Visualisasi Gedung FTI UKSW Salatiga Berbasis 3D menggunakan
advertisement
Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Penelitian Sebelumnya Sebelumnya telah dilakukan penelitian dengan judul Simulasi Prosedur Keselamatan Ketika Terjadi Kebocoran Gas LPG Di Dalam Gedung Berbasis Serious Game. Penelitian tersebut menjelaskan tentang simulasi prosedur keselamatan dan pencegahan kebakaran yang disebabkan oleh gas LPG pada suatu gedung berbasis 3 dimensi, dimana human sebagai kamera dengan sudut pandang orang ketiga (Wibowo, 2011). Penelitian yang hampir sama berjudul Pembuatan Aplikasi 3D Interaktif Pada Virtual Mini Market. Penelitian ini menjelaskan tentang simulasi aktifitas belanja pada sebuah mini market virtual secara interaktif dengan sudut pandang orang pertama sehingga pengguna dapat berjalan berkeliling, memilih dan melihat informasi produk belanja layaknya seperti mini market pada umumnya (Lumaksana, 2011). Dari penelitian tersebut, maka dikembangkan untuk perancangan animasi gedung berbasis 3 dimensi yang berupa visualisasi gedung baru FTI berbasis 3 dimensi menggunakan 3DS Max dan Unity 3D dengan sudut pandang orang pertama sehingga menjadi lebih menarik dan interaktif. 7 8 2.2 Visualisasi Visualisasi merupakan proses perubahan data, informasi, pengetahuan menjadi sebuah gambar atau sebuah animasi yang bertujuan untuk mempermudah pemahaman terhadap data dan informasi tersebut. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi baik tidaknya visualisasi, yaitu (Prasetyawan, 2007) : - Human perception. Seseorang adalah konsumen dari visualisasi, sehingga faktor pembatas yang terakhir adalah “human perception”. Pembuatan visualisasi suatu permasalahan dengan resolusi yang tinggi menjadi tidak bernilai dibanding dengan seseorang yang dapat melihat visualisasi dengan baik. - Display resolution. Visualisasi ditampilkan dengan sebuah alat. Sehingga resolusi dari sebuah alat yang digunakan baik berupa monitor, flat panel, dinding, dapat diukur dengan pixels, display size, display fidelity. - Interactivity. Salah satu cara yang paling baik untuk meningkatkan kemampuan visualisasi adalah membuat visualisasi lebih interaktif. User ikut serta dalam jalannya visualisasi. Karena lebih interaktifnya user, materi yang disampaikan lebih mudah dimengerti. 9 - Data structure and algorithm. Struktur data dan algoritma yang efisien dibutuhkan untuk mencapai tampilan yang interaktif. - Computational infrastructre. Meliputi kecepatan CPU, graphic card, kapasitas penyimpanan. 2.3 Komputer Grafis Komputer grafis adalah bidang yang bersentuhan langsung dengan pemakai. Komputer grafis berkaitan erat dengan visualisasi. Komputer grafis menghadirkan suatu bentuk tampilan yang fleksibel dan menarik, dimana dapat menampilkan beragam tampilan grafis vektor hingga bitmap. Komputer grafis digunakan dalam bidang hiburan untuk menghasilkan efek-efek spektakuler yang tidak pernah terbayangkan sebelumnya (Handi Candra, 2002). Pengertian lain dari komputer grafis adalah sekelompok atau kumpulan dari berbagai media (gambar, video, teks, suara) yang diolah secara digital melalui sebuah perangkat komputer sehingga menghasilkan sesuatu yang diinginkan. Komputer Grafis dalam hal ini dibagi menjadi 3 golongan besar, yaitu : - Komputer Grafis di bidang cetak (desktop publishing). - Komputer Grafis di bidang web dan animasi. - Komputer Grafis di bidang animasi dan video (motion graphic). 