SISTEM GRAFIKA KOMPUTER
PENDAHULUAN
Pada saat ini perangkat keras dan perangkat lunak telah tersedia untuk kelengkapan berbagai aplikasi grafika.
Kemampuan untuk menyajikan bentuk dua dimensi dan tiga dimensi merupakan hal yang sudah biasa dalam aplikasi grafika pada umumnya.
Dengan Personal Computer (PC), dapat digunakan berbagai
Teknologi Display
Penggunaan alat utama untuk menampilkan output pada sistem grafika adalah video monitor.
Operasi pada sebagian besar video monitor berdasarkan perancangan Cathode RayTube (CRT).
Cara kerja dari operasi CRT adalah sebagai berikut : Sebuah
electron gun memancarkan elektron, melalui focusing system
(sistem untuk menentukan fokus), dan deflection system
(sistem untuk mengatur pembelokan) sehingga pancaran
elektron mencapai posisi tertentu dari lapisan fosfor pada
layar.
Kemudian, fosfor memancarkan sinar kecil pada setiap posisi yang berhubungan dengan pancaran elektron.
Sinar yang dipancarkan dari fosfor cepat hilang, maka diperlukan pengaturan supaya fosfor tetap menyala.
Hal ini dilakukan dengan cara refreshing, yaitu
Teknologi Display
Focusing system pada CRT diperlukan untuk mengarahkan pancaran elektron pada suatu titik tertentu dari lapisan fosfor.
Pengaturan fokus dapat dilakukan pada electric dan magnetic field. Dengan electronic focusing, pancaran elektron melewati metal electrostatic yang berfungsi sebagai lensa untuk mengatur fokus dari pancaran elektron ke tengah monitor.
Resolusi adalah jumlah titik per centimeter yang dapat ditempatkan menurut arah horizontal dan vertikal.
Resolusi tergantung pada tipe fosfor, intensitas yang
Teknologi Display
Display yang umum digunakan
Mengosongkan tabung kaca
Menggunakan voltase tinggi
Pemanasan elemen (filament)
Elektron ditarik ke kutub positif yang berfokus pada silinder
Pembelokan papan vertikal dan
Teknologi Display CRT
(Cathode Ray Tubes)
Teknologi
Display
Vector Display
Awal komputer display : dasar dari oscilloscope
Kendali X,Y dengan vetikal/horisontal papan voltase
Sering digunakan intensitas sebagai Z
Teknologi Display CRT
(Cathode Ray Tubes)
Raster-scan Display
Pada jenis ini pancaran elektron bergerak ke seluruh layar baris per baris dari atas ke bawah. Pada saat pancaran elektron bergerak pada tiap baris, intensitas pancaran timbul dan hilang untuk mendapatkan sinar spot.
Definisi gambar disimpan dalam memori yang disebut refresh buffer atau frame buffer.
Teknologi Display CRT
(Cathode Ray Tubes)
Refreshing pada raster-scan display mempunyai nilai 60 sampai 80 frame per detik.
Kembalinya scan pada bagian kiri layar setelah refreshing tiap scane line disebut horizontal retrace.
Raster-scan Display
Teknologi Display CRT
(Cathode Ray Tubes)
Raster: array segiempat berisi titik/ dot
Pixel: satu dot atau picture elemen dari raster
Scan line: baris dari pixel
TV B/W : suatu oscilloscope dengan pola scan yang tetap : kiri ke kanan, atas ke bawah
Untuk menggambar pada screen, komputer membutuhkan
sinkronisasi dengan pola scanning dari raster.Diperlukan memori khusus untuk buffer citra dengan scan out sinkronous ke raster yang
Raster-scan Display
Teknologi Display
CRT (Cathode Ray Tubes)
Random-scan Display
Pada saat mengoperasikan unit random-scan display, pancaran elektron diarahkan hanya ke bagian layar di mana gambar dibuat.
Random-scan monitor yang hanya membuat gambar dengan satu garis pada suatu saat disebut vector display, stroke writing, atau calligraphic display.
Refresh rate pada random-scan display tergantung dari jumlah garis yang ditampilkan.
Definisi gambar disimpan sebagai satu blok perintah line drawing disebut refresh display file. Untuk menampilkan gambar tertentu, setelah semua perintah gambar diproses, siklus sistem kembali pada perintah baris pertama.
