ALGORITMA PENAMBAHAN FEATURE PADA PEMODELAN PRODUK 3D DISERTAI DENGAN METODA PENCAHAYAAN TUGAS SARJANA Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh
Bernat Hasiholan Gultom 13103005
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Judul Program Studi
Tugas Sarjana Algoritma Penambahan pada Pemodelan Produk 3D Berbasis Feature Disertai Metoda Pencahayaan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung Abstrak
Bernat Hasiholan Gultom 13103005
Tuntutan sistem produksi maju mengakibatkan dunia industri untuk membentuk suatu produk dalam waktu yang singkat. Solusi untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan melakukan suatu pemodelan. Model yang dianggap memenuhi syarat bagi pengintegrasian tahap perancangan dengan tahap manufaktur adalah pemodelan produk berbasis feature yang menggunakan feature sebagai desain awalnya. Feature adalah suatu volume, baik berupa volume buang maupun volume tambah yang memuat informasi geometrik dan informasi manufaktur. Algoritma penambahan feature pada pemodelan produk 3D ini dilakukan dalam beberapa tahap utama, yaitu: tahap pembentukan variabel pengolah data dimensi, tahap pembentukan body 3D, dan tahap pembentukan feature 3D. Hasil dari algoritma penambahan feature ini diperoleh suatu pemodelan produk 3D berbasis feature pada aplikasi perangkat lunak dengan menggunakan Bahasa Pemrograman Java. Selain itu, hasil dari pemodelan ini disertai dengan metoda pencahayaan baik untuk benda kerja maupun feature.
i
Judul Program Studi
Tugas Sarjana Algoritma Penambahan pada Pemodelan Produk 3D Berbasis Feature Disertai Metoda Pencahayaan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung Abstrak
Bernat Hasiholan Gultom 13103005
Tuntutan sistem produksi maju mengakibatkan dunia industri untuk membentuk suatu produk dalam waktu yang singkat. Solusi untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan melakukan suatu pemodelan. Model yang dianggap memenuhi syarat bagi pengintegrasian tahap perancangan dengan tahap manufaktur adalah pemodelan produk berbasis feature yang menggunakan feature sebagai desain awalnya. Feature adalah suatu volume, baik berupa volume buang maupun volume tambah yang memuat informasi geometrik dan informasi manufaktur. Algoritma penambahan feature pada pemodelan produk 3D ini dilakukan dalam beberapa tahap utama, yaitu: tahap pembentukan variabel pengolah data dimensi, tahap pembentukan body 3D, dan tahap pembentukan feature 3D. Hasil dari algoritma penambahan feature ini diperoleh suatu pemodelan produk 3D berbasis feature pada aplikasi perangkat lunak dengan menggunakan Bahasa Pemrograman Java. Selain itu, hasil dari pemodelan ini disertai dengan metoda pencahayaan baik untuk benda kerja maupun feature.
i
KATA PENGANTAR
Pujian dan hormat Penulis bagi Allah Bapa, Tuhan Yesus Kristus, dan Roh Kudus, karena hanya oleh kemurahan dan anugrahNya laporan Tugas Akhir dengan judul “Algoritma Penambahan Feature pada Pemodelan Produk 3D Disertai dengan Metoda Pencahayaan” sebagai syarat dalam menyelesaikan Program Sarjana di Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi Bandung dapat Penulis selesaikan.
Ucapan terima kasih dan hormat, tidak luput Penyusun sampaikan kepada: 1. Bapak Yatna Yuwana, yang dengan kebesaran hatinya membimbing Penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini. 2. Keluarga besar Dustira 88 yang selalu memberikan semangat, dukungan, penghiburan, pertimbangan, kehangatan, dalam setiap langkah. 3. Rekan-rekan sekerja SION ITB yang selalu berkobar-kobar dalam mengerjakan keselamatannya. 4. Teman-teman kuliah yang bersama-sama menempuh pendidikan di Teknik Mesin ITB dalam suka dan duka. 5. Teman-teman Laboratorium Teknik Produksi yang selalu mendukung, 6. Teman-teman yang tidak disebutkan, Kalian luar biasa!
