Realistic Texturing pada Objek 3-dimensi Menggunakan Model

## Tehnik Texture Mapping

## Mutammimul Ula¹
Abstrak Tekstur merupakan karakteristik penting dari penampilan objek dalam pemandangan alam, dan merupakan syarat kuat dalam persepsi visual. Pemahaman tekstur merupakan bagian penting dari memahami visi manusia.  Pada    objek  3-dimensi  pemberian  tekstur  merupakan  hal  yang  harus dilakukan  agar objek  terlihat  lebih  realistis. Maps  berwujud  gambar  tekstur  2D dituangkan  ke  permukaan geometri/objek  untuk  membuat  penampilan  objek  tersebut  tampak  halus  untuk  detail  permukaannya.  Pada pengembangan  grafik  realisme  tingkat  tinggi  diperlukan  lebih  banyak  lapisan  tekstur,  agar  hasil  mapping mendekati  kesempurnaan.  Sebuah  tekstur  maps  yang  diterapkan  (dipetakan)  biasanya  dipakai  untuk  permukaan bentuk objek polygon, proses ini mirip dengan menerapkan texture pada kertas berpola kotak putih yang polo. Pada penelitian ini proses pemberian teksture pada objek 3-dimensi meliputi lantai,  furniture dan gedung. Tekture yang digunakan didapat dari mengambil dari photo objek tersebut dalam dunia nyata. 1
Kata Kunci: texturing, texture mapping,3-dimens,
Abstract  Texture is an important characteristic of the object appearance in the natural landscape, and is strong in terms of visual perception. Understanding texture is an important part of understanding the human vision. In the 3- dimensional objects giving texture is something that must be done so that objects look more realistic. Maps tangible 2D texture image is poured onto the surface geometry / objects to make the object appear smoother appearance to the surface detail. On the development of high-level graphics realism needed more layers of texture, so that the results of the mapping approach perfection. A texture maps applied (mapped) is usually used for the surface shape of a polygon object, the process is similar to applying patterned paper texture on the white box polo. In this study the process of texture on the 3-dimensional objects include flooring, furniture and buildings. Tekture are used derived from the taking of the photo objects in the real world. 2
Keywords: texturing, texture mapping,3-dimens,
1 Program Studi Teknik Informatika, Universitas Malikussaleh, Reuleut, Aceh Utara, Aceh-Indonesia E-mail : moelula@gmail.com

## 1.PENDAHULUAN
Teknologi  informasi  terus  berkembang  pesat dan  kemajuan  teknologi  tersebut  ikut  mendorong banyak  aspek  yang  berhubungan  dengan penggunaan komputer semakin terbantu. Mengikuti  perkembangan  teknologi  yang  terus berkembangan, teknologi desain pun tidak terlepas dari  perkembangan  teknologi  ini.  Banyak  desain yang  dapat  dibuat  semakin  nyata  hanya  dengan menggunakan  komputer  dan  perangkat  lunak khusus  yang  bisa  memberikan texture sehingga terlihat lebih nyata [3].
Dalam grafik komputer 3 Dimensi, 3d modeling adalah  proses  mengembangkan  matematika representasi  dari  setiap  tiga-dimensi  benda  (baik benda  mati  atau  hidup)  melalui  perangkat  lunak khusus. Produk ini disebut sebagai model 3d atau 3  Dimensi [1].  Hal  ini  dapat  ditampilkan  sebagai gambar  dua  dimensi  melalui  proses  yang  disebut 3d rendering atau  digunakan  dalam  komputer simulasi fenomena fisik. Model juga dapat secara fisik  dibuat  menggunakan  perangkat  printing  3d [5].
Model  dapat  dibuat  secara  otomatis  atau manual.  Manual  proses  pemodelan  geometris mempersiapkan  data  untuk  komputer  grafis  3d mirip dengan seni plastik seperti mematung Tekstur merupakan karakteristik penting dari penampilan objek dalam pemandangan alam, dan  merupakan syarat  kuat dalam  persepsi visual.  Pemahaman tekstur merupakan  bagian penting dari memahami visi manusia. Pada  objek 3-dimensi pemberian tekstur  merupakan hal  yang harus  dilakukan  agar  objek  terlihat  lebih  realistis [6].
Pada penelitian tehnik pemberian teksture yang digunakan  adalah  texture  mapping. Texture mapping  merupakan  teknik  pemetaan  sebuah tekstur  pada  pola  gambar  wireframe,  dimana wireframe  yang  telah  dibuat  akan  ditampilkan memiliki kulit luar seperti tekstur yang diinginkan