10 2.4 Gambar Arsitektur dan Denah 2.4.1 Gambar Arsitektur Gambar arsitektur merupakan elemen dasar dalam dalam pembuatan desain rumah dalam bentuk 2D untuk mewakili bentuk aslinya. Salah satu hal yang paling penting dalam sebuah gambar teknik adalah skala. Skala adalah perbandingan antara ukuran yang terdapat dalam gambar dengan ukuran obyek / benda yang sesungguhnya. Skala dibedakan menjadi 2 jenis, yakni skala angka dan skala batang. Skala angka adalah skala gambar yang ditunjukkan dengan cara menuliskan angka perbandingan besaran antara ukuran gambar dengan aslinya. Arti skala pada Gambar 2.1 adalah pada satu satuan yang ada pada gambar mewakili 100 satuan pada obyek yang sesungguhnya. Misalkan pada gambar tergambar dengan ukuran 1 cm, maka ukuran pada obyek yang sesungguhnya adalah 100 cm. Gambar 2.1 Contoh Skala Angka Skala batang menggunakan garis adalah sebagai penggambaran alat bantunya, skala dengan Gambar 2.2 merupakan contoh skala batang. Arti skala pada Gambar 2.2 adalah panjang batang hitam pada Gambar 2.2 mewakili panjang 10 meter pada obyek yang sesungguhnya. 11 Gambar 2.2 Contoh Skala Batang 2.4.2 Denah Denah adalah sebuah gambar desain bangunan dari suatu tempat. Biasanya digunakan untuk mengetahui bentuk 2D dari bangunan tersebut, dan ditampilkan dengan menggunakan perbandingan antara skala tertentu antara ukuran asli bangunan dengan gambar yang ditampilkan. Denah merupakan pandangan dari atas potongan horisontal suatu bangunan dimana bagian atas bangunan yang terpotong tersebut dihilangkan. Biasanya potongan horisontal tersebut melewati semua unsur vertikal seperti pintu, jendela dapat dilihat pada Gambar 2.3. 12 Gambar 2.3 Gambar Denah Lantai 1 Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam menggambar denah adalah: - Garis yang agak tebal digunakan untuk menunjukkan benda-benda yang berada di bawah bidang potongan, tetapi berada di atas lantai. - Garis halus dipakai untuk menunjukkan kondisi permukaan lantai dan bidang–bidang horizontal lainnya. - Warna gelap atau arsir digunakan untuk mempertegas unsur–unsur dalam denah potongan. - Jika skala gambar bertambah besar, ketelitiannya akan bertambah pula. maka tingkat 13 Gambar 2.4 Potongan Denah Gedung Tampak Samping Gambar tampak dalam penyajian arsitektur diberi nama sesuai dengan arahnya seperti : tampak depan, tampak samping (barat, timur, selatan, utara). Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menggambar adalah : - Jika skala semakin besar, maka semakin dibutuhkan detail yang lebih. - Kesan warna gelap, tekstur dan bayangan dapat menunjukkan kesan jarak dalam penggambaran tampak. - Penekanan dapat diberikan pada gambar suatu bangunan yang disajikan lengkap dengan kondisi lingkungannya dan diberi bata yang tegas dengan menyempurnakan gambar bangunan yang akan ditonjolkan. 14 Gambar 2.5 Gambar Denah Gedung Tampak Depan 2.5 Multimedia dan Animasi 2.5.1 Multimedia Multimedia adalah sarana yang digunakan untuk menyampaikan informasi melalui media gambar, grafik, teks, suara (audio), musik, atau video (Rachmat, 2006). Kelebihan multimedia adalah menarik indera dan menarik minat, karena merupakan gabungan antara pandangan, suara dan gerakan. Sebagai contoh dalam suatu presentasi makalah, seminar dan lain sebagainya. Multimedia dapat digunakan dalam bidang : - Periklanan yang efektif dan interaktif. - Pendidikan dalam penyampaian bahan pengajaran secara interaktif dan dapat mempermudah pembelajaran karena 15 didukung oleh berbagai aspek seperti suara, video, animasi, teks, dan grafik. Perangkat lunak multimedia adalah komponen- komponen dalam data processing system, berupa programprogram untuk mengontrol bekerjanya sistem komputer multimedia. Perangkat lunak ini digolongkan menjadi tiga bagian yaitu bahasa pemrograman multimedia, perangkat lunak sistem multimedia dan perangkat lunak aplikasi multimedia. Perangkat lunak aplikasi multimedia merupakan aplikasi-aplikasi yang dibuat oleh personal atau organisasi untuk user yang beroperasi dalam bidang-bidang multimedia spesifik seperti grafik 3D, modeling dan animasi. 