## VIDEO ANIMASI 3D PENGENALAN RUMAH ADAT DAN ALAT MUSIK KEPRI DENGAN MENGUNAKAN TEKNIK RENDER CEL-SHADING

## Jianfranco Irfian Asnawi
Jurusan Teknik Informatika, Program Studi Teknik Multimedia dan Jaringan Universitas Politeknik Negeri Batam Email: Jianfranco28@gmail.com
Afdhol Dzikri
Jurusan Teknik Informatika, Program Studi Teknik Multimedia dan Jaringan Universitas Politeknik Negeri Batam Email: afdhol@polibatam.ac.id

## ABSTRAK
Animasi  ini  berjudul  "video  animasi  3D  rumah  adat  dan  alat  musik  Kepulauan  Riau  dengan menggunakan  teknik  render cel-shading "  merupakan  video  yang  bertujuan  memperkenalkan  alat-alat musik yang berasal dari kepulauan riau, Animasi ini akan diterapkan dengan menggunakan teknik render cel-shading.  Cel-shading adalah  teknik  render  yang  menampilkan  grafik  3D  yang  menyerupai  gambar tangan,  seperti  gambar  komik  dan  kartun.  Teknik  ini  juga  sudah  di  terapkan  dalam  game  3D  yang ternyata  menarik  banyak  perhatian  peminat.  Teknik  ini  akan  di  terapkan  kedalam  animasi  3D  "video animasi  rumah  adat  dan  alat  musik  kepulauan  riau  dengan  menggunakan  teknik  render cel-shading " Animasi di rancang menggunakan skenario dan storyboard kemudian di implementasikan dalam software 3D  MAYA  AUTODESK dengan  menggunakan  teknik  render cel-shading .  Setelah  diterapkan  maka  di dapatkan definisi keberhasilan dari teknik render cel shading di bandingkan dengan teknik render global illumination seperti dari kecepatan dalam merender dan tingkat kecerahan warna pada video.
Kata kunci:  animasi, game 3D, cel-shading.

## ABSTRACT
The  title  of  this  animation  is  "video  3D  animation  custom  home  and  musical  instruments  Riau Islands by using a rendering technique cel-shading" is a video that aims to introduce musical instruments from Riau Islands, this animation will be applied using a rendering technique cel-shading. Cel-shading is a rendering technique that displays 3D graphics that resemble hand drawing image, such as comic strips and cartoons. This technique has also been applied in 3D games that turned out to attract a lot of attention. This  technique  will  be  applied  into  the  3D  animation  "custom  home  video  animation  and  musical instruments  in  Riau  Islands  using  cel-shading  rendering  techniques"  Animation  is  designed  using scenarios and storyboards then implemented in the 3D software AUTODESK MAYA using cel-shading rendering techniques. Once applied then get a definition of success of cel shading rendering technique in comparison  with  global  illumination  rendering  techniques  like  of  speed  in  a  color  rendering  and brightness levels on the video.
Keywords: animation, game 3D, cel-shading.