## 2. METODE

## 2.1 Tekstur mapping
Pada texture  mapping maps  berwujud  gambar tekstur  2D  yang  dituangkan  ke  permukaan geometri/ objek untuk membuat penampilan objek tersebut tampak halus untuk detail permukaannya. Pada pengembangan grafik realisme tingkat tinggi diperlukan lebih banyak lapisan tekstur, agar hasil mapping mendekati kesempurnaan. Sebuah tekstur maps  yang  diterapkan  (dipetakan)  biasanya dipakai  untuk  permukaan  bentuk  objek  polygon, proses ini  mirip dengan menerapkan texture pada kertas  berpola  kotak  putih  yang  polos.Kegiatan texture  mapping  untuk  texture  maps  dapat didefinisikan  sebagai  sebuah  metode  untuk menambahkan  detail  tekstur  permukaan  (bitmap atau  raster  image),  atau  warna  yang dihasilkan komputer  grafis  atau  model  3D [4].  Berikut  ini adalah contoh mapping pada objek 3-dimensi :
Gambar 1. Mapping Objek 3-Dimensi

## 2.2   UV Layout
UV  Layout Pemetaan  UV  adalah  proses pembuatan  texture  pada  objek  3D  dengan merepresentasikan  gambar  2D  dari  model  3D. Proses  ini  memproyeksikan  tekstur  ke  objek  3D. Huruf "U" dan "V" digunakan untuk menggambarkan  mesh  2D  karena  "X",  "Y"  dan "Z" sudah digunakan untuk menggambarkan objek 3D  dalam  ruang  model  [1].  Untuk  lebih  jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1.

## Gambar 2. UV Layout

## 2.3Transformasi  Objek 3 Dimensi
Transformasi  pada  dasarnya  adalah  merubah bentuk,  ukuran,  dan  posisi  objek  deng an  cara memanipulasinya[6 ].  Ada  dua  cara  untuk melakukan  transformasi,  yaitu  transfomasi  objek dan  transformasi  koordinat.  Pada  transfomasi objek,  semua  titik  pada  sembarang  objek  akan diubah  sesuai  dengan  aturan  tertentu,  sementara siste m  koordinatnya  tetap .  Pada  transformasi sistem  koordinat  tetap,  tetapi  karena  sistem koordinatnya yang diubah, maka kedudukan objek harus  disesuaikan  dengan  kedudukan  sistem koordinat yang baru (Gambar 2.3 ).
Gambar 3. Transformasi objek dengan cara menggeser (translasi)
Gambar 4. Transformasi sistem koordinat dengan rotasi sebesar 90 0
Tujuan transformasi adalah :
1. Merubah  atau  menyesuaikan  komposisi pandangan
2. Memudahkan membuat objek simetris
3. Melihat  objek  dari  sudut  pandang  yang berbeda
4. Memindahkan  satu  atau  beberapa  objek  dari suatu  tempat  ke  tempat  lain.  Ini  biasanya dipakai untuk animasi computer
Transformasi  objek  lebih  banyak  digunakan dalam  grafika  komputer  dari  pada  transformasi koordinat,  transformasi  yang  sering  digunakan adalah  transformasi  umum  (transformasi  affin) yang  terdiri  dari  pergeseran,  penskalaan, pemutaran,  dan shearing .  Berdasarkan  sistem koordinat yang digunakan setiap titik dari objek 3- dimensi ditentukan oleh  tiga posisi,  yaitu ke arah sumbu X, ke arah sumbu Y, dan ke arah sumbu Z.

