Motion Capture, Pemodelan 3D, Pemodelan Geometris, Rendering, dan Texturing

motion capture

motion capture, adalah terminologi yang digunakan untuk mendeskripsikan proses dari perekaman gerakan dan pengartian gerakan tersebut menjadi model digital. Ini digunakan di militer, hiburan, olahraga, aplikasi medis, dan untuk calidasi cisi computer dan robot. Di dalam pembuatan film, mocap berarti merekam aksi dari actor manusia dan menggunakan informasi tersebut untuk menganimasi karakter digital ke model animasi computer dua dimensi atau tiga dimensi. Ketika itu termasuk wajah dan jari-jari atau penangkapan ekspresi yang halus, kegiatan ini biasa dikatakan sebagai performance capture.

Dalam sesi motion capture, gerakan-gerakan dari satu atau lebih aktor diambil sampelnya berkali-kali per detik, meskipun dengan teknik-teknik kebanyakan( perkembangan terbaru dari Weta menggunakan gambar untuk motion capture dua dimensi dan proyek menjadi tiga dimensi), motion capture hanya merekam gerakan-gerakan dari aktor, bukan merekam penampilan visualnya. Data animasi ini dipetakan menjadi model tiga dimensi agar model tersebut menunjukkan aksi yang sama seperti aktor. Ini bisa dibandingkan dengan teknik yang lebih tua yaitu rotoscope, seperti film animasi The Lord of the Rings, dimana penampilan visual dari gerakan seorang aktor difilmkan, lalu film itu digunakan sebagai gerakan frame-per-frame dari karakter animasi yang digambar tangan.

Gerakan kamera juga dapat di-motion capture sehingga kamera virtual dalam sebuah skema dapat berjalan, miring, atau dikerek mengelilingi panggung dikendalikan oleh operator kamera ketika aktor sedang melakukan pertunjukan, dan sistem motion capture bisa mendapatkan kamera dan properti sebaik pertunjukan dari aktor tersebut. Hal ini membuat karakter komputer, gambar, dan set memiliki perspektif yang sama dengan gambar video dari kamera. Sebuah komputer memproses data dan tampilan dari gerakan aktor, memberikan posisi kamera yang diinginkan dalam terminology objek dalam set. Secara surut mendapatkan data gerakan kamera dari tampilan yang diambil biasa diketahui sebagai match moving atau camera tracking.

Penanda reflektif ditancapkan pada kulit untuk mengidentifikasi letak tulang dan gerakan tiga dimensi dari tubuh. Motion Capture dimulasi sebagai alat analisis photogrammetric dalam penelitian biomechanics pada tahun 1970-an dan 1980-an, serta meluas ke ranah edukasi, latihan, olahraga, dan baru saja ke ranah animasi komputer untuk televisi, sinema, dan video games seiring dengan dewasanya teknologi ini. Seorang yang dipilih menggunakan penanda di dekat setiap sendi tulang untuk mengidentifikasi gerakan dari posisi atau sudut antar penanda tersebut.

Motion capture menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan animasi komputer tradisional dari model tiga dimensi:

*Lebih cepat, bahkan hasil secara real time bisa didapatkan. Dalam aplikasi hiburan, hal ini dapat mengurangi biaya dari animasi berbasis keyframe. Contohnya: Hand Over.

*Jumlah kerja tidak berubah dengan kompleksitas atau panjang pertunjukan dalam tingkatan yang sama ketika menggunakan teknik tradisional. Hal ini membuat banyak tes diselesaikan dengan gaya dan penyampaian yang berbeda.

*Gerakan kompleks dan interaksi fisik yang realistis seperti gerakan sekunder, berat, dan pertukaran tekanan dapat dengan mudah dibuat kembali dalam cara akurat secara fisik.

*Jumlah data animasi yang bisa diproduksi dalam waktu yang diberikan sangatlah besar saat dibandingkan dengan teknik animasi tradisional. Hal ini berkontribusi dalam keefektifan biaya dan mencapai deadline produksi.

*Potensi software gratis dan solusi dari pihak luar dapat mengurangi biaya yang dikeluarkan.

Pemodelan 3D

Pemodelan 3D merupakan suatu proses untuk mengembangkan representasi matematis dari objek 3D menggunakan software tertentu. Ada beberapa cara yang cukup popular untuk melakukan pemodelan 3D ini, yaitu pemodelan polygon. Pada pemodelan polygon, titik-titik digambar dalam ruang 3D (disebut sebagai vertex), lalu dikoneksikan dengan garis untuk membentuk polygonal mesh. Dengan pemodelan ini, proses render dapat dilakukan dengan cepat.

