BAB I PENDAHULUAN
I.1
LATAR BELAKANG
Perkembangan grafika komputer menuntut para pengembang sistem aplikasi grafika komputer untuk dapat mengembangkan suatu informasi yang dilengkapi dengan visualisasi dan animasi, agar dapat lebih mudah dipahami oleh pihak yang menggunakan sistem tersebut. Grafika komputer telah menunjukkan kemajuan yang pesat dalam pengembangan berbagai aplikasi untuk menghasilkan gambar Grafika komputer digunakan untuk menunjang berbagai bidang dengan teknologi grafika berbasis komputer. Penggunaan grafika komputer telah lama digunakan dalam beberapa macam aplikasi, diantaranya pendidikan, kedokteran, fisika, matematika, multimedia, dan lain-lain. Pada saat ini grafika komputer sudah digunakan pada bidang sains, engineering, kedokteran, bisnis, industri, pemerintahan, seni, hiburan, iklan, pendidikan, dan lain-lain. Oleh karena itu, sudah semakin banyak pula bahasa pemrograman yang dilengkapi dengan tools/library pembuatan grafik Salah satu tools/library pembuatan aplikasi grafik adalah OpenGL (Open Graphics Library). OpenGL(Open Graphics Library) adalah suatu spefikasi grafik yang low-level yang menyediakan fungsi untuk pembuatan grafik primitif termasuk titik, garis, dan lingkaran. OpenGL digunakan untuk mendefinisikan suatu objek, baik objek 2 dimensi maupun objek 3 dimensi. OpenGL juga merupakan suatu antarmuka pemrograman aplikasi (application programming interface (API) yang tidak tergantung pada piranti dan platform yang digunakan, sehingga OpenGL dapat berjalan pada sistem operasi Windows, UNIX dan sistem operasi lainnya. OpenGL pada awalnya didesain untuk digunakan pada bahasa pemrograman C/C++, namun dalam perkembangannya OpenGL dapat juga digunakan dalam bahasa pemrograman yang lain seperti Java, Tcl, Ada, Visual Basic, Delphi, maupun Fortran. Namun OpenGL di-package secara berbeda-beda sesuai dengan bahasa pemrograman yang digunakan. Oleh karena itu, package OpenGL tersebut dapat di-download pada situs http://www.opengl.org sesuai dengan bahasa pemrograman yang akan digunakan.
1.2 GRAFIKA KOMPUTER Menurut Suyoto (2003), grafika komputer (Computer Graphics) dapat diartikan sebagai perangkat alat yang terdiri dari hardware dan software untuk membuat gambar, grafik atau citra realistik untuk seni, game komputer, foto dan film animasi. Sistem grafika komputer dapat dijalankan dengan komputer pribadi (Personal Computer) atau pada workstation. Grafika komputer semakin lama semakin pesat perkembangannya, sehingga definisi dari Grafika komputer dapat diartikan sebagai suatu studi tentang bagaimana menggambar (membuat grafik) dengan menggunakan komputer dan manipulasinya (merubah sedikit/transformasi/animasi). Pengertian Grafik berbeda dengan image/citra, image adalah gambar yang diperoleh dengan alat pengambil gambar, seperti kamera, scanner, dll. Sedangkan Grafik adalah gambar yang dibuat dengan cara tertentu, yaitu cara yang ada di grafika komputer. Grafik dan image keduanya termasuk picture/gambar.
1.3 PERANAN DAN PENGGUNAAN GRAFIKA KOMPUTER Grafika komputer digunakan diberbagai bidang seni, sains, bisnis, pendidikan dan hiburan. Sebagai contoh : o Antarmuka pengguna. Setiap aplikasi pada komputer menggunakan Graphical User Interface (GUI), semua GUI ini menggunakan grafika komputer. o Perpetaan (Cartography). Setiap peta dapat disimpan, dimanipulasi dan dilihat pada komputer.