2.5.2 Animasi Menggunakan animasi adalah proses penciptaan obyek gerak atau efek perubahan bentuk yang terjadi selama beberapa waktu. Animasi bisa berupa gerak sebuah objek dari tempat yang satu ke tempat yang lain, perubahaan warna, atau perubahan bentuk (yang dinamakan “morphing”). Animasi secara harafiah berarti membawa hidup atau bergerak. Menganimasikan memiliki makna menggerakkan obyek agar menjadi hidup. Membuat animasi dapat berupa menggerakkan gambar kartun, lukisan, boneka atau obyek tiga dimensi. 16 Ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk menggerakkan suatu obyek pada 3DS Max 2009, dengan tiap pergerakan yang akan disimpan dalam frame dalam waktu yang telah ditentukan. - Menggunakan animation control. Animation control biasanya diletakkan pada bagian bawah viewport. Digunakan untuk mengatur pembuatan animasi obyek yang berupa pengaturan durasi animasi dan fasilitas untuk menjalankan animasi. - Menggunakan time configuration. Melakukan pengaturan dari waktu atau durasi file animasi yang direncanakan dengan Time Configuration. Selain itu, juga dapat memilih satuan perhitungan animasi yang akan digunakan, satuan frame atau satuan waktu. - Animasi menggunakan Path. Membuat animasi dengan obyek yang bergerak mengikuti lintasan dan rentang waktu tertentu. Secara umum animasi merupakan suatu kegiatan menghidupkan, menggerakkan benda mati, suatu benda mati diberikan dorongan kekuatan, semangat dan emosi untuk menjadi hidup dan bergerak, atau hanya berkesan hidup (Djalle, 2007). 17 2.6 Tiga Dimensi (3D) Tiga dimensi adalah bentuk dari benda yang memiliki panjang, lebar dan tinggi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni dan animasi. Karakteristik utama tiga dimensi menurut (Dalgarno, 2002) adalah sebagai berikut: - Pemodelannya menggunakan vector geometri 3D, obyekobyeknya digunakan dgn titik koordinat x, y, z. - Ada beberapa obyek yang menanggapi aksi dari pengguna, misal menampilkan informasi saat obyek dipilih. - Pandangan pengguna dibuat sesuai dengan posisinya sekarang di dalam ruang 3D. - Terdapat beberapa audio atau suara yang merupakan elemen pendukung untuk menghidupkan dan memperkuat suasana. Visualisasi 3D merupakan bayangan kejadian dunia nyata, yang disajikan dalam bentuk 3D sehingga dapat menimbulkan kesan yang lebih nyata atau mendalam dibanding dua dimensi (2D). 2.7 Pengenalan 3D Studio Max 3D Studio Max (kadang kala disebut 3D’s Max atau hanya MAX) adalah sebuah perangkat lunak grafik vektor 3-dimensi dan animasi, ditulis oleh Autodesk Media & Entertainment, dulunya 18 dikenal sebagai Discreet and Kinetix. 3D’s Max merupakan salah satu dari paket perangkat lunak yang paling luas digunakan sekarang ini, karena beberapa alasan seperti penggunaan platform Microsoft Windows, kemampuan mengedit yang serba bisa, dan arsitektur plugin yang banyak. 3D‟s Max cocok untuk modeling, rendering, dan animasi yang memungkinkan untuk mempresentasikan desain yang dibuat seperti desain interior, arsitektur, dan iklan, secara realistik dan atraktif. Kelengkapan fitur, sistem parametrik pada obyek, serta sistem keyframe pada animasi, telah menempatkan 3D‟s Max menjadi program animasi yang mudah dan populer dibandingkan program aplikasi sejenis. 