titik (Xw, Yw)
CLIPPING
• Clipping adalah proses pemotongan objek atau pengguntingan objek sehingga hanya objek yang berada pada area yang menjadi perhatian saja yang terlihat. Proses ini merupakan hal yang bisa dengan teknologi yang ada dewasa ini, namun proses internlk pemrograman di dalamnya tidak sesederhana memakainya. Gambar di bawah ini mengilustrasikan proses clipping garis dan clipping poligon.
CLIPPING
Penampakan Garis
• Garis-garis yang tampak pada area gambar atau viewport dapat dikelompokkan menjadi tiga yaitu:
1. Garis yang terlihat seluruhnya (Fully visible).
2. Garis yang hanya terlihat sebagian (Partiality Visible). 3. Garis yang tidak terlihat sama sekali (Fully Invisible).
• Proses clipping dilakukan terhadap garis-garis yang berada pada kondisi ke-2 yaitu garis-garis yang hanya terlihat sebagian saja.
CLIPPING
Algoritma Clipping Garis Cohen-Shuterland
Pada algoritma Cohen-Sutherland, region viewport dibagi menjadi 9 dan masingmasing memiliki kode bit atau bit code yang terdiri dari 4 bit yang menyatakan kondisi dari garis yang melalui viewport atau region yang dimaksud
CLIPPING
Kode empat bit menunjukkan posisi ujung garis pada region viewport. Sebagai contoh garis dengan ujung yang memiliki kode bit 1001 artinya ujungnya ada di kiri atas
viewport. Ujung dengan kode bit 0010 berarti ada di kanan viewport. Dengan mengacu
CONTOH PERHITUNGAN
Diketahui koordinat viewport atau area gambar adalah (xMin, yMin, xMax, yMax) yaitu (1,1,4,5) dan dua buah garis P dengan koordinat (-1,2), (5,6) dan garis Q dengan koordinat (-1,5), (6,7).
1. Tentukan region code atau kode bit dari garis-garis tersebut
Karena region code dari kedua ujung garis tidak sama dengan 0000 maka garis P bersifat partialy invisible dan perlu dipotong.
Garis Q:
Dengan cara yang sama pada garis P maka akan ditentukan region code: Ujung garis Q(-1,5) mempunyai region code = 0001
Ujung garis Q(6,7) mempunyai regian code = 1010
Karena region code tidak sama dengan 0000 maka garis Q bersifat kemungkinan partialy invisible dan perlu dipotong.
Penentuan Titik Potong dengan Region
CONTOH PERHITUNGAN
CLIPPING
Algoritma Clipping Garis Liang-Barsky
Liang-Barsky menemukan algoritma clipping garis yang lebih cepat. Clipping yang lebih cepat dikembangkan berdasarkan persamaan parametrik dari segmen garis dapat ditulis dalam bentuk:
𝑥 = 𝑥1 + 𝑢. 𝑑𝑥 𝑦 = 𝑦1 + 𝑢. 𝑑𝑦
Dimana 𝑑𝑥 = 𝑥2 − 𝑥1 dan 𝑑𝑦 = 𝑦2 − 𝑦1. Dimana nilai 𝑢 [0,1]
Menurut Liang dan
Barsky bentuk pertidaksamaan sebagai berkut:
xwmin <= x1 + u.dx <= xwmax
ywmin <= y1 + u.dy <= ywmax
Dengan
CLIPPING
Dimana parameter p dan q ditentukan sebagai berikut:
k = 1 (Kiri): p1 = -dx, q1= x1-xwmin k = 2 (Kanan): p2 = dx, q2= xwmax – x1
k = 3 (Bawah): p3 = -dy, q3= y1-ywmin k = 4 (Atas): p4 = dy, q4= ywmax-y1
Garis yang sejajar dengan salah satu batas clipping mempunyai pk = 0 untuk nilai k=1,2,3,4 yaitu left, right, bottom, dan top. Untuk setiap nilai k, juga diperoleh qk < 0, maka garis sepenuhnya diluar batas clipping. Bila qk>=0, maka garis didalam dan sejajar batas clipping.
CLIPPING
Bila pk < 0, garis memotong batas clipping dari luar ke dalam, dan bila pk > 0, garis memotong batas clipping dari dalam ke luar. Untuk nilai pk yang tidak sama dengan 0, nilai u dapat diperoleh dengan
u = qk / pk
Untuk setiap garis, dapat dihitung nilai dan parameter u1 dan u2 yang menentukan posisi garis dalam bidang clipping. Nilai u1 diperlihatkan dengan batas clipping dimana garis memotong batas clipping dari luar ke dalam (p<0).
CLIPPING
Dengan nilai u1 adalah nilai maksimum dari nilai 0 dan bermacam-macam nilai r. Sebaliknya nilai u2 ditentukan dengan memeriksa batas dimana clipping dipotong oleh garis dari dalam keluar (p > 0). nilai rk dihitung untuk setiap batas clipping, dan nilai u2 merupakan nilai minimum dari sekumpulan nilai yang terdiri dari 1 dan nilai r yang dihasilkan. Bila u1 > u2, maka garis sepenuhnya berada di luar clip window dan dapat dihilangkan; sebaliknya bila tidak ujung dari garis yang di clip dihitung dari dua nilai parameter u.
Untuk (pi < 0) t1 = Max (rk) Untuk (pi > 0) t2 = Min (rk) Jika t1 < t2 cari nilai ujung yang baru.
t1 → ( x1 + dx * t1 , y1 + dy * t1) titik awal garis yang baru t2 →( x1 + dx * t1 , y1 + dy * t1) titik ujung garis yang baru
CLIPPING
Algoritma Liang-Barsky lebih efisien dibandingkan dengan Cohen-Sutherland karena perhitungan titik potong dihilangkan. Algoritma adalah sebagai berikut.
CONTOH PERHITUNGAN
Diketahui titik garis P1(-1,-2) dan P2(2,4) dan viewport xl = 0, xr = 1, yb = 0 dan yt = 1.Tentukan endpoint baru.
