Pemodelan Karakter 3-Dimensi Menggunakan Geometri Shape Polygon Dengan Tehnik Extrude Face Rahmad Hidayat S.Kom M.Cs Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280 Buketrata-Lhokseumawe Email:
[email protected] Abstract 3D character is widely use in various industri such as movie, animation, advertisment and game. 3D character also has been use in medical industri as representation of human anatomi. 3D character modeling is a process to represent a character in the space of 3D. In early process of 3D character modeling, we must draw the sketch of character in various view such as front, left and top view.The sketches then mapped into the software to produce a model of the object in 3-dimensional shape. Latter is rendering process to make an object look realistic. In two previous processes, the objects that are processed still in a rough framework, then in this process the object will be modified so that the object becomes realistic by doing the texture mapping, lighting, reflection, adding shadows, transparency or opacity. Modeling an object using polygons can be done easily and rendering also become faster. Keywords :modeling, polygon, 3D Character, rendering
Abstrak Karakter 3-dimensi banyak digunakan diberbagai industri antara lain film, animasi, iklan dan game. Karakter 3-dimensi juga banyak digunakan dalam dunia medis sebagai representasi interaktif anatomi manusia. Pemodelan karakter 3-dimensi merupakan serangkaian proses representasi sebuah karakter dalam ruang 3-dimensi. Pada tahap awal sebelum memodelkan karakter 3-dimensi, terlebih dahulu karakter tersebut dibuat sketsa tampak depan, tampak atas, dan tampak samping. Sketsa itulah yang kemudian dituangkan kedalam perangkat lunak untuk menghasilkan model objek tersebut dalam bentuk 3-dimensi. 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. Pemodelan objek dengan menggunakan polygon dapat dilakukan dengan mudah dan proses rendering juga menjadi lebih cepat. Kata kunci: pemodelan, polygon, karakter 3-dimensi, rendering
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
1
1. PENDAHULUAN Dalam dunia film, animasi, iklan dan game karakter 3-dimensi banyak digunakan dengan berbagai tujuan. Sebagai contoh dalam dunia film untuk adegan dimana seorang aktor meloncat dari sebuah gedung akan sangat berbahaya jika langsung diperankan oleh aktor tersebut. Adegan berbahaya seperti itu dapat digantikan oleh sebuah karakter 3-dimensi, selain dapat menghindari resiko aktor tersebut terluka dapat juga menghemat biaya produksi dari film tersebut [4]. Pada tahap awal sebelum memodelkan objek karakter 3-dimensi, terlebih dahulu objek tersebut dibuat sketsa tampak depan, tampak atas, dan tampak samping. Sketsa itulah yang kemudian dituangkan kedalam perangkat lunak untuk menghasilkan model objek tersebut dalam bentuk 3D yang kemudian di render untuk menjadikannya dalam bentuk gambar [4]. 2. METODE Tahap awal dalam pemodelan karakter 3-dimensi adalah mengambil photo atau membuat sketsa sisi depan,kanan, kiri, belakang, dan atas dari karakter yang akan dimodelkan. Sketsa tersebut kemudian dijadikan sebagai acuan dalam memodelkan karakter tersebut [3]. Setelah tahap pemotretan atau pembuatan sketsa selesai maka proses pemodelan karakter telah dapat dimulai. Pemodelan karakter dalam penelitian ini lebih menggunakan geometri polygon. Hal ini disebabkan polygon memungkinkan designer untuk melakukan pemodelan berdasarkan edge dan face dimana dengan menggunakan edge dan face sebagai dasar dari pemodelan maka polygon umumnya lebih cocok untuk pemodelan karakter pada tahap awal [6]. Sedangkan untuk tahap yang lebih detail maka polygon dapat dikonversi menjadi Smoothpoly. Smoothpoly cocok digunakan untuk pemodelan natural karena memiliki permukaan yang halus dengan detail yang tinggi. Tool yang banyak digunakan dalam pembuatan objek bangunan ini adalah tool Boolean, extrude face, dan extrude edge yang telah disediakan dalam pemodelan polygon. Tool boolean memungkinkan designer untuk melakukan operasi union, difference, dan intersection. Operasi union merupakan operasi
penggabungan dua objek menjadi satu objek, difference merupakan operasi yang mengurangi objek pertama dari objek kedua, sedangkan intersection merupakan operasi yang hanya menampilkan bagian yang merupakan interseksi dari dua objek [8]. Contoh dari penggunaan operasi Boolean dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1. Operasi Boolean pada objek Tool extrude face berguna untuk membentuk polygon baru dari face yang telah ada pada objek. Sedangkan extrude edge berguna untuk membentuk polygon baru beradasarkan pada edge [2]. Berikut ini adalah gambar penggunaan tool extrude face dan extrude edge (Gambar 1.2) :
Gambar 1.2. Extude face dan extrude edge
2.1 Texturing Textturing atau pemberian warna pada objek yang telah dibuat pada tahap pemodelan disesuaikan dengan warna aslinya. Terdapat beberapa hal penting yang perlu diperhatikan dalam pemberian warna objek seperti material apa yang akan digunakan untuk menampilkan warna. Terdapat beberapa jenis material, diantaranya : a. Anisotropic Merupakan material yang digunakan pada objek-objek yang memiliki alur seperti CD, bulu, beluduru, atau satin. Material anisotropic mengalami perubahan specular highlight bergantung pada arah dari alurnya.
