ANALISIS DAN PERANCANGAN PARTICLE SISTEM UNTUK MEMBERIKAN EFEK REALISTIK PADA ANIMASI 3D
NASKAH PUBLIKASI
Diajukan Oleh :
Onni Angga Mahardika 06.12.1864
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2013
ANALYSIS AND DESIGN OF PARTICLE SYSTEM TO GIVE EFFECT ON REALISTIC 3D ANIMATION ANALISIS DAN PERANCANGAN PARTICLE SISTEM UNTUK MEMBERIKAN EFEK REALISTIK PADA ANIMASI 3D Onni Angga Mahardika Dhani Ariatmanto Jurusan Sistem Informasi STMIK AMIKOM YOGYAKARTA ABSTRACT Object lava flow can be modeled using a particle system in Maya autodek. Particle is an entity that does not have a parameter space, the object of which parameters have the position, velocity and interaction between each other and can be affected by gravity. Particle system is a collection of point masses in three-dimensional space that are connected by inter-particle force and influenced by an external force. External forces affecting the particle system including is the force of gravity and the friction between the particles. Implementation such as particle systems in modeling, smoke, clouds, fire and modelsAnother has particle properties. The use of Autodesk Maya 3D software has resulted in the many works of international 3d animated like lord of the rings, avatar and the legend of guardian by using a realistic effect resulting from Autodesk Maya software using the particle system. In this thesis, the author tries to make the design and analyze the particle effects to make it look realistic Keywords: Particle System to Give Effect, 3D Animation
1. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Sistem partikel merujuk pada teknik komputer grafis yang menggunakan sejumlah besar sprite yang sangat kecil atau objek grafis lainnya untuk mensimulasikan beberapa jenis fenomena seperti yang biasanya direplikasi menggunakan sistem partikel meliputi kebakaran, ledakan, asap, air bergerak (seperti air terjun), percikan api, daun jatuh, awan, kabut, salju, debu, ekor meteor, bintang dan galaksi, atau visual abstrak efek seperti jalan bercahaya, mantra sihir, dll Salah satu metode pemodelan sistem partikel yang dapat diimplementasikan kedalam aplikasi atau software autodesk maya. Berdasarkan uraian diatas, penulis mencoba untuk membuat rancangan dan menganalisa particle efek agar terlihat realistik dengan judul
“ANALISIS DAN
PERANCANGAN PARTICLE SISTEM UNTUK MEMBERIKAN EFEK REALISTIK PADA ANIMASI 3D”. 2. LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Dasar Particle System Partikel system adalah entitas yang tidak mempunyai parameter ruang, merupakan obyek yang mempunyai parameter posisi, kecepatan dan gaya interaksi antar sesamanya serta dapat dipengaruhi oleh gaya luar. Sistem partikel adalah kumpulan massa titik dalam ruang tiga dimensi yang dihubungkan dengan gaya tertentu dan dipengaruhi oleh gaya eksternal. Gaya eksternal yang mempengaruhi sistem partikel diantaranya adalah gaya 1
gravitasi dan adanya gesekan yang terjadi antar partikel . 2.2 Komponen Particle System Ciri umum lainnya dari semua sistem partikel adalah pengenalan beberapa jenis elemen acak. Ini elemen acak dapat digunakan untuk mengontrol atribut partikel seperti posisi, kecepatan dan warna. Biasanya elemen acak dikendalikan oleh beberapa jenis 2
batas stokastik yang telah ditetapkan, seperti batas, varians, atau jenis distribusi . Menurut Prang warna mempunyai tiga sifat yang disebut dengan Dimensi warna, yaitu Hue, Value, dan Intensitas. Selain dari itu terdapat juga beberapa teori 1
2 3
Khairul Hamdi IMPLEMENTASI SISTEM PARTIKEL2001 Allen Martin particle system http://web.cs.wpi.edu/~matt/courses/cs563/talks/psys.html Prang Teori warna /shugabst2.com/2011/01/teori-warna.html
1
tentang karakteristik warna yang perlu diketahui, yaitu Warna Asli, Warna-warna yang 3
diredupkan, Warna Netral dan Keluarga Warna . 2.3
Anatomi Sistem Partikel Sebuah sistem partikel pada dasarnya adalah sebuah formalisme matematika
yang digunakan untuk menggambarkan fenomena seperti Dinamis dan waktu tergantung Sangat paralel dengan komponen individu kecil Kompleks
2.4
Lokal Versus global Partikel Sistem Sistem partikel secara luas dapat dibagi menjadi dua kelompok besar, yangdisebut
sebagai lokal dan global. Sebuah sistem lokal terdiri dari sekelompok partikel yang berperilaku seolah-olah masing-masing sendirian. Dengan demikian, interaksi antara partikel tidak dipertimbangkan, dan semua perhitungan lokal untuk partikel saat ini. Pada ujung lain dari spektrum, sistem partikel global yang melibatkan partikel yang berinteraksi dan bereaksi terhadap setiap lainnya.