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan kemampuan yang Penulis miliki. Oleh sebab itu, Penulis dengan senang hati dan tangan terbuka akan menerima saran dan kritikan yang sehat serta
iii
bersifat membangun guna penyempurnaan di kemudian hari. Semoga tugas akhir ini berguna bagi para pembaca.
Bandung, Januari 2008
Penulis
iv
DAFTAR ISI Abstrak
i
Kata Pengantar
iii
Daftar Isi
v
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xii
BAB I
PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Rumusan Masalah
3
1.3 Pembatasan Masalah
4
1.4 Tujuan Penelitian
4
1.5 Manfaat Penelitian
5
1.6 Sistematika Penulisan
6
BAB II TEORI DASAR
7
2.1 Sistem Produksi
7
2.2 Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri
8
2.2.1 Konsep Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri
9
2.2.2 Pemodelan Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri
11
2.3 Konsep Feature
12
2.3.1 Syarat Penting Feature
13
2.3.2 Metoda Pembentukan Feature
14
2.3.3 Feature Bentuk Berprimitif Balok
15
v
2.4 Metoda Pengembangan Sistem Informasi Berorientasi Objek
18
2.4.1 Definisi Model
18
2.4.2 Pemodelan Berorientasi Objek
20
2.4.3 Pemrograman Berorientasi Objek
21
2.5 Java dan Java 3D API
24
2.5.1 Pengenalan Bahasa Pemrograman Java
24
2.5.2 Java 3D API
26
2.5.3 Metoda Pencahayaan pada Java 3D
29
2.5.3.1 Model Pencahayaan (Lighting Model)
29
2.5.3.2 Konsep Pencahayaan Objek
30
2.5.3.3 Kelas-kelas Cahaya
30
BAB III ALGORITMA PENAMBAHAN FEATURE DAN METODA PENCAHAYAAN
34
3.1 Pendefinisian Benda Kerja dan Feature
34
3.1.1 Pendefinisian Benda Kerja
34
3.1.1.1 Dimensi Benda Kerja
35
3.1.1.2 Titik Sudut Benda Kerja
35
3.1.1.3 Sisi/Bidang Benda Kerja
36
3.1.2 Pendefinisian Feature
36
3.1.2.1 Titik Sudut Feature
37
3.1.2.2 Sisi Feature
37
3.1.2.3 Dimensi Feature
38
3.1.2.4 Posisi dan Orientasi Feature Terhadap Benda Kerja 38
vi
3.2 Flow Chart Pembentukan Body (Benda Kerja) dan Feature Dimensi
39
3.3 Algoritma Feature Penambahan
40
3.3.1 Pembentukan Variabel Pengolah Data Dimensi (Variabel Koordinat)
40
3.3.1.1 Variabel Koordinat Benda Kerja
41
3.3.1.2 Variabel Koordinat Feature
41
3.3.2 Pembentukan Body (Benda Kerja) 3 Dimensi
44
3.3.3 Pembentukan Feature 3 Dimensi
48
3.3.4 Pengecekan Interaksi Feature
52
3.4 Metoda Pencahayaan
52
3.4.1 Posisi Sumber Cahaya
53
3.4.2 Vektor Cahaya
53
3.4.3 Vektor Normal Bidang
54
3.4.4 Spread Angle
54
3.5 Scene Graph Algoritma Penambahan Feature
BAB IV STUDI KASUS
55
56
4.1 Algoritma Pembentukan Body 3 Dimensi
57
4.2 Algoritma Pembentukan Feature 3 Dimensi
58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
62
5.1 Kesimpulan
62
5.2 Saran
62
vii
Daftar Pustaka
xiii
Riwayat Hidup Penulis
xv
viii