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
2
b. Lambert Lambert merupakan jenis material yang digunakan pada objek-objek tanpa specular highlights atau bisa dikatakan juga material lambert biasanya digunakan pada objek dengan tampilan flat, yaitu objek-objek yang tidak memiliki refleksi atau highlight pada permukaannya. Contohnya dinding, kapur, dan lain-lain. c. Blinn Merupakan material yang biasanya digunakan untuk menampilkan objekobjek metalik atau objek-objek yang memiliki specular highlight yang lembut. d. Phong Merupakan jenis material yang biasanya digunakan untuk menampilkan objek kaca atau objek-objek yang memiliki permukaan yang mengkilap. e. Phong E Merupakan material yang merupakan versi sederhana dari phong material. Specular highligts pada phong e lebih lembut dari pada yang terdapat pada material phong, dan juga phong e membutuhkan waktu yang lebih sedikit dari material phong ketika dirender [9].
Gambar 2.1 UV Layout
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk memudahkankan pemodelan karakter, maka diperlukan sketsa yang akan menjadi acuan dalam memodelkan karakter. Sketsa dibuat dalam berbagai sisi, antara lain sisi depan, sisi atas, sisi samping kiri dan sisi samping kanan. Sketsa dapat dibuat dengan lukisan tangan ataupun menggunakan bantuan perangkat lunak design seperti Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Corel Draw dan lain sebagainya. Sketsa karakter dapat dilihat pada Gambar 2.1.
2.2 UV Layout UV Layout Pemetaan UV adalah proses pembuatan texture pada objek 3D dengan merepresentasikan gambar 2D dari model 3D. Proses ini memproyeksikan tekstur ke objek 3D. Huruf "U" dan "V" digunakan untuk menggambarkan mesh 2D karena "X", "Y" dan "Z" sudah digunakan untuk menggambarkan objek 3D dalam ruang model [1]. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1. Gambar 2.2 Sketsa karakter
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
3
Untuk memudahkan karakter dianimasikan, maka karakter harus diberi kontrol. Kontrol harus diberikan pada bagian yang akan dianimasikan seperti tangan,jari tangan kaki,kepala, mulut dan lain sebagainya. Masing-masing kontrol memiliki area cakupan masing-masing. Area cakupan tersebut hasus dibatasi sehingga animasi dapat berjalan dengan baik. Sketsa karakter setelah diberi kontrol dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.3 Karakter tampak depan
Hasil pemodelan karakter tampak samping dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.2 Sketsa karakter setelah diberi kontrol Implementasi pemodelan karakter didasarkan pada sketsa yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Pada pemodelan karakter ini, surface yang dipilih adalah Smoothpoly yang cocok untuk pemodelan organik karena memiliki permukaan yang halus. Sedangkan tool yang digunakan adalah Connect Poly Shape. Berikut ini adalah gambar-gambar karakter hasil pemodelan. Gambar karakter tampak depan dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.4 Karakter tampak samping Gambar karakter tampak belakang dapat dilihat pada Gambar 2.5.