Bentuk pemodelan lain yang cukup popular adalah Non-uniform rational basis spline (NURBS), yang juga merupaan pemodelan matematika untuk merepresentasikan kurva dan permukaan. Dibandingkan pemodelan polygon, metode NURBS ini menawarkan fleksibilitas dan akurasi yang lebih baik karena permukaan didefinisikan oleh garis kurva.

Dari pemodelan 3D, obyek akan diletakkan ke dalam suatu scene melalui proses layout and animation.Di sinilah didefinisikan relasi dan perpaduan antarobjek dengan menentukan lokasi dan ukuran dari objek tersebut. Beberapa metode popular untuk layout dan animation ini adalah keyframing. Padakeyframing, terlebih dahulu dditentukan titik awal dan titik akhir dari suatu objek. Lalu pada tiap frame-nya, objek dipindah secara halus sehingga saat frame ditampilkan satu per satu secara berurutan akan didapatkan animasi gerakan objek tersebut. Selain keyframing, metode untuk layout dan animation yang lain adalah inverse kinematics.

Secara singkat, metode inverse kinematics ini adalah metode yang mendefinisikan bagaimana gerakan dilakukan. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasikan gaya pada suatu titik dari objek, dan kemudian menerapkan kinematik untuk menentukan gerakan objek. Contoh gerakan melempar bola baseball, gerakan objek dengan akselarasi, dan tabrakan dua objek merupakan contoh bagaimana inverse kinematics diterapkan.

Terakhir adalah proses untuk menjadikan suatu objek menjadi realistis yaitu proses rendering. Jika pada dua proses sebelumnya, objek yang diolah masih berupa kerangka kasar, maka dalam proses inilah suatu objek akan diubah sehingga objek tersebut menjadi realistis dengan melakukan texture mapping, pencahayaan, refleksi, penambahan bayangan, transparansi atau opacity. Proses rendering ini telah menjadi suatu bidang penelitian tersendiri di computer grafik, karena tanpa metode yang efisien proses rendering akan berlangsung sangat lama. Berbagai macam teknik yang cukup popular adalah radiosity, ray tracing, dan ray casting. 

Pemodelan Geometris

Pemodelan geometris merupakan cabang dari matematika terapan dan komputasi geometri yang mempelajari metode dan algoritma untuk deskripsi matematika bentuk.  Bentuk belajar di pemodelan geometris tersebut kebanyakan 2D atau 3D, karena 2D adalah model yang penting dalam komputer tipografi dan gambar teknik. Tiga dimensi model adalah pusat untuk computer aided design dan manufacturing (CAD / CAM), dan banyak digunakan dalam bidang teknik seperti sipil dan mechanical engineering, arsitektur, geologi dan medis pengolahan gambar.

Geometris model yang bisa ditampilkan pada computer seperti shape/bentuk, posisi, orientasi, warna/tekstur, dan cahaya. Pada goemetris model juga terdapat tingkat-tingkat kesulitan untuk membuat suatu obyek seperti menghubungkan beberapa bentuk sudut pada permukaan bebas karena bentuk sudut tersebut harus pas dan teliti ukurannya agar gambar terlihat nyata.

Didalam blender terdapat 3 garis geometris untuk mengelola objek yaitu titik geometris x, y, dan z :

Titik Geometris z : untuk mengerakkan objek ke atas dan ke bawah

Titk Geometris y : untuk mengerakkan objek ke kiri dan ke kananTitik Geometris x : untuk mengerakkan objek ke depan dan ke belakang

Pemodelan geometris lebih mengarah pada pemodelan objek bergantung pada posisi dan orientasi objek yang akan dibangun. Dalam pembuatan sebuah objek tentu kita harus memperhatikan letak posisi penempatan objek supaya orientasi objek yang akan dibuat sesuai dan terlihat rapi 

Tranformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model
   * geometris yang bisa di tampilkan pada suatu komputer:
       -  shape/bentuk
       -  posisi
       -  Orientasi (cara pandang)
       -  Surface Properties / ciri-ciri permukaan (warna, tekstur)
       -  Volumetric Properties / ciri-ciri Volumetric (ketebalan/pejal, penyebaran
           cahaya)
       -  Lights/cahaya (tingkat terang,jenis warna)
       -  Dan lain-lain...

