## IMPLEMENTASI CLOTH SIMULATION PADA KARAKTER KERAJAAN CERITA RAKYAT
Rafi Kurnia Rachbini* 1) , M. Suyanto 2) , Agus Purwanto 3)
1. Universitas Amikom Yogyakarta, Indonesia
2. Universitas Amikom Yogyakarta, Indonesia
3. Universitas Amikom Yogyakarta, Indonesia
Article Info ABSTRAK
Kata Kunci: Simulasi; Kain; 3D; Animasi; Karakter
Keywords: Simulation; Cloth; 3D; Anima- tion; Character
Article history: Received 11 May 2023 Revised 25 May 2023 Accepted 8 June 2023 Available online 1 September 2023
DOI : https://doi.org/10.29100/jipi.v8i3.3970
* Corresponding author. Corresponding Author E-mail address: rafi.1391@students.amikom.ac.id
Animasi saat ini menjadi tren dalam penyajian baik informasi, fiksi mau- pun cerita rakyat. Animasi juga dapat memvisualkan sejarah yang sudah ada sehingga penonton dapat mempunyai persepsi sama dengan narasum- bernya. Salah satu yang membuat cerita pada animasi hidup adalah sim- ulasi  kain.  Simulasi  Kain  merupakan  tahapan  proses  yang  sering digunakan dalam produksi animasi 3D. Simulasi kain merupakan langkah penting dalam pembuatan film animasi 3D. Saat ini banyak animasi yang belum  menggunakan  simulasi  Cloth  sehingga  animasi  yang  disajikan dengan pakaian atau aksesoris hanya terlihat menempel saja tanpa berge- rak sesauai dengan karakternya dan lingkungan sekitar seperti angin atau udara, dan cuaca lainnya. Saat ini beberapa animator menggunakan script untuk membantu proses simulasi kain, namun simulasi yang diterapkan di  divisi  simulasi  kain  masih  menghadapi  beberapa  tantangan  produksi jika dibandingkan dengan proses simulasi  manual.  Pentingnya simulasi cloth ini akan membuat animasi lebih realistis pada real time animasi ber- jalan  sehingga  visual  yang  disajikan  lebih  baik  untuk  masing-masing gerakan karakter sesuai dengan yang diinginkan.

## ABSTRACT
Animation is currently a trend in presenting both information, fiction and folklore. Animation can also visualize existing history so that the  audi- ence can have the same perception as the source. One of the things that makes a story in live animation is cloth simulation. Cloth Simulation is a process step that is often used in 3D animation production. Fabric simu- lation is an important step in making 3D animation films. Currently, there are many animations that do not use Cloth simulation so that animations that are presented with clothes or accessories only seem to stick together without moving according to the character and the surrounding environ- ment such as wind or air, and other weather. Currently some animators use scripts to  assist  in  the cloth simulation process, but  the simulations implemented in the cloth simulation division still face several production challenges  when  compared  to  the  manual  simulation  process.  The  im- portance of this cloth simulation will make the animation more realistic in real time the running animation so that the visuals presented are better for each character's movement as desired.