3.
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1
Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak Perangkat lunak merupakan program-program computer, dokumentasi yang saling
berkaitan. Perangkat lunak juga berfungsi sebagai kendaraan yang mengantarkan sebuah produk. Pembuatan sebuah perangkat lunak melalui beberapa tahap. Tahap awal yang dilakukan adalah analisa kebutuhan. Analisa kebutuhan menjadi kunci utama untuk mendapatkan informasi tentang perangkat lunak yang dibutuhkan klien/pengguna. Kesalahan dalam analisa kebutuhan akan menghasilkan perangkat lunak yang salah. Untuk mendapatkan analisa yang baik, diperlukan cara yang tepat. Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk menghasilkan analisa yang benar dan sesuai dengan kebutuhan klien/pengguna.
3.1.1 SOFTWARE UTAMA 1. Autodesk Maya Penggunaan Autodesk Maya dalam merancang modeling 3d dan visual effects membutuhkan ketelitian dan tingkat kedetailan yang cermat karena dalam Penggunaan Autodesk Maya mempunyai atribut editor untuk memberikan nilai-nilai pada setiap objek modeling maupun particle – particle Berikut ini adalah kekuatan dan kelemahan Autodesk Maya
2
a. Kekuatan Autodesk Maya Maya 3D memiliki kemampuan untuk kerajinan objek 3-D kustom dan memungkinkan pengguna untuk secara bebas dan mudah memanipulasi masingmasing titik individu yang memungkinkan untuk rasa kontrol dan fleksibilitas. Maya 3D memiliki kemampuan yang baik untuk kerajinan karya-karya seni visual jika digunakan dengan benar. Ini memiliki kekuatan besar dalam menyediakan pengaturan pencahayaan dan tekstur alat untuk membantu membuat objek terlihat lebih realistis.
b. Kelemahan Autodesk Maya Meskipun Maya 3D adalah sebuah alat yang sempurna untuk kerajinan karya seni visual yang indah masih mengandung beberapa kelemahan yang harus sadar. 3D Maya tidak berisi fitur Bi-PED seperti 3DS Max, yang berarti bahwa untuk menciptakan struktur rangka untuk karakter pengguna banyak membangun satu set “tulang,” banyak seperti membangun kerangka dari bawah ke atas. Hal ini dapat memakan waktu untuk melakukannya, terutama jika membuat kelompok besar karakter untuk film atau video game. Juga, antarmuka untuk Maya 3D belum tentu sesuatu yang baik untuk pemula dan mungkin membingungkan beberapa pengguna pertama kali.
3.1.2
Software Pendukung
1. Ulead video studio Ulead Video Studio adalah program aplikasi komputer yang digunakan untuk keperluan editing video.Program ini dirancang untuk dapat digunakan pada komputer dengan Sistem Operasi Windows XP, maupun 7 dan Vista. Seperti hal nya dengan Windows Movie Maker, Ulead Video Studio juga dapat mengedit video-video yang dihasilkan dari divicam, kamera digital, handphone, atau perangkat lainnya. Ulead merupakan Software untuk Photo Editing, namun setelah banyak dikembangkan kedalam berbagai media; gambar, animasi, video, suara dan text, Ulead berkembang menjadi Software pengolah video yang kualitasnya cukup bagus. Penggunaan Ulead Video Studio disini sebagai penggabungan antara video simulasi aliran lava atau lahar dengan audio yang sesuai dengan sound effects letusan dan aliran lava atau lahar. Ulead Video Studio memiliki dukungan yang luas pada beberpa format video, seperti , format AVI, WMV, MPEG, SWF, dll.