## 2.4 . Translasi (Pergeseran)
Translasi  berarti  memindahkan  suatu  objek sepanjang  garis  lurus  dari  suatu  lokasi  koordinat tertentu  ke  lokasi  yang  lain  [ 6 ]. Sembarang  titik pada  bidang  X,Y,dan  Z  dapat  digeser  ke sembarang  tempat  dengan  menambahkan  besaran pada  arah  sumbu  X,  sumbu  Y,  dan  sumbu  Z.
Dalam  operasi  translasi,  setiap  titik  pada  suatu entitas yang ditranslasi bergerak dalam jarak yang sama.
Y Z X Y Z X Z X Y
Di  dalam  koordinat  3  dimensi,  sebua h  titik  di translasi  (Gambar  5 )  dari  posisi  P  =  (x,  y,  z)  ke posisi P’=(x’, y’, z’) dengan operasi matriks .
Gambar 5. Operasi matriks untuk translasi sebuah titik
Sedangkan  untuk  objek  dengan  n  buah  titik, operasi matriks yang digunakan dapat dilihat pada
Gambar 6.
Gambar 6. Operasi matriks untuk translasi n-buah titik
Gambar 7 . Translasi titik
Parameter  t x ,  t y ,  dan  t z merupakan  pengali translasi  pada  x,  y,  z.  Matriks  yang  dihasilkan pada operasi 2.1 sama dengan operasi : x’ = x + t x y’ = y + t y z’ = z + t z
Sebuah objek ( Gambar 8 ) ditranslasi pada ruang tiga dimensi dengan mentransformasikan beberapa titik dari objek.
Gambar 8. Translasi objek

## 2.5 Penskalaan
Penskalaan  adalah  merubah  ukuran  dan  posisi objek dari keadaan awal dimana perubahan ukuran dapat  lebih  mengecil  atau  lebih  membesar  secara seragam  atau  tidak  seragam  tergantung  kepada faktor penskalaan yang diberikan [Hearn, 1994]. Penskalaan  dapat  dilaksanakan  ke  arah  sumbu  X saja,  ke arah sumbu Y saja, ke arah sumbu Z saja atau  kombinasi  dari  ketiganya.  Operasi  matriks yang  digunakan  untuk  melakukan  operasi penskalaan  pada posisi  P =  (x,  y, z)  dapat dilihat pada Gambar 9.
Y Z X r = (t x , t y , t z )
Gambar 9 . Penskalaan pada posisi P = (x, y, z)
Sedangkan  untuk  objek  dengan  n  buah  titik ( Gambar  10 ),  operasi  matriks  yang  digunakan yaitu :
Gambar 10. Penskalaan untuk objek  dengan n- buah titik
Penskalaan objek dalam kordinat 3-dimensi dapat dilihat pada Gambar 11 .
Gambar 11. Pembesaran objek

## 2.6  Rotasi
Rotasi adalah suatu operasi yang menyebabkan objek bergerak berputar pada titik pusat atau pada sumbu  putar  yang  dipilih  berdasarkan  sudut putaran tertentu [Hearn, 1994].
Dalam  hal  rotasi,  jika  memutar  objek  searah dengan arah putaran jarum jam dinyatakan dengan sudut negatif dan jika memutar  objek berlawanan arah dengan putaran jarum jam dinyatakan dengan sudut positif [Santosa, 1996].
Rotasi  objek  pada  sistem  koordinat  3-dimensi dilaksanakan dengan memilih salah satu koordinat sebagai  sumbu  putar.  Jadi,  proses  rotasi  bisa terjadi  pada  sumbu  X,  sumbu  Y,  atau  sumbu  Z ( Gambar 12 ).
Gambar 1. Rotasi pada sumbu koordinat 3-dimensi
Jika putaran terjadi pada sumbu x (Gambar 2 .1 3 ), maka operasi rotasi yang terjadi adalah : y’ = y cos α – 2 sin α z’ = y sin α – 2 cos α x’ = x Y Z X
Gambar 13 . Rotasi terhadap sumbu x
Jika  putaran  terjadi  pada  sumbu  y  (Gambar  14), maka operasi rotasi yang terjadi adalah : x’ = z cos α – x sin α z’ = z sin α – x cos α y’ = y
Gambar 14. Rotasi pada sumbu y
Jika putaran terjadi pada sumbu z (Gambar 2 . 15 ), maka operasi rotasi yang terjadi adalah : x’ = x cosα – y sinα y’ = x sinα + y cosα z’ = z
Gambar 15 . Rotasi pada sumbu z 2.7 Refleksi Refleksi merupakan transformasi yang membuat mirror (pencerminan)  dari  suatu  objek [Sutopo,  2002],  yang  menyebabkan  lokasi  objek berubah  pada  kedudukan  yang  berlawanan  arah dengan sumbu yang dipilih.
Image  mirror untuk  refleksi  2-dimensi  dibuat relatif terhadap sumbu dan refleksi yang memutar 180 0 terhadap  sumbu  refleksi.  Pada  koordinat  3- dimensi  refleksi  relatif  terjadi  pada  pengubahan sumbu  koordinat    dari  sistem  3-dimensi  atuaran tangan kanan menjadi sistem koordinat 3-dimensi aturan tangan kiri (Gambar 16).
Gambar 16. Refleksi relatif
Z X Y Z X Y Z Y X Z Z X Y Y