 * Pemodelan Geometris yang lebih rumit :
       -  Jalan-jalan segi banyak : suatu koleksi yang besar dari segi bersudut
          banyak, dihubungkan satu sama lain.
       -  Bentuk permukaan bebas : menggunakan fungsi polynomial tingkat rendah.
       -  CSG : membangun suatu bentuk dengan menerapkan operasi boolean pada

          bentuk yang primitif. 

Rendering

Rendering adalah proses menghasilkan gambar dari model. hasil dari model seperti itu bisa disebut rendering. Render scene berisi objek dalam struktur bahasa atau data didefinisikan secara lengkap , scene render akan berisi geometri , sudut pandang , tekstur , pencahayaan , dan informasi  sebagai deskripsi scene virtual. Data yang terkandung dalam file scene ini kemudian diteruskan ke program render untuk diproses dan output gambar digital atau raster grafis file gambar .
Data yang terkandung dalam file scene ini kemudian diteruskan ke program render untuk diproses dan output gambar digital atau raster grafis file gambar .

Sebuah GPU adalah perangkat tujuan dibangun dapat membantu CPU dalam melakukan perhitungan render secara kompleks . Jika scene adalah untuk melihat relatif realistis dan dapat diprediksi di bawah pencahayaan virtual, perangkat lunak render harus memecahkan persamaan rendering. Persamaan render tidak memperhitungkan semua fenomena pencahayaan , tetapi model penerangan umum untuk komputer-generated imagery . ' Rendering ' juga digunakan untuk menggambarkan proses menghitung efek dalam program editing video untuk menghasilkan output video akhir .

Rendering merupakan salah satu sub topik utama dalam 3D computer graphics. Dan pada prakteknya selalu berhubungan dengan aspek-aspek yang lain. Seperti Graphic pipeline, yang merupakan tahapan terakhir, memberikan tampilan akhir pada model dan animasi.
Rendering tidak hanya digunakan pada game programming. Rendering juga sering digunakan untuk desain arsitektur, simulator, movie atau juga spesial effect pada tayangan televisi, dan design visualization. Setiap bidang tadi mempunyai perbedaan dalam keseimbangan antara features dan tehnik dalam rendering. Terkadang rendering juga diintegrasikan dengan model yang lebih besar, paket animasi, terkadang juga berdiri sendiri dan juga terkadang free open-source product.

Dalam bidang 3D Graphics sendiri rendering harus dilakukan secara cermat dan teliti. Maka dari itu terkadang dilakukan pre rendering sebelum rendering dilaksanakan. Per rendering sendiri adalah proses pengkomputeran secara intensif ,yang biasanya digunakan untuk pembuatan film, menggunakan graphics card dan 3D hardware accelerator untuk penggunaan real time rendering.

Rendering merupakan sebuah proses untuk menghasilkan sebuah citra 2D dari data 3D. Prose ini bertujuan untuk untuk memberikan visualisasi pada user mengenai data 3D tersebut melalui monitor atau pencetak yang hanya dapat menampilkan data 2D.

Rendering adalah proses mentransformasikan file scene blender secara 2D dan 3D menjadi output gambar atau video. Kecepatan rendering bergantung pada CPU dan Graphic card (VGA) yang digunakan lebih dikenal dengan GPU. Sebelum melakukan render tentu kita harus menentukan posisi kamera, pencahayaan supaya menghasilkan hasil output yang baik.

Rendering adalah sebuah gambar output dari scene 3D atau suatu object. Fitur-fitur seperti materials, lighting, oversampling dan shadows memiliki pengaruh dalam efek dan kualitas hasil rendering. Semakin banyak fitur yang ditambahkan , maka semakin realistik hasilnya, akan tetapi akan mempengaruhi lama waktu rendering.

Texturing

Texturing adalah proses pemberian karakterristik permukaan termasuk warna, highlight, kilauan, sebaran cahaya (difusi) dan lainnya- pada objek. Karakteristik seperti bump juga diperhatikan saat proses texturing. Pada umumnya proses texturing adalah semacam pengecatan atau pemberian warna pada permukaan objek, walaupun ada juga proses texturing seperti displacement yang mengubah geometri objek.

sumber : http://yerysaputa.blogspot.com/2013/11/blender.html