Abstrak: Game 3D yang baik dan menarik mempunyai tingkat waktu render nyata ( real-time rendering ) yang tinggi. Di sisi lain, tampilan visual dengan resolusi tinggi akan menambah nilai immersion bagi pemain. Bagi pengembang game 3D, dua hal tersebut menjadi tantangan dalam mendesain game . Secara umum, aplikasi game engine membutuhkan aset game 3D dengan jumlah polygon yang rendah ( low-poly )  untuk  mendukung  kecepatan real-time rendering . Hal ini dilakukan untuk menghindari tampilan visual dan animasi yang terputus-putus di saat memainkan game 3D. Dalam makalah ini akan dipaparkan penerapan low-poly modeling yang didukung dengan metode normal map , projection map dan texturing agar tampilan realistiknya tetap tinggi.
Keywords : desain game 3D, low-poly modeling , normal  map , projection , real- time rendering

## LOW-POLY MODELING

## TOKOH DAN ENVIRONMENT DALAM DESAIN GAME 3D
Yusup S. Martyastiadi 1 Raissa Theodosia 2 Sera Prestasi 3

## Pendahuluan
Satu dekade ini, perkembangan game di Indonesia menunjukkan peningkatan. Munculnya  beberapa  perusahaan game asing di Indonesia merupakan indikator baik akan perkembangan industri kreatif, khususnya game [1]. Perkembangan game ini diiringi kemajuan teknologi dalam proses pengembangan dan distribusi game di pasaran. Saat ini pengguna game tidak hanya menggunakan komputer dalam memainkan game , tetapi mulai digantikan
1 Yusup Martyastiadi adalah Staf Pengajar pada Fakultas Seni dan Desain, Universitas Multimedia Nusantara (UMN) Tangerang.
pula oleh gadget , baik berupa smartphone maupun tablet.
Teknologi memang bukan satu-satunya faktor dalam keberhasilan pemasaran game , namun tentu saja dipengaruhi juga oleh sisi artistik  visual  dan  cerita  dalam game itu sendiri.  Gerakan  animasi  yang  cenderung realistik akan mendukung immersion ba- gi pemain game . Efek tampilan dengan re- solusi tinggi memberikan kesan nyata bagi pemain game , seakan-akan mereka berada di dalam dunia game tersebut.
2 Raissa Theodosia & 3 Sera Prestasi adalah Alumnus Fakultas Seni dan Desain, Universitas Multimedia Nusantara (UMN) Tangerang.
e-mail : yusup.martyastiadi@umn.
e-mail Sera: whitezeraz@hotmail.com e-mail Raissa: theodosia_raissa@yahoo.com
Game 3 dimensi (3D) memberikan pe luang immersion yang kuat bagi peng- guna game .  Empati  pemain game bisa terpengaruhi oleh tampilan yang bagus, tidak adanya kesalahan typo dalam layout, kecerdasan buatan yang logis, gerakan ani- masi yang tidak terputus-putus, dan cerita dalam game play yang menarik. Beberapa hal tersebut yang membuat pemain “terc e- lup” dalam dunia game .
Namun perlu disadari, game 3D de - ngan jumlah polygon dan kualitas gam- bar yang tinggi akan menjadikan petaka dalam proses rendering . Hal ini akan me- nyebabkan tampilan game yang terputus- putus dan waktu loading yang lama. De- sainer game harus menyadari hal tersebut, sehingga perlu mendesain seluruh aset game 3D menjadi hemat waktu render. Setiap polygon dari sebuah obyek 3D akan  dibaca  dalam  beberapa  tris  sebelum dilakukan rendering oleh game engine.
Makalah ini akan membahas metode penerapan low-poly modeling dalam desain game 3D. Metode ini sangat membantu
un tuk  memberikan  kecepatan  yang  tinggi pa da  saat game engine melakukan real- time rendering. Sebagai pendukung low- poly  modeling, perlu dilakukan proses projection , pemberian normal map pada aset 3D, dan texturing resolusi tinggi. Pem- bahasan low-poly modeling dibatasi hanya untuk model 3D bangunan dan karakter.