## 1. PENDAHULUAN
Saat  ini  teknologi  komputer  sudah  mengalami  kemajuan  pesat  dan  saling  mendukung  dalam menciptakan  suatu  karya  manusia.  Kegunaan  komputer  dibutuhkan  dalam  kegiatan  produksi  dalam Industri  kreatif.  Mulai  dari  ide  perancangan  hingga  proses  produksi  dan  yang  paling  kompleks  semua tidak  terlepas  dari  peranan  komputer.  Perkembangan  teknologi  komputer  ini  juga  mendorong berkembangnya  sebuah  informasi.  Khususnya  informasi  mengenai  produksi  perfilman.  Setiap  tahun perkembangan  industri  perfilman  semakin  meningkat.  Menghasilkan  inovasi  –  inovasi  baru  yang  terus memeriahkan industry perfilman yang senantiasa terus berubah ke arah yang lebih baik. Berkembangnya industri  perfilman  memunculkan  inovasi  film  dalam  bentuk  animasi  yang  dibuat  dengan  teknologi computer. Seperti yang kita ketahui, ada banyak tipe Animasi seperti animasi cel/tradisional shading, stop motion,  animasi  2D  dan  Animasi  3D.  pada  saat  ini  animasi  yang  sering  digunakan  adalah  animasi  3D.
Animasi 3D ini  memiliki 3 buah  koordinat  yang dapat  menghasilkan sudut pandang objek terlihat lebih nyata  sehingga  sangat  efektif  dalam  menarik  perhatian  konsumen  dalam  sebuah  produksi  film.  Saat  ini tidak  banyak  yang  menjadikan  budaya  sebagai  film  khususnya  budaya  -  budaya  yang  terdapat  pada provinsi yang kecil. Seperti Kota Batam.
Kota  Batam  merupakan  kota  yang  terbesar  di  Provinsi  Kepuluan  Riau.  Penduduk  asli  kota Batam  yaitu  orang-orang  Melayu  yang  dikenal  dengan  orang  selat  atau  orang  laut.  Beragam  suku  dari berbagai  daerah  saat  ini  banyak  yang  bertempat  tinggal  di  kota  ini.  Kota  Batam  merupakan  kota  yang terkenal  dengan  kawasan  industrinya.  Kawasannya  terletak  di  antara  selat  yang  memisahkan  Negara Singapura  dan  Indonesia.  Kota  Batam  juga  memiliki  adat  istiadat  yang  masih  sedikit  diketahui  oleh penduduknya.
Rumah  Adat  Limas  Potong  merupakan  salah  satu  rumah  adat  Melayu  di  Kepulauan  Riau.  Rumah Adat ini memiliki bentuk yang khas, yaitu rumah panggung dengan tinggi 1,5 meter dari permukaan tanah dengan bagian atap menyerupai limas yang terpotong. Rumah ini memiliki lima bagian utama, yaitu teras, ruang depan, tengah, belakang, dan dapur. Kota batam merupakan bagian dari provinsi Kepulauan Riau. Kepulauan Riau juga memiliki banyak alat musik tradisional yang unik seperti rebana, gambus, kompang, marwas, dan lain-lain.
Jika  dilihat  dari  perkembangan  teknologi  saat  ini,  pengenalan  budaya  dilakukan  secara  lisan kelihatannya  tidak  terlalu  efektif.  Cara  ini  menjadi  kurang  diminati  oleh  sebagian  orang.  Seperti  halnya anak-anak,  Pengenalan  budaya  dengan  bahasa  lisan  belum  bisa  menarik  perhatian  mereka.  Oleh  karena itu, dibutuhkan suatu cara agar pengenalan budaya kepada masyarakat agar terlihat tidakmembosankan.
Video  pada  projek  ini  adalah  animasi  3D  pengenalan  rumah  adat  dan  alat  musik  tradisional  dari Kepulauan  Riau.  Yang  nilai  moralnya  adalah  menyampaikan  bentuk  dan  suara  dari  alat  musik  dari kepulauan riau kepada masyarakat yang tidak tahu. Untuk projek ini, Teknik cel-shading rendering akan digunakan  dari  pada  teknik  render  biasa  yang  bertujuan  untuk  memberikan  efek  spesial  pada  film. Cel- shading adalah tipe non-photorealistic rendering  yang  membuat desain seperti  gambar  dari tangan. Cel- shading biasa  digunakan  untuk  meniru  gaya  gambar  komik  atau  kartun.  Walaupun  hasil  dari  render terlihat  simple  seperti  gambar  tangan,  tetapi  prosesnya  sangat  kompleks,  maka  projek  ini  akan mengimprovisasikan film yang bersuasana tradisional.

## 2. LANDASAN TEORI

## 2.1 Cel-shading
Cel-shading (sering  salah  eja  sebagai Cell  shading )  atau toon shading adalah  jenis  render non- photorealistic dirancang untuk membuat komputer grafik 3-D tampak datar dengan menggunakan kurang warna  pada shading bukan  dari  gradient  warna. cel-shading digunakan  untuk  meniru  buku  komik  atau kartun. Hal mengenai cel-shading ini baru - baru muncul dalam dunia graphic komputer pada abad 21 ini. Nama cel berasal  dari Celluloid ,  lembaran  yang  bening  atau  jelas  yang  di  lukis  untuk  digunakan  dalam animasi 2D. Teknik ini memiliki ciri-ciri yaitu adanya outline/garis pinggir yang tebal dan pencahayaan yang sederhana/kurang realistis.