Monitor Color CRT
Color CRT menampilkan gambar dengan kombinasi fosfor yang memancarkan sinar warna yang berbeda.
Dengan menggabungkan sinar dari fosfor yang berbeda, tingkat dari warna dapat ditampilkan.
Terdapat dua teknik dasar untuk mendapatkan
warna, yaitu beam penetration dan shadow mask.
Raster Display : CRT Color
Membutuhkan pabrikasi dengan tingkat ketelitian geometri yang tinggi
Menggunakan pola warna fosfor (merah, hijau, biru) :
Monitor Color CRT
Beam penetration digunakan untuk menampilkan gambar berwarna dengan random-scan monitor.
Dua lapisan fosfor, biasanya merah dan hijau, dilapiskan pada bagian dalam dan warna yang dihasilkan tergantung dari seberapa besar pancaran elektron menembus lapisan fosfor.
Pancaran yang lemah hanya mencapai bagian luar lapisan merah.
Pancaran yang lebih kuat dapat menembus lapisan merah dan mencapai bagian dalam dari lapisan hijau.
Pada kecepatan menengah , kombinasi antara sinar merah dan hijau menghasilkan warna tambahan misal orange atau kuning.
Monitor Color CRT
Metode shadow mask biasanya digunakan pada raster-scan system termasuk TV.
Metode ini menghasilkan tingkat warna yang lebih banyak dibandingkan dengan metode beam
penetration.
Monitor Color CRT
Shadow-mask CRT mempunyai 3 macam fosfor warna pada titik pixel yaitu merah, hijau, dan biru.
CRT mempunyai tiga electron gun untuk setiap titik warna, sedangkan shadow mask terletak di belakang lapisan fosfor
pada layar.
Color CRT dalam sistem grafika dirancang sebagai RGB monitor.
Monitor ini menggunakan metode shadow mask dan mengambil tingkat intensitas untuk setiap electron gun (red, green, blue) langsung dari sistem komputer tanpa
pemrosesan antara.
Monitor Color CRT
Keuntungan CRT
Tampilannya solid
Biayanya relatif murah
Terang, tampilan mengeluarkan sinar
Kekurangan CRT
Ukuran array memori untuk screen cukup besar
Discrete sampling (pixel)
Ukurannya terbatas hingga 40”
Konsumsi listrik lebih besar
Awal teknologi televisi
Resolusi tinggi
Membutuhkan sinkronisasi antara signal video dan sinar elektron vertikal sync pulse
Awal layar komputer
Menghindari sinkronisasi dengan menggunakan algoritma ‘vector’
flicker dan refresh menjadi problem
Warna lebih akurat & tajam
Bebas dead pixel, ghosting dan viewing angle
Flat Panel Display
Flat panel display mempunyai ukuran lebih tipis dari pada CRT.
Penggunaan flat panel display diantaranya pada TV dengan ukuran kecil, kalkulator, komputer laptop, dan lain-lain.
Flat panel display dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu emissive display (emitters) dan nonemissive display.
Emissive display mengkonversi energi listrik menjadi sinar, contohnya yaitu plasma panel, light emitting diode.
1. Liquid Chrystal Display (LCD)
LCD biasanya digunakan untuk suatu sistem yang kecil, seperti komputer laptop dan kalkulator.
Nonemitters ini menghasilkan gambar dengan meneruskan sinar dari sekitarnya atau dari sinar di dalam yang menembus material liquid-chrystal.
Liquid-chrystal terdiri dari susunan molekul yang dapat bergerak seperti cairan.
Definisi gambar disimpan dalam refresh buffer, dan refreshing dilakukan dengan rate 60 frame per detik.
Flat Panel Display
Liquid Crystal Display (LCD)
LCDs: molekul organik, organic molecules, berbentuk kristal, yang mencair pada keadaan panas.
Anyaman kristal mempolarisasi cahaya pada 90º.
LCD bereaksi sebagai katup cahaya, tidak mengeluarkan cahaya dan tergantung pada cahaya eksternal. source.