## Telaah Literatur
Modeling adalah proses menciptakan geo- metri kompleks. Pemodelan polygon da- pat kita lakukan untuk membuat obyek se perti apapun, bebas memanipulasi struk- turnya. Hal ini bisa dilakukan dengan ca ra menggabungkan bagian-bagiannya, me- motong, menyatukan dengan bangun lain tanpa mengganggu bentuk keseluruhan, tentu saja bila dikerjakan dengan baik [2]. Sebuah model 3D terdiri dari polygon, edge, dan vertex . Polygon adalah sebuah bentuk bersisi-n yang dibentuk oleh susunan vertex dan edge yang merupakan vertex yang berpasangan. Polygon biasanya memiliki empat tepi, sering juga disebut
Gambar 1.Tipe-tipe Polygon
(http://kennethvassbakk.com/3d-design/ polygon al- modeling )
Yusup Sigit Martyastiadi 1 Raissa Theodosia 2 Sera Prestasi 3
Low-Poly Modeling Tokoh dan Environment dalam Desain Game 3D
sebagai quad. Polygon yang memiliki tiga simpul saling berhubungan disebut sebagai tris. Sedangkan polygon yang terdiri lebih dari empat edge disebut n-gon.
Seperti yang sudah diketahui, game engine mempunyai keterbatasan dalam melakukan real-time rendering . Oleh sebab itu, terdapat dua elemen penting dalam melakukan modeling 3D untuk game 3D, yaitu  polycount  dan  topologi  model  3D [3].  Dalam  proses  pembuatan  obyek  3D, secara otomatis jumlah polygon akan terus bertambah. Pengurangan jumlah polygon akan  membuat  video  card  bekerja  lebih
Gambar 2. Proses tessellation yang terjadi pada game engine (http://www.blitzcode.net/ image s/projects/project_105_big.png)
ringan dan mampu melakukan proses render dengan cepat tiap detiknya. Semua aset 3D dalam game yang terdiri dari kumpulan polygon perlu dihitung oleh game engine , sehingga diperlukannya me- tode pemodelan low-polygon pada saat membuat aset game 3D. Game engine akan mengukur kepadatan model bukan dalam bentuk polygon tetapi dalam bentuk
segitiga (tris). Pada dasarnya dalam game engine akan terjadi proses Tesselation. Tesselation adalah proses konversi polygon -quads menjadi tris dengan menyambungkan  2  vertex  berseberangan pada tiap polygon . Proses ini dilakukan agar game engine dapat melihat geometri suatu  model  3D  dan  video  card  dapat menampilkannya sesuai perspektifnya.
Dalam melakukan pengurangan polygon dan tris pada modeling tidak dapat  dilakukan  secara  sembarangan karena dapat merusak struktur topologi aslinya. Topologi dalam modeling 3D
menjadi bagian penting karena merupakan struktur permukaan suatu polygon dan juga sangat berpengaruh khususnya pada tekstur dengan UVmaps.
Sekitar  tahun  2006,  satu  karakter  3D untuk game rata-rata  terdiri  dari  5000- 7000 polygon [4]. Seiring berkembangnya teknologi komputer, ang ka tersebut me- ning kat. Namun perkembangan kom puter

