Motion capture atau mocap 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, 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.
Kelebihan
a. Lebih
cepat, bahkan hasil secara real time bisa didapatkan. Dalam aplikasi hiburan,
hal ini dapat
mengurangi biaya dari animasi berbasis keyframe. Contohnya: Hand Over.
b. 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.
c. Gerakan kompleks dan interaksi fisik yang realistis seperti gerakan sekunder, berat, dan pertukaran
tekanan dapat dengan mudah dibuat kembali dalam cara akurat secara fisik.
d. 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.
e. Potensi software gratis dan solusi dari pihak luar dapat mengurangi biaya yang dikeluarkan.
Kekurangan
a. Hardware yang spesifik dan program yang special dibutuhkan untuk mendapatkan dan memproses
data.
b. Biaya software, perlengkapan, dan personel yang dibutuhkan dapat berpotensi menjadi penghalang
bagi produksi-produksi kecil.
c. Sistem pengambilan gerakan mungkin memiliki kebutuhan yang spesifik untuk ruangan operasi,
tergantung dari pandangan kamera atau distorsi magnetik.
d. Ketika masalah terjadi, lebih mudah untuk mengambil ulang skema daripada mencoba untuk
memanipulasi data. Hanya beberapa sistem yang memungkinkan penampilan data yang real time
untuk memilih apakah gambar yang diambil butuh diambil ulang.
e. Hasil yang penting itu terbatas untuk apa yang bisa ditunjukkan dalam volume pengambilan tanpa
editing tambahan dari data tersebut.
f. Gerakan yang tidak mengikuti hokum fisika secara umum tidak bisa diambil.
g. Teknik animasi tradisional, seperti menambahkan tekanan dari antisipasi dan kelanjutannya, gerakan
kedua atau memanipulasi bentuk dari karakter, seperti dengan melumatkan dan memperpanjang
teknik animasi, harus ditambahkan nanti.
h. Jika model komputer memiliki proporsoi yang berbeda dari subjek yang diambil, artifak mungkin
terjadi. Contohnya, jika seorang karakter kartun mempunyai tangan yang berukuran terlalu besar,
hal ini dapat memotong badan karakter jika orang yang melakukaknnya tidak berhati-hati dengan
gerakan fisiknya.
2. 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 titikdari objek, dan kemudian
menerapkan kinematik untuk menentukan gerakan objek. Contoh gerakan melempar bola baseball,
gerakan objek dnegan akselarasi, dan tabrakan dua objk 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.
Prinsip Dasar 3D
Melihat obyek secara tiga dimensi (3D) berarti melihat obyek dalam bentuk sesungguhnya.
Penggambaran 3D akan lebih membantu memperjelas maksud dari rancangan obyek karena bentuk
sesungguhnya dari obyek yang akan diciptakan divisualisasikan secara nyata. Penggambaran 3D
merupakan pengembangan lebih lanjut dari penggambaran 2D.
Tipe Objek 3D
a. Wireframe : objek yang hanya berdiri atas aris lurus dan garis lengkung yang mempresentasikan
tepi-tepi objek, tanpa permukaan tertutup. Tipe ini merupakan objek 2D yang digambarkan dalam
ruang 3D.
b. Surface : adalah sebuah objek yang tersusun atas permukaan. Objek ini dpt diibaratkan spt dinding
tipis pada sebuah kotak, objek surface tidak memiliki volume (kosong). Surface dapat dipakai untuk
benda-benda yang fleksibel,seperti : body mobil, body pesawat, pohon, dll.
c. Solid : objek solid memiliki mass properties, ini menunjukan bahwa objek solid merupakan benda
yang padat dan memiliki titik berat.
3. 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.
4. Rendering
Rendering adalah proses dari membangun gambar dari sebuah model (atau model yang secara kolektif
dapat disebut sebuah file adegan), melalui program komputer. Sebuah file adegan terdiri dari objek
objek dalam sebuah bahasa atau data struktur, bisa berupa geometri, sudut pandang, tekstur,
pencahayaan, dan informasi bayangan sebagai sebuah deskripsi dari adegan virtual. Data yang terisi
dalam file adegan kemudian melewati program rendering untuk diproses dan menjadi output untuk
sebuah gambar digital atau file gambar raster graphics. Rendering juga digunakan untuk
mendeskripsikan proses dari mengkalkulasikan efek-efek dalam sebuah file video editing. Rendering
juga digunakan untuk mendeskripsikan proses dari efek-efek kalkulasi dalam sebuah file video editing
untuk memproduksi output final video.
Rendering adalah satu dari sub-topik utama dari komputer grafis tiga dimensi, dan dalam latihan
selalu terhubung dengan yang lainnya. Dalam grafis pipeline, ini adalah langkah utama terakhir,
memberikan penampilan final untuk model dan animasi. Dengan menaikkan kecanggihan dari
komputer grafis sejak tahun 1970, ini telah menjadi subjek yang lebih jelas.
