efek warna krayon pada rendering animasi 3d

EFEK WARNA KRAYON PADA RENDERING ANIMASI 3D
Sura Andi Nugroho 1), Moch.Hariadi2)
1,2
Pasca Sarjana Jaringan Cerdas Multimedia (Game Teknologi) Teknik Elektro, Teknologi Industri ITS
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri ITS
Jl. Keputih Sukolilo,Surabaya, 60111
E-mail : [email protected]), [email protected])
Abstrak
Dalam menggambar terdapat beragam
teknik pewarnaan dalam membuat ilustrasi secara
manual, seperti teknik pewarnaan dengan cat air, cat
poster, pensil warna, maupun krayon. Sebagai salah
satu teknik pewarnaan dalam ilustrasi, efek
pewarnaan menggunakan krayon memiliki karakter
yang berbeda dengan teknik yang lain. Karakter
teknik krayon cenderung tidak merata (tertutup
sempurna) pada permukaan kerta, Karater ini akan
terlihat lebih artistic bila dipadu dengan
menggunakan kertas bertekstur, sehingga efek
artistiknya akan muncul pada warna yang tidak datar
dan merata namun ada bagian-bagian kecil yang
tidak tertutup warna karena pengaruh tekstur kertas.
Dalam animasi komputer tiga dimensi, dikenal
adanya istilah Non-Photorealistic Rendering (NPR),
merupakan suatu sistem rendering obyek 3D yang
mampu menjadikan rendering 3D yang realis,
menjadi efek interface 2 dimensi. Makalah ini
membahas tentang penggunaan NPR untuk
memberikan efek warna krayon, sebagai salah satu
teknik pewarnaan dalam ilustrasi, pada obyek 3D.
Kata kunci : NPR ( Non-Photorealistic Rendering ),
Crayon Rendering
1. PENDAHULUAN
Perkambangan yang luar biasa telah dicapai
oleh computer grafis, terutama dalam hal ini untuk
program animasi 3D. Perkembangan tersebut
mengarah pada penampilan hasil animasi 3D yang
berlomba-lomba untuk mencapai hasil yang serialis
mungkin sehingga dapat dikatakan sangat sempurna.
Namun pencapaian hasil animasi yang sangat realis,
memberikan efek membosankan bagi mata yang
melihat. Garis kontur obyek yang begitu halus dan
sangat sempuna merupakan salah satu factor yang
menyebabkan mata akan melihat konsistensi garis
tersebut sebagai hal yang membosankan. Berbeda
halnya dengan kontur obyek hasil goresan pena oleh
tangan manusia. Kontur garis hasil goresan manual
tersebut tampak tidak sempurna, tebal tipis garis
yang berulang, atau arsir bayangan yang terlihat
acak, memberikan dinamika bagi mata untuk melihat.
Ketidak sempurnaan tersebut ternyata membuat efek
yang dinamis dan tidak membuat bosan bagi mata.
Selain pada garis, pewarnaan yang dihasilkan
oleh komputer juga tempak sangat sempurna. Warna
yang pekat dan datar, bayangan obyek yang sangat
tepat dan presisi, pantulan cahaya yang sempurna,
merupakan faktor lain yang membuat mata cepat
bosan untuk melihat. Namun teknik pewarnaan
manual seperti penggunaan cat air, pensil warna,
karyon goresan dan arsiran pena, tampak begitu
dinamis dan meberikan efek yang menyenangkan
bagi mata. Sehingga mereka betah untuk belamalama melihatnya. Penelitian yang di lakukan untuk
dapat menghasilkan efek seperti pada gambargambar hasil goresan tangan manusia, telah banyak
dilakukan. Salah satunya adalah Rendering krayon.
2. NON-PHOTOREALISTIC RENDERING
Non-Photorealistic
Rendering
(NPR) adalah salah satu teknik dalam komputer
grafis yang fokus pada kemungkinan berbagai gaya
ekspresif untuk digital art. Berbeda dengan komputer
grafis tradisional, yang fokus pada photorealistik,
NPR ini terinspirasi oleh gaya artistik seperti
melukis, menggambar, teknik ilustrasi, dan animasi
kartun. NPR telah muncul dalam film dan video
game dalam bentuk "toon shader," dan juga dalam
ilustrasi arsitektur dan animasi eksperimental.
NPR
memiliki
dua
tujuan
yaitu
mengkomunikasikan
informasi
dengan
menggunakan gambar; dan me-render gambar yang
menarik dengan gaya visual yang baru, serta bebas
dari kendala komputer grafis tradisional untuk
menghasilkan gambar yang seperti hidup [1]. NonPhotorealistic Rendering (NPR) telah menjadi topik
penelitian yang populer di bidang komputer grafis
pada beberapa dekade terakhir ini. Wilayah
penerapannya banyak ragamnya antara lain ilustrasi,
painterly rendering, dan produksi kartun. NPR
algoritma berkisar dari berbasis objek, berbasis
gambar, atau hibrid dengan pendekatan menerapkan
gaya rendering yang berbeda, misalnya, tambahan
pada garis tepi, goresan, atau kartun-style rendering.
[2]
NPR adalah system rendering didalam
program animasi 3D, sehingga obyek 3D tersebut
akan terilihat seperti obyek 2D. NPR bekerja atas
dasar penyederhanaan warna atau tekstur obyek 3D
dari realis, dengan tahapan warna gradasi yang
kontinyu menjadi hanya beberapa tahan saja.
Sehingga obyek 3D yang di render dengan system
tersebut Nampak seperti obyek 2D. Variasi dari
system ini berkembang yang diselaraskan dengan
teknis pewarnaan menggambar secara manual, yaitu
teknik cat air, pensil warna, serta krayon. Dalam
penelitian ini yang akan di kaji adalah penggunaan
system NPR untuk teknik pewarnaan dengan krayon
secara digital.