## 2.2 Proses Cel-shading
Proses cel-shading merupakan  model  3D  yang  khas/tipikal.  Yang  membedakan Cel-shading dari render  lain  adalah  dalam  model  pencahayaan  non-fotorealistik  nya.  Nilai  pencahayaan  dihitung  untuk setiap pixel dan  kemudian  dikuantisasi  untuk  sejumlah  kecil  warna  diskrit  untuk  menciptakan karakteristik datar tampilan di mana bayangan dan highlights tampak lebih seperti blok warna dari pada dicampur dengan cara yang halus.
Hitam  "tinta" Outline dapat  dibuat  dengan  menggunakan  berbagai  metode.  metode  membuat  garis hitam, sedikit lebih besar dari obyek itu sendiri. Sehingga kesan Karakter akan terlihat seperti 2 Dimensi.

## 2.3 Penelitian Sebelumnya
Sistem Cel-shading sudah  banyak  diterapkan  pada  animasi  dan  game.  Lebih  banyak  animasi  yang menggunakan  komputer  karna  lebih  mudah  dibanding  animasi  2D  tradisional.  Animasi  tradisional
dilakukan  dengan  menggambarkan  ribuan  gambar  atau frame .  lalu  digambar  dan  di  film  kan.hal  ini memakan  waktu  yang  sangat  lama.  Dengan  komputer  kita  bisa  membuat  animasi  dengan  mudah,  Salah satunya  dengan  teknik cel-shading. Contoh  Video  animasi  yang  menerapkan  teknik cel-shading adalah Bunny maloney .

## 2.4 Perbandingan Dengan Penelitian Sebelumnya
Berikut perbandingan gaya atau metode pembuatan dari sistem yang ada.
Table 1. Tabel perbandingan dengan penelitian sebelumnya
Kriteria Perbandingan Proyek Akhir 3 Bunny Maloney Tugas Akhir Texturing & shading UV mapping & material UV mapping & material UV mapping & material Renderer Mental ray & global illumination Mental ray & Toon shading Mental ray & Toon shading Software yang digunakan Autodesk maya 2013 Xsi Autodesk maya 2014

## 2.5 Definisi Keberhasilan
Teknik render cel-shading merupakan teknik render yang berbeda dari teknik render yang lain. Jika animasi  3D  di  render  untuk  terlihat  realistis  maka  berbeda  dengan  Animasi  3D  yang  di  render menggunakan teknik render cel-shading . Akan terlihat seperti animasi kartun.  Definisi keberhasilan dari penelitian ini adalah jika shading dari cel-shading di terapkan  maka akan terlihat  seperti gambar  kartun dari  model  3D.  Dengan  menggunakan  teknik  keberhasilan  rendering  lebih  ringan  karna  Pemakaian shading tidak terlalu detail dan juga warna yang digunakan juga kurang.

## 2.6 Materialing
Untuk menghasilkan sebuah gambar 2D berbasis 3D maka teknik yang pematerialan/coloring dapat disebut  dengan Cel-shading .  Dalam software  autodesk  maya ,  teknik Cel-shading dapat  dicapai  dengan menggunakan  pilihan  material  paint.  Dalam ink ‘n paint ini  terdapat  pengaturan  warna, shading /gradasi pada warna dan tebal tipis outline.

## A. Shading /Gradasi warna
Pada  tahap  ini  dibutuhkan  pengaturan shading /bayangan  yang  mempertimbangkan  unsur-unsur keberhasilan/keunggulan  seperti,  mendekati  visual  kartun,  serta  kecepatan  dalam  proses  render. Perbandingan shading dapat dilihat pada table 2
Gambar 1. Perbandingan shading/gradiasi warna

## Table 2. Analisis shading
Cel-shading/toon shading Global illumination Unsur menarik 2 3 Unsur kartun 2 1 Kecepatan render 2 1 Jumlah 6 5
B. Outline
Pada  tahap  pematerialan  ini  dibutuhkan  pula  pengaturan outline yang  mempertimbangakan  unsur- unsur  keberhasilan/keunggulan  seperti,  mendekati  visual  kartun,  kecocokan  dengan  karakter,  serta kecepatan dalam proses render. Perbandingan outline dapat dilihat pada table 3.
Gambar 2.  Perbandingan Outline
Table 3. Analisis outline
Gambar A Gambar B Unsur menarik 3 2 Unsur kartun 1 3 Kecepatan render 2 3 Jumlah 7 8