## .

## I. P ENDAHULUAN
NIMASI saat  ini adalah ranah baru untuk banyak karya unik yang dapat dikembangkan mulai dari cerita pada  jaman dahulu hingga  saat  ini. Animasi dapat  berupa  animasi  stop-motion,  animasi  2D,  animasi  3D, hingga  animasi  hybrid  yang  dapat  mematahkan  batasan  dengan  mengambil  semua  elemen  dan merampingkannya menjadi sajian yang dapat dinikmati banyak orang baik dari segi cerita maupun segi visualnya. Menyampaikan sebuah cerita pada animasi tidaklah mudah, character dan environment pada animasi juga harus dapat membuat cerita tersebut lebih hidup.
Cerita  rakyat  adalah  salah  satu  cerita  yang  memiliki  banyak kekayaan  budaya  dan  sejarah  yang dimiliki  oleh setiap daerah di Indonesia [1]. Selain memiliki sejarah, cerita rakyat juga banyak sekali manfaat, nilai luhur yang mungkin dapat diikuti untuk kehidupan sehari-hari dan selanjutnya. Oleh karena itu, cerita rakyat atau cerita yang berlatar kerajaan cukup banyak diangkat Kembali menggunakan media film animasi.
Karya animasi memiliki tahapan proses yaitu pipeline produksi yang meliputi pre-production, production dan
A
post-production.  [2]    Simulasi  cloth  atau  simulasi  kain  adalah  salah  satu  bagian  dari  produksi  yang  memiliki peranan penting dalam pembuatan animasi karena dalam cerita akan banyak tindakan karakter seperti bergerak, gravitasi, gesekan, udara dan lainnya. Setiap titik pada kain dapat bergerak kearah yang berbeda karena kombinasi gaya yang berbeda dan membuat hasil visual menjadi lebih realistis.[3]
Pada penelitian sebelumnya yang membahas tentang pengembangan dan analisis Pipeline Cloth Simulation pada produksi Animasi 3D di salah satu rumah produksi Animasi, sudah dilakukan dengan cukup baik sehingga dapat meminimalisir kesalahan dan menghemat waktu pengerjaan.  [4] Pada penelitian lain yang menerapkan Simulasi Kain Cloth pada karakter juga menjadikan karakter terlihat lebih menarik dan sesuai dengan sifat bendanya saat terjadi  efek  dari  lingkungan  sekitarnya  dan  bisa  menghasilkan  karakter  yang  sesuai  dengan  salah  satu  prinsip animasi yaitu Squash and Stretch, hanya saja simulasi ini masih sangat jarang ditemui dalam animasi-animasi lokal. [5]
Kelemahan pada penelitian sebelumnya karena pada animasi sebelumnya masih belum menggunakan simulasi untuk pergerakan atribut kain pada karakternya, sehingga pada hasil animasinya terlihat untuk kainnya masih belum bergerak sesuai dengan kain pada umumnya dimana pergerakan kainnya masih mengikuti karakternya, sehingga pada penelitian ini penulis mengusulkan menggunakan simulasi untuk pergerakan kain pada animasi karakternya sehingga nanti di hasil akhir animasinya untuk kainnya akan terlihat seperti kain yang asli dimana kainnya akan jatuh dan pergerakannya menyesuaikan pergerakan karakter animasinya.
Dari latar belakang diatas, maka peneliti akan menerapkan simulasi Cloth yang sebelumnya jarang ditemui pada film-film series lainnya pada karakter dengan latar belakang cerita rakyat atau kerajaan sehingga karakter tersebut dapat terlihat lebih nyata dan berkarakter sesuai dengan prinsip-prinsip animasi lainnya. [6]

## II. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  dilakukan  adalah  melalui  pendekatan  deskriptif  kualitatif,  dimana  tahapan  dalam penelitian  ini  dimulai  dengan  pengumpulan  data  menggunakan  studi  literaktur  dan  observasi,  lalu  eksperimen dengan simulation cloth pada produksi setelah pasca produksi dilakukan. Pasca produksi yaitu dengan membuat sketsa atau concept art baik karakter maupun kain yang akan dibuat, setelah itu diimplementasikan pada animasi 3D dengan menggunakan simulation cloth.

## A. Alur Penelitian
Berdasarkan kesimpulan dan saran dari penelitian yang sudah dikembangkan pada animasi 3D, maka penulis membuat alur penelitian untuk tahapan atau pipeline simulasi cloth pada karakter cerita rakyat, sebagai berikut:

## Gambar 1.  Alur Penelitian Simulasi Cloth Cerita Rakyat
Alur  penelitian  dimulai  dari  studi  literatur  dimana  penulis  mengumpulkan  informasi  mengenai  simulasi  cloth dengan  masing-masing  Teknik  didalamnya.  Setelah  itu  mengklasifikasi  bagaimana  simulasi  cloth  dijalankan dengan dan tanpa script. Setelah itu melakukan pengumpulan data dimulai dari background story cerita rakyat atau background jaman kerajaan dan kolosal, membuat concept art dari karakter yang akan dibuat, dan teksturing kain yang  akan  dibuat  dan  diimplementasikan  pada  karakternya  melalui  observasi  corak,  tekstur  kainnya.  Setelah melakukan proses tersebut, pengujian simulasi dapat dilakukan dengan memberikan gaya terhdap karakter yang dianimasikan seperti Gerakan walkcycle atau Gerakan lainnya sesuai dengan storyboard ataupun cerita yang dibuat. Setelah itu hasil dapat dicek melalui implementasi karakter terhadap environmentnya.
Sedangkan untuk alur dalam proses animasi 3D yang akan dibuat adalah sebagai berikut:
Gambar 2.  Alur Animasi 3D