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
4
Gambar 2.5 Karakter tampak belakang
Pada tahap akhir pemodelan karakter ini, karakter diberikan kontrol yang akan mengatur gerak karakter. Pemberian kontrol didasarkan pada bagian yang akan dianimasikan pada karakter. Bagian seperti tangan dan kaki biasanya mendapat kontrol lebih banyak agar mampu bergerak secara dinamis. Gambar karakter setelah diberi kontrol dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Karakter kontrol Dari gambar dapat dilihat kontrol berupa joint (tulang) yang terdapat pada karakter. Joint yang terdapat pada karakter hanya berfungsi untuk pergerakan tangan dan kaki. Sedangkan untuk gerakan wajah ketika berbicara dibuat bentuk-bentuk wajah sesuai dengan kata yang akan diucapkan. Bentuk-bentuk wajah tersebut akan digunakan sebagai input pada blendshape tool. Bentuk-bentuk wajah dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bentuk-bentuk wajah Pada Gambar 2.7 dapat kita oerhatikan bentuk mulut yang berubah-ubah. Hal ini didasarkan pada huruf maupun kata yang akan diucapkan oleh karakter. Bentuk-bentuk wajah tersebut
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
5
akan diselaraskan dengan suara yang telah direkam sebelumnya.
4. KESIMPULAN Pemodelan karakter 3-dimensi memerlukan keterampilan dan penguasaan teknik-tehnik pemodelan yang cukup tinggi. Karakter 3-dimensi dimodelkan berdasarkan sketsa awal yang dapat berupa gambar maupun photo. Semakin realistis suatu karakter 3 dimensi terlihat maka tahap pembuatannya akan semakin kompleks. Operasi seperti extrude face, union, diference, dan intersection yang dapat dilakukan pada geometri polygon hanya dapat digunakan pada tahap awal pemodelan, karena operasi-operasi tersebut tidak tepat digunakan pada objek dengan detail yang tinggi. Pemodelan dengan menggunakan polygon dapat juga mempercepat proses rendering. Hal ini dimungkinkan karena geometri polygon tidak memiliki terlalu banyak verteks dan edge. Kekurangan pemodelan dengan menggunakan polygon adalah pemodelan polygon tidak dapat mengakomodasi objek natural yang memiki banyak detail.
5. SARAN Adapun hal-hal yang dapat dilakukan untuk mengembangkan penelitian ini agar lebih baik lagi adalah : 1. Pemodelan objek harus lebih realistis sehingga hasil rendering yang didapatkan mirip dengan aslinya. 2. Penggunaan tekstur yang digunakan juga dapat menggunakan gambar kulit manusia sehingga karakter akan terlihat lebih nyata.
DAFTAR PUSTAKA [1] Chopin, Ami. 2003. 3D Art Essentials: The Fundamentals of 3D Modeling, Texturing, and Animation. Edisi ke-1. United States : New Riders Publishing [2] Vaughan, W. 2011 Digital Modeling. Edisi ke-1. United States : Charles River Media. [3] Dwyer, D. 2000. Digital Lighting And Rendering. Edisi ke-1. United States : New Riders Publishing [4] Dwyer, D. 2000. Digital Lighting And Rendering. Edisi ke-1. United States : New Riders Publishing [5] Kundert-Gibbs, J dan D’Arrigo, E. 2002. Maya Secret Of The Pros. Edisi ke1.United States : Sybex. [6] Kundert-Gibbs, J dan D’Arrigo, E. 2005. Maya Secret Of The Pros 2nd Edition. Edisi ke-2.United States : Sybex. [7] Marrafi, C. 2003. Maya® Character Creation: Modeling and Animation Controls. Edisi ke – 1. United States : New Riders Publishing. [8] Murdock, K. 2004. Maya 6 Revealed. Edisi ke-1. Thomson Course Technology. [9] Sarris, N dan Strintzis, M. 3D Modeling and Animation : Synthesis And Analysis Techniques For The Human Body. Edisi ke-1.United States : IRM Press. [10] Thabrani, S dan Adjie, B. Maya 4.0 Unlimited Modeling Animasi. Edisi ke-1. Jakarta : Salemba Infotek. [11] Watkins, A. 2003. The Maya 4.5 Handbook. Edisi ke-1. United States : Charles River Media.
JURNAL ARSITEKNO Volume.6 No.6 Juli 2015 |ISSN 2301 945X
6