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemberian warna pada objek yang telah dibuat pada  tahap  pemodelan  disesuaikan  dengan  warna aslinya. Terdapat beberapa hal penting yang perlu diperhatikan dalam pemberian warna objek seperti material  apa  yang  akan  digunakan  untuk menampilkan  warna [7].  Terdapat  beberapa  jenis material, berikut diantaranya :
1. Anisotropic
Merupakan  material  yang  digunakan    pada objek-objek  yang  memiliki  alur  seperti  CD, bulu,    beluduru,  atau  satin.  Material anisotropic  mengalami  perubahan  specular highlight bergantung pada arah dari alurnya.
2. Lambert Lambert  merupakan  jenis  material  yang digunakan  pada  objek-objek  tanpa specular highlights atau  bisa  dikatakan  juga  material lambert  biasanya  digunakan  pada  objek dengan tampilan flat,  yaitu objek-objek  yang tidak  memiliki  refleksi  atau  highlight  pada permukaannya.  Contohnya  dinding,  kapur, dan lain-lain.
3. Blinn Merupakan material yang biasanya digunakan untuk  menampilkan  objek-objek  metalik  atau objek-objek  yang  memiliki  specular  highlight yang lembut.
4. Phong Merupakan  jenis  material  yang  biasanya digunakan  untuk  menampilkan  objek  kaca atau  objek-objek  yang  memiliki  permukaan yang mengkilap.
5. Phong E Merupakan  material  yang  merupakan  versi sederhana  dari  phong  material.  Specular highligts pada phong e lebih lembut dari pada yang  terdapat  pada  material  phong,  dan  juga phong  e  membutuhkan  waktu  yang  lebih sedikit dari material phong ketika dirender.
Berikut ini merupakan texture yang digunakan bersamaan dengan material dan akan di atur sesuai
dengan  objek  dimana  material  tersebut  akan digunakan :
a. Merupakan warna defaul dari material. Pada bagian  ini  akan  digunakan  warna  yang merupakan  tekstur  hasil  pemotretan. Tekstur tersebut   diantaranya;
b. Tekstur kayu
Tekstur  kayu  yang  akan  digunakan  pada furniture dan benda-benda yang terbuat dari kayu  lainnya  dapat  dilihat  pada Gambar
17 .
Gambar 17. Tekstur kayu
a. c. Tekstur lantai
Tekstur  lantai  yang  akan  digunakan  ada  2 yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  18. dan Gambar 19.
Gambar 18. Tekstur lantai 1
Gambar 19. Tekstur lantai 2
d. Tekstur dinding
Tekstur  dinding  yang  akan  digunakan  dapat dilihat Gambar 20.
Gambar 20. Tekstur dinding
Selain dari texture , hal lain yang juga perlu di atur dari sebuah material adalah :
a. Transparency Mementukan  tingkat  transparansi  objek. Jika transparency diberi nilai 0 maka objek akan buram namun jika transparency diberi nilai  1  maka  objek  akan  akan  transparan total.
b. Ambient color Ambient  color  memberikan  pengaruh  pada warna  objek  dengan  mencerahkan  dan menggabungkan  dua  warna  yang  pada akhirnya akan menentukan warna akhir dari sebuah objek.
c. Incandescence Menentukan  warna  dan  kecerahan  pada objek  yang  akan  dipancarkan.  Contoh  dari
penggunaan  incandescence  adalah  simulasi larva.
d. Bump mapping
Bump  Mapping  berfungsi  untuk  membuat permukaan  objek  terlihat  tidak  rata  atau memiliki relief.
e. Diffuse
Diffuse  berfungsi  untuk  memberikan kemampuan  untuk  memantulkan  cahaya dalam semua arah pada material.
f. Transluence Transluence  berfungsi  untuk  memberikan material kemampuan untuk mentranmisikan cahaya yang jatuh pada permukaan.
Pada proses pemberian tekstur, tekstur yang digunakan  adalah  tekstur  yang  merupakan  hasil pemotretan  yang  dilakukan  pada  bangunan kampus Ilmu Komputer Universitas Gadjah Mada. Hal  ini  dilakukan  supaya  hasil  akhir  dapat menghasilkan gambar yang sesuai dengan aslinya. Berikut ini adalah gambar-gambar hasil penerapan tekstur.
Hasil  penerapan  tekstur  kayu  pada  bangku dapat dilihat pada Gambar 21.
Gambar 21. Penerapan tekstur kayu
Hasil  penerapan  tekstur  dinding    pada  diding kampus dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 22. Hasil Penerapan Tekstur Dinding
Hasil  penerapan  tekstur  lantai  pada  lantai bangunan  dapat  dilihat  pada  Gambar  23 dan Gambar 24.
Gambar 23 . Penerapan Tekstur Lantai 1
Gambar 24. Penerapan Tekstur Lantai 2
Hasil  penerapan  tekstur  atap  pada  atap bangunan dapat dilihat pada Gambar 25.
Gambar 25. Penerapan Tekstur Atap
4. 4.  KESIMPULAN dan SARAN
Pemberian texture pada objek 3-dimensi dapat membuat  objek  tersebut  terlihat  lebih  realistis. Pemberian texture dengan  menggunakan texture asli  dari  objek  tersebut  di  dunia  nyata  kemudian dipetakan kedalam objek 3-dimensi menggunakan tehnik texture  mapping dapat  membuat  hasil texturing lebih presisi. Hal ini dikarenakan texture mapping bekerjan  dengan  memetakan face dan edge dari  suatu  objek  3-dimensi  sehingga  dapat kita sesuaikan dengan texture yang tersedia.
Saran  yang  dapat  diberikan  pada  penelitian selanjutnya adalah tehnik texture mapping dapat di coba diterapkan pada  objek natural seperti hewan dan manusia.