Laptop screen
•backlit
Keuntungan Monitor LCD :
Kualitas gambar lebih jernih dan tajam
Menghasilkan warna yang lebih realistis
Sinar yang dipancarkan oleh LCD tidak melelahkan mata
Kosumsi listrik lebih hemat
Pengaturan display lebih user friendly (mudah)
Dimensi yang tipis dan ringan sehingga menghemat ruang
Teknologi anti glare (tanpa bayangan)
Tidak ada radiasi yang dipancarkan.
• Keuntungan Monitor LCD :
Layar LCD cenderung lebih sensitive
Viewing angle terbatas, colour depth terbatas dan gradasi warna kurang
Tampilan gambar baik hanya di resolusi nativenya
Respone time dan ghosting
2. Plasma Panel, Plasma Display panel (PDP)
Konsep teknologi ini diperkenalkan pada tahun 1936.
Dengan teknologi yang dihasilkan, mampu membuat layar dengan ketipisan menyerupai LCD dan sudut pandang yang dapat selebar CRT.
Flat Panel Display
2. Plasma Panel, Plasma Display panel (PDP)
Kapsul berisi gas yang digerakkan oleh medan listrik menghasilkan sinar UV
UV menggerakkan phosphor
Phosphor menghasilkan beberapa warna
Flat Panel Display
2. Plasma Panel
Satu set konduktor ditempatkan vertikal pada pelat pertama dan yang lainnya ditempatkan horizontal pada pelat kedua.
Tegangan antara kedua pelat tersebut disebabkan oleh gas neon diantaranya.
Definisi gambar disimpan dalam refresh buffer, dan tegangan menyebabkan refreshing pixel pada posisinya sebanyak 60 kali tiap detik.
Flat Panel Display
2. Plasma Panel
Keuntungan :
Sudut pandangnya lebar
Baik untuk format tampilan besar
Tingkat terangnya cukup baik
Contrast rasio yang tinggi ( 1: 2.000.000)
Kerugian :
Mahal
Pixelnya lebar (~1 mm vs. ~0.2 mm)
Fosfor berangsur-angsur berkurang–
Dibandingkan dengan CRT kurang terang, membutuhkan lebih banyak listrik.
Flat Panel Display
3. DMP/DLP
Digital Micromirror Devices (projectors) atau Digital Light Processing
Perangkat
Microelectromechanical (MEM), difabrikasi dengan teknikVLSI.
Flat Panel
Display
3. DMP/DLP
DMD adalah digital pixel sebenarnya
Beragam tingkat keabuan dengan panjang pulse modulasi
Warna : multiple chips, atau color-wheel
Resolusinya besar
Sangat terang
Flicker problems
Flat Panel
Display
Perlengkapan
grafika komputer
Monitor
Komponen Utama Monitor :
Display
Frame Buffer berbentuk matriks
Display Controller/Display processor
Dari cara menampilkan gambar :
Vector Display/Calligraphic Display/ Stroke Display (60-an)
Raster Display. (70-an)
Vector Display
Raster Display
Plotter
Pen plotter menggerakkan pen diatas kertas secara random, seperti vector-drawing. Pada pembuatan gambar garis, pen diletakkan tepat pada posisi awal garis, turun ke bawah, kemudian bergerak menurut garis lurus sampai titik akhir garis. Pada posisi tersebut pen diangkat ke atas dan berpindah ke garis lain.
Cara kerja pen plotter ada 2 macam :
Flatbed plotter
Flatbed plotter
Menggerakkan pen pada posisi x dan y di atas kertas. Pen dapat naik turun untuk mendapatkan posisi yang tepat pada kertas. Flatbed plotter tersedeia dengan ukuran 12 x 18 inch sampai dengan 6 x 10 feet, bahkan lebih.
Drum plotter
Berlawanan dengan flatbed plotter, drum plotter
menggerakkan kertas sepanjang suatu axis dan pen
sepanjang axis yang lain.
Keyboard
Digunakan sebagai alat input untuk memasukkan
teks (data bukan grafik), seperti nama label yang
berhubungan dengan grafik tertentu, koordinat
layar, pemilihan menu, fungsi grafik.
Mouse
Berbentuk kotak kecil, mudah dipegang, digunakan untuk mengatur posisi kursor pada layar. Bagian bawah mouse terdapat roda atau bola yang digunakan untuk menentukan jumlah dan arah dari gerakan.