## B. Identifikasi masalah
Dari latar belakang dan metode penelitian tersebut, implementasi yang akan dilakukan peneliti adalah simulation cloth pada karakter kerajaan yang dapat digunakan untuk cerita  rakyat dengan tekstur atau corak sesuai dengan daerah cerita rakyat masing-masing.
Teknik Simulation mengumpulkan informasi literatur tentang simulasi cloth
Klasifikasi Literasi berdasarkan bagaimana cara Simulasi Cloth
Mengumpulkan dan Mereview Sifat dan jenis material Cloth Simulation Studi Literature Mulai Pengumpulan Data Background story, environment, concept art character & kain Observasi corak, texture kain, simulasi cloth Mengambil Data hasil Simulasi Cloth Pengujian Uji Simulasi Cloth Script pada gerakan tertentu Presentasi Hasil Hasil Review Simulation Cloth Akurasi dari gerakan character Selesai

## C. Studi Literatur
Pada tahapan ini penulis melakukan komparasi dengan berbagai artikel, jurnal, prosiding terkait yang relevan dengan harapan penelitian simulation cloth yang sudah ada dapat dikembangkan. Kemudian tahap ini penulis juga mencoba mendownload free character untuk uji coba karakter. Selain itu penulis juga melakukan observasi dengan beberapa animator supaya dapat menjustifikasi karakter setelah produksi selesai.

## D. Simulation cloth
Simulasi kain merupakan teknik yang digunakan untuk mensimulasikam kain dalam program komputer teru- tama grafik komputer 3 dimensi. Imulasi ini memiliki peranan penting dalam animasi, augmented reality, game dan lain sebagainya, Dalam prakteknya, studio besar animasi menggunakan pipeline yang berbeda selama proses simulasi dijalankan hingga mencapai hasil yang sesuai dengan keinginan. [7]
Beban animasi 3D dalam proses simulasi ini juga ditentukan oleh CPU dan GPU dimana hasil yang diperoleh pada penggunaannya simulasi parallel pada GPU 202 kali lebih cepat disbanding dengan CPU.  Sehingga hasil akurat dari simulasi kain akan ditunjukkan melalui komparasi objek satu dengan lainnya dalam skala geometri kasar pada cloth simulation. [8]
Tidak hanya itu berbagai jenis garmen juga mempengaruhi keakuratan hasil kain, real time animasi yang di- jalankan  dan  diimplementasikan  pada  karakter.  [9]  Teknik  pemodelan  berbasis  benang  dapat  meningkatkan kualitas simuli kain. [10] Ada beberapa fundamental simulasi cloth  seperti geometri, fisika dan partikel dimana data  ini  berupa  komposisi  dataset  untuk  urutan  karakter  manusia  pada  beberapa  garmen  yang berbeda  seperti pada gambar 3.
Gambar 3.  Bentuk Garment
Pemodelan  kain  ini  dengan  berbagai  macam  bahan  juga  dipengaruhi  oleh  parameter  massa,  kekakuan  dan redaman.  Sistem  yang  dapat  diujikan  juga  dapat  menyesuaikan  keberadaan  kain  dalam  tubuh  untuk  berbagai bentuk dan pose sehingga tetap mempertahankan hasil yang optimal, dan juga jenis kain harus lebih elastis secara dinamis seperti pada gambar 4 dan 5. [11]
Gambar 4.  Transfering kain dari body satu ke yang lainnya dengan bentuk pose yang berbeda untuk pria
Gambar 5.  Transfering kain dari body 1 ke yang lainnya dengan bentuk pose yang berbeda untuk Wanita.
Tidak hanya itu, perbedaan parameter yang digunakan pada setiap kain juga akan berbeda bentuknya. Berikut adalah hasil dari perbedaan shear yang mempengaruhi gravitasi kain dengan contoh environment.
Gambar 6.  Simulasi kan dengan perbedaan shear untuk environment