Rendering telah digunakan dalam arsitektur, video game, simulator, film-film atau televisi dengan
visual efek. Seorang perender adalah orang yang berhati hati menangani program mesinnya, sesuai
pada sebuah mikstur selektif dari ilmu yang terhubung dengan cahaya fisik, persepsi visual,
matematika, dan pengembangan software.
Dalam kasus grafis tiga dimensi, rendering mungkin berjalan lambat, sebagai dalam pre rendering,
atau dalam waktu yang sebenarnya. Pre rendering adalah peralatan yang secara komputer proses
intensifnya secara tipikal digunakan untuk pembuatan film, ketika rendering dengan waktu
sebenarnya selalu jadi dengan video game tiga dimensi yang bergantung pada penggunaan dari kartu
kartu grafis dengan perangkat keras percepatan tiga dimensi. Ketika gambar awal (biasanya sketsa
wireframe) lengkap, rendering digunakan, dimana penambahan dalam tekstur bitmap atau tekstur
procedural, cahaya-cahaya, pemetaan tonjolan dan posisi relatif untuk objek yang lain. Hasilnya
adalah gambar lengkap yang orang-orang ingin lihat.
Untuk animasi film, beberapa citra (frame) harus di render, dan disatukan bersama dalam sebuah
program yang mampu membuat sebuah animasi semacam ini. Kebanyakan program-program editing
gambar 3 dimensi bisa melakukannya.
Metode Rendering
a. Ray Tracking Rendering
Ray tracing sebagai sebuah metode rendering pertama kali digunakan pada tahun 1980 untuk
pembuatan gambar tiga dimensi. Ide dari metode rendering ini sendiri berasal dari percobaan Rene
Descartes, di mana ia menunjukkan pembentukan pelangi dengan menggunakan bola kaca berisi
air dan kemudian merunut kembali arah datangnya cahaya dengan memanfaatkan teori pemantulan
dan pembiasan cahaya yang telah ada saat itu. Konsep dasar dari metode ini adalah merunut
proses yang dialami oleh sebuah cahaya dalam perjalanannya dari sumber cahaya hingga layar
dan memperkirakan warna macam apa yang ditampilkan pada pixel tempat jatuhnya cahaya.
Proses tersebut akan diulang hingga seluruh pixel yang dibutuhkan terbentuk.
b. Wireframe Rendering
Wireframe yaitu Objek 3D dideskripsikan sebagai objek tanpa permukaan. Pada wireframe rendering,
sebuah objek dibentuk hanya terlihat garis-garis yang menggambarkan sisi-sisi edges dari sebuah
objek. Metode ini dapat dilakukan oleh sebuah komputer dengan sangat cepat, hanya kelemahannya
adalah tidak adanya permukaan, sehingga sebuah objek terlihat tranparent. Sehingga sering terjadi
kesalahpahaman antara siss depan dan sisi belakang dari sebuah objek.
c. Hiden Line Rendering
Metode ini menggunakan fakta bahwa dalam sebuah objek, terdapat permukaan yang tidak terlihat
atau permukaan yang tertutup oleh permukaan lainnya. Dengan metode ini, sebuah objek masih
direpresentasikan dengan garis-garis yang mewakili sisi dari objek, tapi beberapa garis tidak terlihat
karena adanya permukaan yang menghalanginya. Metode ini lebih lambat dari dari wireframe
rendering, tapi masih dikatakan relatif cepat. Kelemahan metode ini adalah tidak terlihatnya
karakteristik permukaan dari objek tersebut, seperti warna, kilauan (shininess), tekstur, pencahayaan,
dll.
d. Shaded Rendering
Pada metode ini, komputer diharuskan untuk melakukan berbagai perhitungan baik pencahayaan,
karakteristik permukaan, shadow casting, dll. Metode ini menghasilkan citra yang sangat realistik,
tetapi kelemahannya adalah lama waktu rendering yang dibutuhkan.
5. 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.
Transformasi dari konsep ke model geometris yang bisa ditampilkan pada komputer :
- Shape
- Posisi
- Cara pandang
- Ciri-ciri permukaan
- Ciri-ciri volume
- Pencahayaan
- Posisi
- Cara pandang
- Ciri-ciri permukaan
- Ciri-ciri volume
- Pencahayaan
Pemodelan Geometris yang lebih rumit :
*) Jala-jala segi banyak : segi bersudut banyak yang dihubungkan satu sama lain.
*) Bentuk permukaan bebas : menggunakan fungsi polynomial tingkat rendah.
*) CSG : membuat bentuk dengan menerapkan operasi boolean pada bentuk primitif.
Elemen-elemen pembentuk grafik geometri :
- Titik
- Garis
- Polygon
- Kurva
- Lingkaran
Elemen-elemen pembentuk grafik warna :
1. Sistem visual manusia
2. Kubus warna RGB (sistem koordinat R,G,B sebagai axes) >> R = Red, G = Green, B = Blue
3. Model warna C,M,Y
4, True Color
5. Indexed color
6. High Color
Teknik Geometris secara :
1. The Hack
2. The Good
3. Splines
4. Implicit Surfaces
5. Subdivision Surfaces
6. The Gracefully Degraded
Sumber :