3 dimensi (3D) adalah bentuk dari benda yang memiliki panjang, lebar dan tinggi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni dan animasi. 3DS Max merupakan salah satu program untuk pemodelan 3 dimensi (3D), rendering, dan animasi berbasis PC (personal computer atau komputer pribadi). 3DS Max dapat menghasilkan output render dan animasi yang menakjubkan. 3D Studio Max adalah software visualisasi atau gambar 3 dimensi sekaligus menganimasikannya. Setiap hari secara tidak sadar dan sengaja kita selalu melihat gambar yang dibuat di software 3D Studio Max, baik di Televisi, Games, Wallpaper Windows, Brosur atau media cetak dan Web. Dengan menguasai kemampuan yang dimiliki 3DS MAX, maka kita dapat membuat animasi antara lain : Animasi Walkthrough Arsitektur, Animasi 19 Video Opening Tune atau bumper, Animasi untuk Pendidikan atau pembelajaran, Animasi untuk dunia perfilman, Animasi untuk Games, Animasi Web, dll. Pertama saat membuka 3D Studio Max, ditampilkan layar dengan 4 kotak dan banyak tombol, dimana dapat kita dapat mengorganisasikan bagian pada tampilan ini sebagai berikut : 1. Viewport Viewport adalah tampilan yang memperlihatkan object. Untuk dapat mengaktifkan salah satu Viewport anda dapat mengklik Viewport yang diinginkan. 2. Menubar Standart Bar dari Windows seperti File, Edit, View dan sebagainya. 3. Toolbar Tombol - tombol untuk memberi perintah secara cepat . 4. Command Panel Tombol - tombol perintah, control dan parameter untuk membuat, memodifikasi dan menunjukan obyek. 5. Status Bar / Viewport Control ViewPort Control atau Status Bar adalah untuk mengatur cara melihat pada viewport tertentu. 20 Gambar 2.6 Tampilan layar 3ds max 2009. 2.7.1 Metode Pemodelan Pada 3D Studio Max Ada 5 metode pemodelan dasar: - Pemodelan dengan primitif - NURMS (subdivision surfaces) - Surface tool - NURBS - Pemodelan poligon Pemodelan dengan primitif ini merupakan metode dasar, di mana seseorang membentuk model dengan menggunakan banyak kotak, bola, kerucut, silinder, dan obyek yang telah disediakan lainnya. Seseorang juga dapat menerapkan operasi boolean, termasuk pengurangan, pemotongan, dan penggabungan. Misalnya, seseorang dapat membuat dua bola 21 yang dapat bekerja sebagai bola yang akan menyatu. Hal ini disebut "pemodelan balon". Mental Ray merupakan sebuah render engine (mesin untuk merender gambar atau video) yang terdapat pada program 3D Studio Max, selain render standar max yaitu "Default Scanline". Mental Ray terintegrasi dengan 3D Studio Max sehingga tidak perlu menginstal secara terpisah. Mental ray mempunyai beberapa kelebihan yaitu dapat mengkalkulasi efek Global Illumination dan Indirect Illumination, selain itu dapat juga menggunakan shader pada permukaan gambar atau cahaya. Render engine lain selain Mental Ray adalah V-Ray, Brazil R/S, Maxwell Render, Final Render, dan sebagainya. Semua render engine ini memiliki kelebihannya masing-masing. 2.7.2 Shockwave W3D Pada 3Ds Max Shockwave W3D merupakan salah satu fitur yang terdapat pada 3D Studio Max untuk dapat mengekspor scene (tampilan) tiga dimensi yang terdapat dalam bentuk max menjadi w3d agar dapat digunakan pada aplikasi multimedia seperti Macromedia Director. Dengan menggunakan shockwave ini dapat pula dibuat game tiga dimensi, visualisasi tiga dimensi yang lebih interktif karena dapat digabungkan dengan unsur-unsur multimedia lainnya seperti suara, dan efek-efek tertentu yang dapat dipilih oleh user. 22 2.8 Modeling Dalam animasi 3D, modeling adalah proses awal untuk mendapatkan bentuk obyek yang diinginkan sebelum melakukan proses animasi. Modeling bertujuan untuk membuat objek 3D yang memiliki bentuk seperti aslinya. Banyak cara yang bisa dilakukan untuk mendapatkan model dalam bentuk 3D, salah satunya dengan mencari di beberapa situs yang menyediakan model 3D atau sering dikenal dengan istilah model bank. Terkadang untuk mendapatkan model yang sesuai dengan kondisi aslinya, perlu diadakan pembuatan secara manual. 