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  mengumpulkan  data  dari  cerita  rakyat,  maka  concept  art  karakter  dibutuhkan  dan observasi  mengenai tekstur pada kain dan jenis kain yang dibuat. Pada penelitian ini penulis mengambil sample untuk kerajaan Mataram dengan observasi pada dinas terkait dan studio untuk justifikasi kain yang akan disimulasi.
Concept art merupakan representasi visual yang dapat menceritakan kisah dan menyampaikan ide tampilan ter- tentu sebelum diimplementasikan pada pemodelan 3D. Concept art character menentukan tampilan dari karakter dan makhluk fiksi lainnya untuk sebuah project animasi. Karakter yang akan diimplementasikan untuk Simulasi Cloth pada cerita rakyat adalah seperti pada gambar 7.
Penulis  menggunakan  character  yang  sudah  dibuat  berdasarkan  referensi  concept  art  kemudian megimplementasikannya ke modelling animasi 3D. Setelah itu proses mensimulasikan kain yang digunakan oleh raja  adalah  yang  pertama  menduplikasi  sarung  atau  kain  yang  digunakan  untuk  menjadikannya  object  terpisah sehingga dapat dianimasikan sesuai dengan Gerakan character berdasarkan cerita rakyatnya. Setelah menduplikasi kain  yang  akan  digunakan  kemudian proses  selanjutnya  adalah  memperhalus  bagian  object  kainnya  agar  object yang digunakan tidak berbentuk low-poly dan bisa lebih detail supaya mudah memasukan teksturingnya.

## Gambar 8. Duplicate & Smoothing Object Kain
Setelah  itu  membuat  30  frame  lebih  awal  untuk  animasi  atau  simulasi  kain  tersebut  berjalan  terlebih  dahulu kemudian diikuti oleh karakter animasinya.  Kemudian proses simulasi dilakukan dengan kain di-export atau di- render menjadi sebuah object terpisah, lalu dibalut kepada badan karakter sehingga kain menempel pada badan. Simulasi  ini  juga  menggunakan  script  sederhana  seperti: set  currentTime  -30:  //-30 pada menu  Script  Editor  di Autodesk Maya
Gambar 9. Texturing & menempelkan object kain ke karakter
Setelah  membuat kain menempel pada karakter, hasil object tadi diimport pada Autodesk Maya kemudian mem- buat  kain  menjadi  seperti  yang  diinginkan  dengan  cata  texturing  pada  kain  tersebut  dari  object  2D  yang  sudah dibuat sebelumnya. Setelah itu pada Autodesk Maya pada frame -30 di play real time akan dihasilkan kain yang jatuh berdasarkan gravitasi tindakan karakter yang diinginkan.

## Gambar 10. Hasil setelah melakukan simulasi clothing
Hasil  dari  komparasi  jika  animasi  menggunakan  simulasi  cloth  dan  tidak  diimplementasikannya  simulasi  cloth adalah hasil dari kain yang mengikuti tindakan karakter dan lingkungannya. Contoh pada film animasi Upin Ipin, Sapo Jarwo dapat dilihat bahwa animasi tersebut tidak menggunakan simulasi cloth pada tiap episodenya, dilihat dari pakaian yang digunakan pada karakter menempel pada badan tetapi tidak berpengaruh pada environment atau gerakan character itu sendiri. Animasi cerita rakyat dengan contoh salah satu karakter didalamnya, karakter raja ini sangat berpengaruh untuk menggunakan simulasi cloth terutama pada kain yang digunakannya.
Pada penelitian ini penulis melakukan pengujian terhadap beberapa bagian scene animasi dengan membandingkan penggunaan hardware dimana parameternya adalah kompleksitas gerakan animasi pada beberapa scene, waktu yang digunakan dalam menentukan berapa banyak frame rata rata yang dirender dalam satu detiknya dimana simulasi dapat dilakukan di atas 30fps untuk simulasi pada umumnya. Untuk melakukan simulasi penulis menggunakan 2 adegan animasi dalam proses perco- baannya dimana animasi pertama tidak terlalu banyak gerakan yang dilakukan seperti berdiri dan hanya melakukan gerakan gesture tubuh  yang sederhana sedangkan untuk  animasi  kedua gerakan dari karakter sedikit  lebih banyak dan rumit seperti karakter mengayungkan pedang. Dari  kedua percobaan tersebut  simulasi  pada  software Autodesk  Maya menggunakan dua settingan yaitu simulasi menggunakan CPU dan simulasi menggunakan GPU untuk titik berat pengerjaannya. [12]

## Gambar (11) .Perbandingan kinerja simulasi kain menggunakan basis GPU dan CPU
Dapat dilihat dari Gambar (11) jika dalam perbandingannya untuk simlasi pada Scene 1 dan Scene 2  waktu yang digunakan lebih sedikit jika menggunakan proses simulasi dengan basis GPU dikarenakan dalam proses GPU kapasitas memorynya lebih besar jika dibandingkan dengan CPU oleh karena itu penggunaan hardwarenya lebih besar jika dalam proses simulasi cloth menggunakan basis CPU dalam merendernya.  [13]