3
Spesifikasi : - Intel Pentium 4 atau yang lebih tinggi - Microsoft Windows XP SP2 Home Edition/ Professional, Windows XP Media Center Edition, Windows XP Professional x64 Edition, dan Windows Vista. - Kapasitas RAM : 512 MB - Ruang hard disk kosong I GB untuk instalasi program - Kompatibel sound card dan CD/ DVD ROM drive untuk instalasi Kelebihan : - Memiliki tampilan yang menarik, sederhana dan menu-menu yang mudah dipahami sehingga bagi tingkat pemula yang ingin belajar editing video akan lebih cepat menguasai dalam waktu yang singkat. - Dapat menghasilkan video dan musik dalam berbagai format seformat video yaitu avi, wmv, mpeg, asf, dan mp4. Sedangkan yang dihasilkan yaitu waf, wma, mpa, dan mp4. - Tersedianya pilihan efek transisi, video filter, dan tema teks yang banyak dan menarik. - Terdapat fasilitas overlay track manager, dapat menjalankan dua video secara bersamaan di dua track yang berbeda. - Dapat melakukan import video atau gambar dari perangkat mobile, seperti handphone, PDA, atau smartphone.
2.
Photoshop Photoshop adalah software yang digunakan untuk memodifikasi gambar ataufoto
secara profesional baik meliputi modifikasi obyek yang sederhana maupun yangsulit sekalipun. Dalam pembuatan visual efectsPhotoshopdigunakan sebagai percampuran gambar texture pada gunung.
3.2 Kebutuhan Brainware Sepecial Effect di dalam Motion Picture, merupakan teknik kamera yang membuat ilusi pada pikiran penonton, contoh pada umumnya mengunakan teknik rearscreens projectionsatau; gambar yang berada di belakang aktor, objek miniatur yang terlihat ukurannya sesuai dengan aslinya, dan teknik animasi yang membuat efeects terlihat realsitis. Biasanya, teknik ini dibuat pada film horor, film ruang angkasa, dan filmfilm yang sangat sulit untuk pengambilan gambar.Visual Effect merupakan sub kategori dari Special Effects, Visual Effects adalah sebuah istilah yang banyak digunakan pada dunia visualisasi dan Motion Graphic. Pengertian Visual Effect dalam visualisasi dan Motion Graphic lebih menekankan pada kreativitas Motion Graphic designer agar dapat menghasilkan efek-efek visual tertentu atau bahkan mungkin lain daripada yang lain.
4
Dengan demikian, tidak ada satupun tools yang dapat menghasilkan Visual Effect ecara instan. Seringkali Visual Effect yang mungkin terlihat begitu nyata,ternyata hanya dibuat menggunakan tool-tool dari software – software yang
dirancang
sedemikian rupa sehingga menghasilkan suatu visualisasi yang menarik. Contohnya simulasi aliran lava,hembusan angin topan, ledakan nuklir dan lain lain. Maka dari itu visual effect adalah bagian paling penting dari sebuah pembuatan film maupun simulasi
3.3
Analisis Kebutuhan Biaya
Dibawah ini adalah tabel Analisisis Biaya Deskripsi
Biaya
1. Biaya Pengadaan a. Biaya Perangkat Lunak ( OS Windows 7 )
Rp.
b. Biaya Perangkat Lunak (Autodesk Maya)
Rp. 23.000.000
c. Biaya Perangkat Lunak (Adobe Photoshop)
Rp.
6.889.260
d. Biaya Perangkat Lunak (Ulead Video Studio)
Rp.
1.286.775
Total Biaya
1.658.160
Rp. 32.834.195
1. Biaya Perangkat Keras
Rp.
Total Biaya Kebutuhan
4.403.000
Rp. 37.237.195
Untuk kebutuhan biaya dalam pengerjakan visual efek semua dengan perincian sebagai berikut: Biaya Pengadaan (perangkat lunak) + Biaya Pengadaan hardware = Jumlah total biayaBeikut ini adalah perhitungan biaya keseluruhan: Biaya Pengadaan (perangkat lunak) ( Rp. 32.834.195 ) + Biaya Pengadaan hardware ( Rp.
4.403.000 ) = Total Biaya keseluruhan ( Rp. 37.237.195 )
5
4.
IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
4.1
Implementasi Pembuatan Modeling Untuk
membuat modeling gunung
dibutuhkan pembentukan dari poligon
plane,untuk membentuk objek plane menjadi sebuah modeling gunung dibutuhkan kreativitas animator,Berikut adalah tahap tahap gambaran tentang proses pembuatan modeling gunung menggunakan objek plane. 4.2 Implementasi Pembuatan Letusan (explosion ) Sebelum membuat letusan ada beberapa tahapan yang harus dikerjakan, Berikut proses implementasi pembuatan sebagai berikut : 1. Dinamics Fungsi memilih Dinamics adalahsebagai set menu untuk pengerjaan , karena hampir semua hal yang berhubungan dengan particle dan berkaitan dengan FX Fluid Maya. 2. Settings Preferences Settings Preferences berfungsi memanggil Plug-in manager dan memeriksa mencentang Mayatomr.mll sebagai setingan render previuw. 3. Create3d container with emitter reate 3d container with emitter adalah Kotak wadah yang sebenarnya di mana dapat membuat animasi, dan lingkup kecil adalah emitor yang memancarkan cairan (dalam hal ini khususnya animasi asap). 4.