o o o o
o o
o o
Kesehatan. Grafika komputer telah digunakan dengan baik dalam perencanaan maupun pelaksanaan pembedahan. Computer Aided Design (CAD). Pengguna dapat merancang banyak objek (seperti bagian mekanik) menggunakan grafika komputer. Sistem Multimedia. Grafika komputer memegang peranan yang sangat penting dalam sistem multimedia. Presentasi grafika untuk produksi slide. Salah satu bidang penting dalam grafika komputer dikenal sebagai “presentasi grafik” atau “grafik untuk bisnis”. Bidang ini berfokus pada bagaimana menghasilkan gambar secara profesional, sering dalam bentuk slide untuk menunjukkan kelompok pelanggan dan manajemen. Sebagaimana slide sering berisi diagram batang atau diagram pie yang menunjukkan informasi kompleks dalam bentuk yang mudah dipahami dan dimengerti. Sistem Paint. Jenis aplikasi editor grafis yang lain. Sistem ini memungkinkan pengguna beraksi layaknya seperti pelukis yang melukis objek dengan bantuan komputer. Presentasi data saintifik. Data saintifik biasanya kompleks dan berhubungan antara data yang satu dengan yang lain. Data saintifik ini, biasanya susah untuk divisualisasikan jika hanya dengan menggunakan piranti biasa. Simulasi/pelatihan. Sistem ini memungkinkan pengguna menjalankan simulasi/pelatihan tertentu. Aplikasi lain. Misalnya : desain jaringan logika interaktif, desain arsitektur interaktif, desain struktur mekanik, kontrol proses, pemrosesan citra, dan lain sebagainya.
Graphics Applications • Computer Aided Design (CAD)
1.4 SISTEM GRAFIK
Display Technologies • Cathode Ray Tubes (CRTs) – – – – –
Most common display device today Evacuated glass bottle Extremely high voltage Heating element (filament) Electrons pulled towards anode focusing cylinder – Vertical and horizontal deflection plates – Beam strikes phosphor coating on front of tube
Electron Gun • Contains a filament that, when heated, emits a stream of electrons • Electrons are focused with an electromagnet into a sharp beam and directed to a specific point of the face of the picture tube • The front surface of the picture tube is coated with small phospher dots • When the beam hits a phospher dot it glows with a brightness proportional to the strength of the beam and how often it is excited by the beam
Display Technologies: CRTs • Vector Displays – Early computer displays: basically an oscilloscope – Control X,Y with vertical/horizontal plate voltage – Often used intensity as Z
• Name two disadvantages •
•
Just does wireframe Complex scenes visible flicker
Display Technologies: CRTs • Raster Displays – Raster: A rectangular array of points or dots – Pixel: One dot or picture element of the raster – Scan line: A row of pixels
Display Technologies: CRTs • Raster Displays – Black and white television: an oscilloscope with a fixed scan pattern: left to right, top to bottom – To paint the screen, computer needs to synchronize with the scanning pattern of raster • Solution: special memory to buffer image with scanout synchronous to the raster. We call this the framebuffer.
Display Technologies: CRTs • Phosphers – Flourescence: Light emitted while the phospher is being struck by electrons – Phospherescence: Light emitted once the electron beam is removed – Persistence: The time from the removal of the excitation to the moment when phospherescence has decayed to 10% of the initial light output
Display Technologies: CRTs • Raster Displays – Frame must be “refreshed” to draw new images – As new pixels are struck by electron beam, others are decaying – Electron beam must hit all pixels frequently to eliminate flicker – Critical fusion frequency • Typically 60 times/sec • Varies with intensity, individuals, phospher persistence, lighting...
Display Technologies: CRTs • Raster Displays – Interlaced Scanning – Assume can only scan 30 times / second – To reduce flicker, divide frame into two “fields” of odd and even lines 1/30 Sec 1/60 Sec 1/60 Sec Field 1 Field 2 Frame
1/30 Sec 1/60 Sec 1/60 Sec Field 2 Field 1 Frame
Display Technologies: CRTs • Raster Displays – Scanning (left to right, top to bottom) • Vertical Sync Pulse: Signals the start of the next field • Vertical Retrace: Time needed to get from the bottom of the current field to the top of the next field • Horizontal Sync Pulse: Signals the start of the new scan line • Horizontal Retrace: The time needed to get from the end of the current scan line to the start of the next scan line
Display Technology: Color CRTs • Color CRTs are much more complicated – Requires manufacturing very precise geometry – Uses a pattern of color phosphors on the screen:
Delta electron gun arrangement
In-line electron gun arrangement
– Why red, green, and blue phosphors?
Display Technology: Color CRTs • Color CRTs have – Three electron guns – A metal shadow mask to differentiate the beams
Display Technology: Raster • Raster CRT pros: – Allows solids, not just wireframes – Leverages low-cost CRT technology (i.e., TVs) – Bright! Display emits light
• Cons: – – – – –
Requires screen-size memory array Discreet sampling (pixels) Practical limit on size (call it 40 inches) Bulky Finicky (convergence, warp, etc)