Untuk mendeteksi gerakan mouse bisa dengan sensor
optik.
Trackball dan Spaceball
Sebuah bola yang dapat diputar dengan jari untk
menghasilkan posisi kursor pada layar. Trackball
digunakan pada aplikasi 2 dimensi, spaceball pada
aplikasi 3 dimensi, virtual reality, pemodelan.
Joystick
Terdiri dari tongkat kecil yang terpasang pada sistem untuk mengendalikan kursor pada layar, dapat bergerak bebas kanan-kiri, maju-mundur, atas-bawah, berputar.
Penggunaan umumnya lebih sulit dilakukan karena
perpindahan posisi yang kecil memerlukan lima atau
sepuluh kali gerakan kursor, hal ini menyebabkan posisi
kursor pada layar tidak tepat seperti yang dikehendaki,
Joystick
Glove
Digunakan untuk mendetekasi gerakan jari dan tangan.
Sepasang elektromagnet antara antena pemancar dan
penerima digunakan untuk melengkapi informasi
tentang posisi dan orientasi dari tangan.
Digitizer
Alat untuk membuat gambar, lukisan, atau memilih posisi koordinat suatu objek baik 2 dimensi maupun 3 dimensi.
Digunakan untuk scan suatu objek dan masukannya pada sistem berupa nilai diskrit dari posisi koordinat.
Tablet (graphic tablet/data tablet) adalah papan datar ukuran 6 x 6 inch atau lebih, digunakan untuk mendeteksi posisi stylus sesuai kehendak user. Stylus adalah alat yang berbentuk pensil dan digunakan untuk menunjuk posisi pada tablet.
Digitizer
Touch panel/Touch Screen
Untuk menampilkan objek atau posisi layar
dengan sentuhan jari. Aplikasi yang umum
menggunakan touch panel adalah pemilihan
proses dengan memilih icon yang ada.
Light pen
Digunakan untuk menyeleksi posisi layar dengan mendeteksi sinar yang datang dari titik padaCRT.
Mempunyai beberapa kekurangan sehingga jarang dipakai :
Saat light pen menunjuk layar sebagian image dari screen terserap oleh tangan dan pen
Penggunaan pen dalam jangka lama menyebabkan kelelahan pada tangan
Terkadang tidak dapat mendeteksi area berwarna hitam
Light pen
Valuator
Dilengkapi dengan nilai skalar dan digunakan
sebagai dasar pada potentiometer, seperti pengaturan
volume dan tone pada peralatan stereo, dapat diputar
360°
Choice
Function key adalah bentuk yang paling umum sebagai peralatan choice (pilihan). Terkadang choice dibuat merupakan unit yang terpisah, tetapi lebih banyak menjadi satu kesatuan dengan keyboard, tablet, mouse.
Digunakan untuk memasukkan perintah atau
pilihan menu pada suatu program grafik.
Peralatan Input Interaktif
Beberapa macam input interaktif melengkapi sistem grafika, yaitu :
1. Keyboard, untuk memasukan karakter atau string
2. Locator, untuk mengenali posisi atau orientasi Contoh mouse, joystick, glove, light pen.
3. Pick, untuk menyeleksi entity suatu tampilan
4. Choice, untuk menyeleksi dari suatu action atau pilihan yang
tersedia. Misal peralatan button pada tablet dan mouse, peralatan choice digunakan untuk memasukan perintah atau pilihan menu pada suatu porgram grafik.
Peralatan Hardcopy
Format output dari harcopy dapat bermacam-macam diantaranya kertas, film, transparansi, dan lain-lain.
Kualitas gambar yang dihasilkan tergantung dari ukuran dot per size dan dot per inch yang ditampilkan.
Contoh peralatan hardcopy : printer, plotter
Estu Sinduningrum, ST, MT
Perangkat Lunak Grafika
Perangkat lunak grafika terdiri dari dua macam, yaitu perangkat lunak untuk pemrograman dan paket aplikasi khusus.
Paket pemrograman grafika dilengkapi dengan fungsi grafik yang dapat digunakan pada bahasa pemrograman tingkat tinggi misal C, Pascal, Fortran.
Pada paket aplikasi khusus misalnya GL (Graphic Library).
Dengan C++