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Penelitian yang dilakukan untuk karakter cerita rakyat ini menghasilkan simulasi cloth yang cukup baik dengan diterapkan  ditiap  scenenya  dimana  gerakan  kain  bisa  menyesuaikan  dengan  gerakan  karakter.  Tidak  hanya  itu, saran  peneliti  untuk  usulan  penelitian  lanjutannya  adalah  simulasi  cloth  ini  bisa  menggunakan  script  untuk tingkatan  akurasi  yang  lebih  baik  dan  lebih  efektif  dalam  penerapannya  dari  tahap  persiapan  hingga  tahap rendering.

## D AFTAR P USTAKA
[1] H. S. Suratinoyo, H. Wowor, J. Robot, and S. Karouw, “Cerita Rakyat Daerah Minahasa : Implementasi Short Film Animasi 3D,” J. Tek. Inform. , vol. 2, no. 2, 2013, doi: 10.35793/jti.2.2.2013.2709.
[2] D. Julianto, F. Yasin, and M. Sulistiyono, “Penerapan Simulasi Kain (Cloth) Pada Karakter Visual 3D Animasi,” Semnasteknomedia … , pp. 13– 18, 2017, [Online]. Available:
https://ojs.amikom.ac.id/index.php/semnasteknomedia/article/view/1675%0Ahttp://ojs.amikom.ac.id/index.php/semnasteknomedia/article/viewFil e/1675/1981
[3] H. Bertiche, M. Madadi, and S. Escalera, “CLOTH3D: Clothed 3D Humans,” Lect. Notes Comput. Sci. (including Subser. Lect. Notes Artif. Intell. Lect. Notes Bioinformatics) , vol. 12365 LNCS, pp. 344–359, 2020, doi: 10.1007/978-3-030-58565-5_21.
[4] A. Y. Safagi, K. Kusrini, and H. Al Fatta, “Analisis dan Pengembangan Pipeline Cloth Simulation Pada Produksi Animasi 3D di MSV Studio,” Creat. Inf. Technol. J. , vol. 7, no. 2, p. 107, 2021, doi: 10.24076/citec.2020v7i2.255.
[5] D. Zhang, Y. Liu, J. Wang, and J. Li, “An integrated method of 3D garment design,” J. Text. Inst. , vol. 109, no. 12, pp. 1595–1605, 2018, doi: 10.1080/00405000.2018.1436638.
[6] A. Lepito, “Where animation and science meet,” Integr. Comp. Biol. , vol. 58, no. 6, pp. 1279–1282, 2018, doi: 10.1093/icb/icy074.
[7] N. Nagaraj, “Implementation of Cloth Simulation that can be Used in Games and Animation by Master of Science in Computer Science University of Dublin , Trinity College,” no. September, 2016.
[8] L. Jiang, J. Ye, L. Sun, and J. Li, “Transferring and fitting fixed-sized garments onto bodies of various dimensions and postures,” CAD Comput. Aided Des. , vol. 106, pp. 30–42, 2019, doi: 10.1016/j.cad.2018.08.002.
[9] M. Tang, H. Wang, L. Tang, R. Tong, and D. Manocha, “CAMA: Contact-aware matrix assembly with unified collision handling for GPU-based cloth simulation,” Comput. Graph. Forum , vol. 35, no. 2, pp. 511–521, 2016, doi: 10.1111/cgf.12851.
[10] E. Theses, “Office of Graduate Studies CLOTH - MODELING , DEFORMATION , AND SIMULATION,” 2016.
[11] Y. Jiang, R. Guo, F. Ma, and J. Shi, “Cloth simulation for Chinese traditional costumes,” Multimed. Tools Appl. , vol. 78, no. 4, pp. 5025–5050, 2019, doi: 10.1007/s11042-018-5983-8.
[12] E. K. Hadi, “Perancangan Animasi 3D ‘Remember’ dengan Metode Pose to Pose,” Nuansa Inform. , vol. 15, no. 2, pp. 14–20, 2021, doi: 10.25134/nuansa.v15i2.4260.
[13] J. T. Elektro, U. Sam, R. Manado, and J. K. Bahu, “Interactive 3D Animation Design Of Manado City Clothes Introduction,” vol. 17, no. 2, 2022.