## Low-Poly Modeling Tokoh dan
Environtment dalam Desain Game 3D

## Yusup Sigit Martyastiadi
1
Raissa Theodosia 2
Sera Prestasi 3
segitiga (tris). Pada dasarnya dalam game engine akan terjadi proses Tesselation.
Tesselation adalah proses konversi polygon -quads menjadi tris dengan menyambungkan  2  vertex  berseberangan pada tiap polygon . Proses ini dilakukan agar game engine dapat melihat geometri suatu  model  3D  dan  video  card  dapat menampilkannya sesuai perspektifnya.
Dalam melakukan pengurangan polygon dan tris pada modeling tidak dapat  dilakukan  secara  sembarangan karena dapat merusak struktur topologi aslinya. Topologi dalam modeling 3D
selalu  me munculkan  hal  ba ru,  se bagai contoh mun cul visual efek be rupa partikel. Se hingga ada baiknya, de sainer game tetap memperhatikan jumlah polygon .
Low-poly modeling adalah proses pem - buatan model 3D dengan jumlah polygon lebih sedikit dari modeling obyek yang sebenarnya. Prosesnya dimulai de- ngan melakukan modeling dengan me- nitikberatkan sisi artistik visual, di mana ke cenderungannya  akan  mengha silkan jumlah polygon yang  cukup  banyak (high-poly). Model 3D  high-poly tersebut akan menjadi referensi untuk melakukan rekontruksi model 3 D  high-poly menjadi model 3D  low-poly. Prosesnya dimulai de ngan  pengurangan polygon , kemudian projection untuk mendapatkan normal map, yang berfungsi untuk menimbulkan efek kedalaman pada suatu obyek yang rata. Efek ini memberikan ilusi 3D.
Metode dan Hasil
Dalam mendesain sebuah game 3D, terdapat beberapa tahap, yaitu praproduksi, produksi, dan pascaproduksi. Makalah ini akan lebih banyak menjabarkan proses produksi. Ada beberapa hal dalam tahap praproduksi yang akan tetap disinggung sebagai jembatan dalam penjelasan proses produksi. Secara umum, tahap praproduksi selalu dimulai dengan penyusunan konsep, pembuatan sketsa, dan model sheet un- tuk proses modeling 3D. Setelah itu ta hap produksi dilakukan, mulai dari modeling , UV-mapping,  projection, dan texturing.
Pada model karakter 3D, dilakukan juga digital sculpting untuk menambah artistik. Pembahasan dalam makalah ini difo- kuskan pada model 3D berupa bangunan (studi kasus game 3D  Emendation) dan karakter (studi kasus game 3D  Indictus) sebagai sampling.
A. Bangunan Dunia game yang dibangun dalam game
Gambar 3. Sketsa kasar bangunan dalam game 3D Emendation
Yusup Sigit Martyastiadi 1 Raissa Theodosia 2 Sera Prestasi 3
Low-Poly Modeling Tokoh dan Environment dalam Desain Game 3D
ini mempunyai konsep furturistik dengan desain bangunan yang unik dan modern. Setelah konsep bangunan disusun, maka divisualisasikan melalui sketsa.
Tahap berikutnya adalah pembuatan mo-
Gambar 5. Bangunan Bos high-poly (14169 tris) dan low-poly (2000 tris)
Gambar 4. Model sheet bangunan apartemen tampak kiri, atas, depan
del sheet untuk pemodelan 3D. Model sheet berfungsi untuk membantu mempermudah dalam pembuatan model obyek 3D yang lebih rumit.
Modeling dilakukan menggunakan softwa- re  3D  Max  2011, dengan teknik modeling
yang digunakan adalah box modeling. Pe- ngerjaan tahap modeling dilakukan dua ka- li yaitu modeling high-poly dan low-poly.
Perbandingan jumlah tris pada dua ba- ngunan di atas cukup signifikan. Rata-rata, jumlah tris pada model 3D low-poly adalah 10% dari jumlah tris model 3D high-poly.
Namun secara artistik, model 3D low-poly lebih terkesan sederhana dan tidak detil.
Dalam game pembuatan modeling high- poly berfungsi untuk menghasilkan normal map yang akan digunakan sebagai bump map . Bump map akan memberikan kesan
Gambar 6. Bangunan apartemen high-poly (3464 tris) dan low-poly (377 tris)
High-poly Low-poly High-poly Low-poly

## Low-Poly Modeling Tokoh dan
Environtment dalam Desain Game 3D
Yusup Sigit Martyastiadi 1
Raissa Theodosia 2
Sera Prestasi 3
nyata terhadap model low-poly.
Setelah pemodelan 3D, dilanjutkan de- ngan proses UV-Mapping.  UV-Mapping me rupakan suatu proses penyusunan
polygon-polygon model 3D menjadi beberapa bagian yang kemudian akan menghasilkan UV  Template dua dimensi.
Dalam  pro ses  pembuatan  film  animasi, tahap UV Map ping dilakukan pada model high-poly. Se dangkan dalam pembuatan game 3D,  UV-Mapping dilakukan pada model low-poly.
Projection  sangat  penting  dalam  pe- ngemb angan game 3D. Projection mem pu- nyai manfaat untuk menghasilkan normal
Gambar 7. Garis biru pada gambar menunjukkan area projection
model 3D low-poly
Low-poly
map yang akan digunakan pada saat texturing . Sehingga model 3D  low-poly akan terlihat seperti high-poly. Projection memiliki kontrol untuk memproyeksikan data dari obyek ke obyek yang berbeda dengan modifier projection .