Deteksi tepi metode Sobel
Seperti halnya Prewitt, metode Sobel juga
merupakan pengembangan dari metode Robert
dengan penambahan filter HPF, hanya saja fungsi
yang digunakan Sobel mengambil prinsip laplacian
dan Gaussian. Kedua fungsi tersebut juga mampu
membangkitkan HPF. Kelebihannya adalah mampu
mengurangi noise sebelum melakukan perhitungan
deteksi tepi.
Gambar 2 Model tekstur crayon
Gambar 1 Matriks metode Sobel
Contoh deteksi tepi dengan metode Sobel :
Gambar 3 Hasil render efek crayon
KESIMPULAN
Gambar 2 Deteksi Tepi metode Sobel
Filter Crayon
Dalam proses filtering krayon, pada
prinsipnya menambahkan semacam tektur yang
menyerupai crayon. Untuk itu perlu dipersiapkan
beberapa macam tekstur krayon yang sekiranya dapat
mewakili serta memberikan efek yang dianggap baik
untuk memberikan kesan goresan krayon. Tekstur
yang digunakan tersebut dibuat secara manual
dengan menggunakan Adobe Photoshop. Eksperimen
tekstur yang dilakukan adalah dengan memanfaatkan
efek awan digabung dengan efek nois. Selain itu
digunakan juga beberapa fasilitas brush dengan
berbagai macam bentuk kemudian dicampur
sehingga menghasilkan tekstur. Dalam eksperimen
tekstur krayon ini juga menggunakan goresan warna
crayon yang kemudian diubah dalam bentuk hitam
putih. Dibawah ini beberapa contoh tekstur krayon
yang digunakan.
Berdasarkan ujicoba yang dilakukan, maka
dapat disimpulkan bahwa hasil yang dicapai sudah
cukup baik. Dimana secara visual pada setiap gambar
yang dihasilkan sudah menampakkan efek crayon.
Namun demikian hasil yang dicapai untuk level yang
lebih tinggi menghasilkan distorsi yang lebih besar.
Hasil ujicoba ini belum memenuhi standar yang
diharapkan untuk itu akan ada perbaikan.
Penggunaan deteksi tepi sobel ternyata lebih baik
dibandingkan dengan deteksi tepi canny yang terlalu
banyak menampilkan garis, sehingga dirasa cukup
mengganggu mata untuk membedakan satu obyek
dengan obyek yang lain.
Penggunaan berbagai macam tekstur juga
berpengaruh dalam tampilan gambar yang dihasilkan.
Dengan semakin besar tekstur maka terlihat semakin
kasar, sebaliknya semakin kecil tekstur maka
semakin lembut dan semakin baik hasil efek crayon
yang dihasilkan.
Kekurangan dari percobaan yang dilakukan
antara lain adalah dengan menggunakan filter tekstur
yang diolah melalui program digital imaging,
menghasilkan animasi dengan efek tekstur yang
statis. Harapannya seperti pada penggunaan tekstur
noise yang bergerak dinamis, sehingga hasil yang
dicapai menampakkan seolah-olah berada di
belakang tabir tekstur. Hasil akan tampak sempurna
apabila tekstur juga bergerak dinamis mengukuti
pergerakan obyek.
Saran yang dapat diberikan pada percobaan
ini adalah bahwa dengan menggunakan program
matlab, selain dapat menghasilkan rendering obyek
dalam efek crayon juga mampu bereksplorasi lebih
jauh. Namun demikian percobaan yang dilakukan
saat ini belum lah cukup untuk mencerminkan
adanya efek crayon pada rendering animasi 3D yang
sesungguhnya, karena memerlukan perhitungan yang
lebih ditail dan lebih mengharah pada obyek 3D
secara murni.
DAFTAR REFRENSI
Sayeed, Rezwan; Howard, Toby ()State of the Art
Non Photorealistic Rendering (NPR) Techniques;
School of Computer Science, The University of
Manchester.
Siljamäki, Lauri ; ()Real-time non-photorealistic
rendering;
Nienhaus, Marc; Doellner, Juergen ();EdgeEnhancement – An Algorithm for Real-Time NonPhotorealistic Rendering; Hasso-Plattner-Institute for
Software Engineering at the University of Potsdam.
Feldmar, Jacques; Ayache, Nicholas; Betting,
Fabienne (1994); Projective registration of free-form
curves and surfaces.
Decaudin, Philippe (1996);
Rendering of 3D-Scenes
Cartoon-Looking
Collomosse,J.P; Rowntree,D; Hall, P.M (2003)
Cartoon-style Rendering of Motion from Video;
Department of Computer Science University of Bath,
Bath, England.
Shamir, Ariel; Rubinstein, Michael; Levinboim,
Tomet () Parametric Comics Creation from 3D
Interaction. Efi Arazi School of Computer Science.
Yang, Chen; Wang, Zhijin () Constructing 3D from a
Single Sketch. Department of Computer Science
University of British Colombia.
Hanjun, Jin; Shidong, Mei; Zhi, Yang; () A Method
Based on Crayon Style of Non-Photorealistic
rendering.
Cleas, Johan; Di Fiore, Fabian; Vansichem, Gert;
Van Reeth, Frank () Fast 3D Cartoon Rendering with
Improved Quality by Exploiting Graphics Hardware.
Corbo, Anna Regina; de Figueiredo, Luiz Henrique;
() Fracture Patterns for Non-Photorealistic Image
Rendering. IMPA-Institute Nacional de Matematica
Pura e Aplicada, Rio de Janeiro, Brazil