2.9 Rendering 2.9.1 Pengertian 3D Rendering 3D Rendering merupakan proses untuk membentuk sebuah gambar dari sebuah model yang dibentuk oleh perangkat lunak animasi, model tersebut berisi data geometri, titik pandang, tekstur dan cahaya yang diperlukan untuk membuat gambar yang utuh. 3D Rendering merupakan proses yang sangat penting dan telah digunakan untuk berbagai macam penggunaan, seperti program permainan komputer, efek spesial pada film dan program simulasi. Tanpa dirender suatu gambar yang diolah oleh perangkat lunak animasi 3D hanya akan tampil dalam bentuk kumpulan point dan wireframe sederhana. Proses render melakukan “pembungkusan” tekstur pada obyek yang 23 bersesuaian, sesuai dengan cahaya yang datang pada obyek tersebut. Namun proses render membutuhkan daya komputasi yang sangat besar karena banyaknya titik koordinat yang harus dikomputasi, terutama jika data 3D yang diolah cukup rumit. 2.9.2 Hasil Proses Rendering Terdapat banyak hasil yang dapat diperoleh dan ditampilkan dari proses 3D Rendering pada suatu sketsa wireframe, diantaranya : a. Shading, yaitu variasi warna dan kecerahan yang timbul pada suatu permukaan berdasarkan pencahayaan yang dilakukan. b. Texture-Mapping, yaitu detail yang muncul pada suatu permukaan. c. Bump-Mapping, yaitu kontur yang muncul pada suatu permukaan. d. Fogging / Participating Medium, yaitu bagaimana berkas cahaya berubah jika melewati udara yang tidak murni. e. Shadows, yaitu efek dari cahaya yang terhalang. f. Soft Shadows, yaitu variasi efek dari cahaya yang terhalang tidak sempurna. g. Reflection, yaitu refleksi yang tampak pada permukaan kaca atau gelas. h. Transparency, yaitu transmisi cahaya yang berbeda-beda jika melewati medium tertentu. 24 i. Translucency, yaitu transmisi cahaya yang berbeda-beda jika memantul pada medium tertentu. j. Refraction, yaitu cahaya yang berubah arahnya karena efek transparan. k. Indirect Illumination, yaitu cahaya yang datang pada suatu obyek namun tidak berasal dari sumber cahaya yang sebenarnya melainkan refleksi dari permukaan obyek lain. l. Caustics, yaitu pantulan cahaya menyilaukan yang timbul pada suatu obyek. m. Depth Of Field, yaitu obyek yang berada jauh di depan maupun di belakang obyek yang menjadi fokus akan tampak buram. n. Motion Blur, yaitu obyek yang bergerak dengan kecepatan tinggi atau obyek yang direkam oleh kamera yang berada dalam kecepatan tinggi akan tampak buram. o. Photorealistic Morphing, yaitu teknik yang memungkinkan hasil proses render obyek 3D menjadi tampak terlihat lebih nyata. p. Non-Photorealistic Rendering, yaitu teknik yang memungkinkan hasil proses render obyek 3D menjadi terlihat seperti hasil lukisan atau gambar. 2.9.3 Rendering Quicktime VR Quicktime VR (Virtual Reality) juga dikenal sebagai QTVR adalah jenis format file gambar yang didukung oleh 25 Apple‟s Quick Time. Hal ini memungkinkan penciptaan dan tampilan fotografis yang ditangkap secara panorama dan eksplorasi obyek melalui gambar yang diambil dari beberapa sudut pandang. Quicktime VR merupakan plugin untuk Quick Time player yang bisa bekerja pada komputer dengan system operasi Windows dan Apple Machintosh. 