Container properties Container properties berisi setingan size dan resulisi 3d container with emitter yang
berfungsi mengubah ukuran besar kecilnya kotak wadah emitter, semakin besar ukuran wadah emitter semakin besrpula penyebaran partcle Proses pengerjaan Ledakan ini particle menyebar kebanyakan pada sumbu Y (karena asap akan bangkit dengan cepat.) perlu membuat wadah yang lebih besar, terutama di sumbu Y. 5.
Time line Fungsi Time line adalah pengaturan frame,semakin banyak jumlah frame akan
berpengaruh pada gerakan particle yang menyebar dan durasi paricle akan berjalan lama. 6.
Boundary dan Grid Dinamis Boundary berfungsi mengatur ruang gerak sehingga wadah tidak membiarkan
pelarian cairan dari bagian bawah wadah, yang bertindak sebagai dasar untuk ledakan.
6
7.
Fluid Emitter Fluid Emitter dalam Atribut editor adalah mengatur Atribut Fluida sebagai berikut:
Kepadatan particle yang sudah menjadi asap dalam hal Ini adalah jumlah voxel dipancarkan per satu detik untuk Kepadatan Panas. Untuk dropoff Cairan, set ke 0.
4.3
Implementasi Pembuatan aliran lava Teknik pembutan lava dengan menggunakan particle sangat berpengaruh pada
pemberian nilai – nilai pada atributeditor pada autodesk maya dengan proses tahapan sebagai berikut : 1.
Tahap pertama adalah memilih emitter dengan jenis emitter type volume dan memberi nilai pada rate (particle/sec) yang berfungsi memberikan jumlah particle dengan gerakan setiap per second.
2. Tampilan emmiter volume pada layout adalah gambaran dimana particle bergerak secara acak. 3.
Memberikan gaya gravitasi pada particle dengan menggunakan fields gravity sehingga gerakan particle otomatis turun kebawah.
4.
Mengganti partcle render type points menjadi blobby surface pada attribute editor yang berfungsi menganti particle point ke blobby surface sehingga membentuk sekumpulan bulatan- bulatan besar.
5. Memberi texture pada particle blobby surface dengan menggunakan ramp,dalam penggunaan ramp dibutuhkan permainan warna yang mirip dengan texture dan warna lava.
4.4 Implementasi Penempatan Camera Pengaturan Penempatan Camera Sebelum perenderan serta objek modeling dan aliran lava yang digbungkan diperlukan camera yang sudah disediakan pada autodesk maya yang berfungsi sebagai tampilan atau viuw yang sesuai dilihat oleh gerakan camera.
5.
Kesimpulan Dari hasil pembuatan visual effects sampel simulasi alran lava dengan
menggunakan particle system dan sebagai akhir dari laporan, penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Partikel system merupakan entitas yang tidak mempunyai parameter ruang dan merupakan obyek yang mempunyai parameter posisi, kecepatan dan gaya interaksi antar sesamanya serta dapat dipengaruhi oleh gaya luar.
7
2. Emitter adalah partikel yang menghasilkan gerakan atau untuk memainkan animasi particle. emitter digunakan untuk membuat asap, api, kembang api, hujan, dan benda-benda sejenis. 3. Pengaturan yang terdapat pada atribut editor sangat berpengaruh pada perubahan gerakan,warna,kecepatan dan jumlah entitas dalam particle 4. Untuk pembuatan sample aliran lava dibutuhkan banyak jumlah particle blobby supaya gerak dan kecepatan prticle terlihat berdekatan antar entitas 5.
Dengan Jumlah benyaknya frame dan setingan aributeditor yang terlalu besar sangat berpengaruh waktu perenderan berlangsung. (Semakin besar nilai pada atribute ditor
semakin lama waktu perenderan begitu juga
sebaliknya. 6. Penggunaan efects 3d dalam satu pengerjaan software 3d lebih melekat antar objek satu dengan yang lain.
8
DAFTAR PUSTAKA
Autodesk Maya Press. 2007. Introduction to dynamics . John Wiley & Sons Paquette, Andrew. 2012. Introduction to Computer Graphics:The Stages of Production. Springer Madcoms. 2003. Panduan Lengkap Adobe Photoshop CS3. Yogyakarta : Andi
9