## 5. REFERENSI
[1] Luke,  Ahearn.  2000. 3D  Game  Textures:
Create Professional Game  Art Using Photoshop .  Edisi  ke-1.  United  States  :  New Riders Publishing
[2] Dwyer,  D.  2000. Digital  Lighting  And Rendering .  Edisi  ke-1.  United  States  :  New Riders Publishing.
[3] Lainer,Lee.  2011. Maya  Studio  Projects Texturing  and  Lighting .  Edisi  ke-1.United States :  Sybex.
[4] Kundert-Gibbs,  J dan  D’Arrigo,  E.  2005. Maya  Secret  Of  The  Pros  2 nd Edition . Edisi ke-2.United States :  Sybex.
[5] Murdock,  K.  2004. Maya  6  Revealed .  Edisi ke-1. Thomson Course Technology.
[6] Sarris, N dan Strintzis, M. 3D  Modeling  and Animation : Synthesis And Analysis
Techniques  For  The  Human  Body .  Edisi  ke-
1.United States : IRM Press.
[7] Thabrani,  S  dan  Adjie,  B.  Maya  4.0 Unlimited  Modeling  Animasi.  Edisi  ke-1. Jakarta : Salemba Infotek.
[8] Watkins,  A.  2003. The  Maya  4.5  Handbook . Edisi  ke-1.  United  States  :  Charles  River
Media.