2.10 Unity 3D Unity 3D adalah sebuah tool yang terintegrasi untuk membuat game, arsitektur bangunan dan simulasi. Unity 3D tidak hanya merupakan sebuah game engine, tapi juga merupakan sebuah editor. Kelebihan unity 3D yaitu multiple platform yang di dukung oleh unity, seperti windows, mac, iphone, ipad, android, nintendo wii, dan juga browser. Bahasa yang digunakan bermacam-macam, mulai dari javascript, c# dan boo. Pada Unity 3D kita tidak bisa melakukan desain atau modelling, dikarenakan unity 3D bukan tool untuk mendesain. Jadi jika kita ingin mendesain, kita memerlukan 3D editor lain seperti 3ds max atau Blender, kemudian kita export menjadi format .fbx atau langsung format file blend. Unity 3D lebih sederhana dan powerfull daripada game engine lainnya dengan berbagai asset yang dimiliki. Untuk melihat tampilan awal Unity 3D bisa dilihat pada Gambar 2.7. 26 Gambar 2.7 Tampilan awal Unity 3D 2.10.1 Project View Setiap proyek Unity 3D berisi folder aset. Isi folder ini disajikan dalam Project View, dimana ini adalah tempat menyimpan semua aset yang membuat permainan seperti adegan, script, model 3D, tekstur, file audio dan prefabs seperti yang terlihat pada Gambar 2.8. Gambar 2.8 Tampilan Halaman Project 27 2.10.2 Hierarchy Hierarchy berisi setiap Game Object yang ada di scene. Contoh langsung dari file asset seperti model 3D adalah contoh dari Prefabs, seperti yang terlihat pada Gambar 2.9. Sebagai obyek yang ditambahkan dan dihapus dari tempat kejadian, akan muncul dan menghilang dari Hierarchy. Gambar 2.9 Tampilan Hierarchy 2.10.3 Inspector Permainan dalam Unity 3D yang terdiri dari beberapa Object Game yang berisi script, suara atau elemen grafis lain seperti lampu. Inspector menampilkan informasi rinci tentang obyek yang saat ini dipilih, termasuk semua komponen yang ada. Setiap properti yang ditampilkan di Inspector dapat langsung diubah, bahkan variabel dapat diubah tanpa memodifikasi script itu sendiri. Selain itu juga dapat mengubah variabel pada runtime untuk bereksperimen dan menemukan permainannya. 28 Gambar 2.10 Tampilan Inspector Pada Gambar 2.10 dan Gambar 2.11 tampilan Inspector juga akan menunjukkan pengaturan import apapun untuk file asset yang dipilih. 29 Gambar 2.11 Tampilan Pengaturan Inspector 2.10.4 Build Settings Pada setiap waktu, sementara ingin melihat bagaimana tampilan permainan yang dibuat dan menjalankannya di luar editor yaitu dengan cara mengakses Build Settings. Disini akan 30 muncul daftar edit dari adegan yang akan disertakan saat membuat permainan. Gambar 2.12 Tampilan Build Settings Mengaktifkan Debug Build dengan kotak centang pada setiap standalone player akan memungkinkan fungsi profil. Selain itu, pemain akan dibangun dengan simbol debug, sehingga pengguna dapat menggunakannya langsung seperti yang terlihat pada Gambar 2.12. 2.11 First Person Control First Person Control dalam bahasa Indonesia adalah kendali dalam sudut pandangan orang pertama, dimana kita mengendalikan untuk berjalan dalam keadaan layaknya mata memandang. Bentuk dari First Person Control berupa obyek 31 capsule yang digabung dengan kamera, jadi ketika obyek capsule bergerak seolah olah kamera menjadi mata atau pandang dari capsule dalam software Unity 3D disebut Character Control seperti yang terlihat pada Gambar 2.13. Gambar 2.13 Tampilan obyek capsule Adapun parameter yang digunakan antara lain : a. Height merupakan tinggi dari obyek capsule. b. Radius adalah panjang jari jari capsule, ini merupakan lebar jarak pertemuan dengan benda lainnya. c. Slope limit pengaturan untuk memanjat lereng. d. Step offset pengaturan untuk naik tangga. e. Skin Width adalah batasan antara capsule dengan obyek yang ditabrak.