## B. Karakter
Desain karakter game 3D Indictus dibangun dengan referensi masa Steampunk dengan
Gambar 8. Sketsa tokoh utama dan Bos musuh [5].
pakaian kemeja lengan panjang, vest (rom- pi),  celana  panjang,  gaiters  (pelindung be tis yang biasa terbuat dari kain, kulit, atau poliester). Tokoh utama dalam game Indictus  mempunyai  musuh  utama  yang biasa disebut Bos.
Setelah konsep dan sketsa diselesaikan
maka proses modeling dilakukan. Tentu saja modeling akan mudah dilakukan dengan  bantuan  model  sheet.  Karakter 3D disebut juga model 3D organik. Proses
Gambar 9. Proses modeling menggunakan teknik edge dan box modeling
Yusup Sigit Martyastiadi 1 Raissa Theodosia 2 Sera Prestasi 3
Low-Poly Modeling Tokoh dan Environment dalam Desain Game 3D
pemodelannya biasanya dilakukan dengan teknik edge modeling dan box modeling .
Seperti yang dinyatakan oleh Franson
Gambar 10. Perbandingan kepala low-poly dan high-poly (setelah melalui proses digital
sculpting )
High-poly Low-poly
pada karakter.
Penambahan efek kedalaman pada model karakter 3D low-poly dapat dilakukan de-
dan  Thomas  [4],  bahwa  untuk  karakter game 3D, jumlah polygon dibawah 8000 sudah bisa dikatakan model 3D low-poly .
Digital sculpting bisa dilakukan juga untuk memberikan kesan lebih nyata dan detil
Gambar 11. Complete map dan normal map dari proses baking render to texture
Gambar 12. Perbandingan model low-poly tanpa dan dengan normal bump High-poly Low-poly
ngan proses “render to texture” pada model high-poly. Proses ini bisa menghasilkan complete map dan normal map.
Ilusi kedalaman 3D yang ditimbulkan cuk - up signifikan pada model karakter 3D yang telah melalui baking render to texture.
Tabel  1.  menunjukkan  perbandingan kecepatan  render high-poly dan low-
poly untuk masing-masing aset 3D.
Eksperimen real-time rendering dilakukan di game engine Unity. Percobaan tersebut menggunakan kamera statis, sehingga
Tabel 1. Ujicoba real-time rendering
Low-Poly Modeling Tokoh dan Environtment dalam Desain Game 3D
Yusup Sigit Martyastiadi 1
Raissa Theodosia 2
Sera Prestasi 3
pencuplikan hasil render diambil tanpa ada pergerakan dari kamera.
Tentu saja, hasil rendering dengan kamera yang bergerak akan berbeda ketika dilakukan di dunia game yang lebih lengkap, dengan seluruh aset game 3D sudah terpasang sesuai game play
yang didesain. Maka hasil rendering akan lebih dinamis sesuai dengan jumlah obyek yang berada di depan kamera. Selain itu, visualisasi aset 3D ( draw  call  batching ) dalam game dipengaruhi juga oleh spesifikasi video card pada komputer yang digunakan.

## Kesimpulan
Penerapan low-poly modeling dalam
pembangunan game 3D membantu mempercepat  proses rendering dalam game engine . Semakin sedikit jumlah tris  yang  dibaca  oleh game engine , maka proses real-time rendering yang terjadi semakin  cepat,  sehingga game dengan tampilan yang terkesan realistik akan tetap bisa dimainkan tanpa terputus-putus.

## Referensi
Asih,  R.  (10  November  2012). Invasi Industri  Game  Asing. Tempo. Diakses dari  http://  www.tempo.co/read/news/ 2012/11/10/172440881/
Russo,  M.  (2006). Polygonal  Modeling Basic  and  Advance  Technique. USA: Wordware Publishing.
Watkins,  A.  (2011). Creating  games  with Unity and Maya. Burlington: Elsevier.
Franson,  D.,  &  Thomas,  E.  (2007). Game Character  Design  Complete. Boston:
Thomson Course Technology.
Theodosia,  R.  (2013). Desain  Karakter Dalam  Game  “Indictus”. Laporan Tugas Akhir.  Universitas  Multimedia  Nusantara. Tangerang.
Prestasi, S. (2013). Pemodelan
Environment  3d  Dan  Penerapannya Dalam Game “Emendation”. Laporan Tugas  Akhir.  Universitas  Multimedia Nusantara. Tangerang.
Gambar 13. Tokoh utama dalam game 3D Indictus setelah diberikan tekstur
Yusup Sigit Martyastiadi 1 Raissa Theodosia 2 Sera Prestasi 3
Low-Poly Modeling Tokoh dan Environment dalam Desain Game 3D