## 2.7 Storyboard
Storyboard adalah sketsa bagaimana mengatur cerita dan isinya. Storyboard membantu pengembang untuk  mendefinisikan  parameter  cerita  dengan  resource  dan  waktu  yang  tersedia,  mengorganisasi  cerita secara fokus, dan menentukan media apa yang akan digunakan pada bagian setiap cerita.
Gambar 3. Penggalan Contoh Storyboard

## 3. ANALISA PERBANDINGA TEKNIK RENDER CEL-SHADING DAN TEKNIK RENDER GLOBAL ILLUMINATION
Dari  analisis  implementasi  yang  sudah  di  lakukan  Pada  video  animasi  3D  pengenalan  rumah  adat dan  alat  musik  Kepri,  ada  beberapa  data  keberhasilan  pada  penggunaan cel-shading .  Data  keberhasilan yang di maksud adalah berupa hasil kelebihan dari teknik cel shading.

## 4. KECEPATAN WAKTU RENDER
Salah satu data keberhasilan dari cel-shading dibandingakan global illumination adalah waktu yang dibutuhkan untuk merender satu frame gambar, Berikut hasil pengujian yang dilakukan:

## 4.1 Pengujian Pada Scene Outdoor Rumah Adat Limas Potong
Konfigurasi light yang  digunakan  pada scene  outdoor adalah directional  light dan ambient  light dengan koordinasi penempatan dan intensity light sebagai berikut:
sunShape (directional light) intensity = 1.008 x = 0.000 y = 44.223 z = -73.713 ambientLight1 (Ambient light) intensity = 1.353 x = 0.000 y = 155.739 z = -104.083
Gambar 4.  Hasil Render Dengan Cel Shading
Gambar 5. Hasil Render Dengan Global Illumination
Teknik  render cel-shading membutuhkan  waktu  selama  0:36  detik  untuk  merender  satu frame gambar  pada  percobaan  satu,  Sedangkan  teknik  render global  illumination membutuhkan  waktu  selama 1:02 detik untuk merender satu frame gambar pada percobaan satu.

## 4.2 Pengujian Pada Scene Indoor Rumah Adat Limas Potong
Konfigurasi light yang  digunakan pada  scene  indoor adalah directional  light dan ambient  light dengan koordinasi penempatan dan intensity light sebagai berikut:
spotlight1 (Spot light) intensity = 5.188 x = -5.199 y = 17.043 z = -15.970 pointLightShape1 (pointlight) intensity = 1.053 x = -5.555 y = 14.826 z = -15.939
Gambar 6. Hasil Render Dengan Cel Shading
Gambar 7. Hasil Render Dengan Global Illumination
Teknik  render cel-shading membutuhkan  waktu  selama  0:19  detik  untuk  merender  satu  frame gambar  pada  percobaan  satu,  Sedangkan  teknik  render global  illumination membutuhkan  waktu  selama 0:47 detik untuk merender satu frame gambar pada percobaan satu

## 4.3 Scene Ruang Alat Musik Rumah Adat Limas Potong
Gambar 8. Hasil Render Dengan Cel-shading
Gambar 9. Hasil Render Dengan Global Illumination
Konfigurasi light yang  digunakan  pada scene  indoor adalah Spot  light dan ambient  light dengan koordinasi penempatan dan intensity light sebagai berikut:
spotLightShape1 (Spot light) intensity = 1.955 x = -23.379 y = 94.950 z = -10.820 ambientLight1 (ambientLight) intensity = 1.353 x = -21.660 y = 96.593 z = -90.910
Teknik  render cel-shading membutuhkan  waktu  selama  0:36  detik  untuk  merender  satu  frame gambar  pada  percobaan  satu,  Sedangkan  teknik  render global  illumination membutuhkan  waktu  selama 0:48 detik untuk merender satu frame gambar pada percobaan satu

## 4.4 Tabel Perbandingan Waktu Render
Dari data di atas di dibuatlah table perbandingan menurut analisis yang dilakukan
Table 4. Tabel perbandingan No Hasil pengujian Percobaan Render time Cel- shading Render time Global illumination 1 Pengujian pada scene outdoor rumah adat limas potong Percobaan 1 0:36 1:02 Percobaan 2 0:37 0:53 Percobaan 3 0:29 0:51 2 Pengujian pada scene indoor rumah adat limas potong Percobaan 1 0:19 0:47 Percobaan 2 0:22 0:47 Percobaan 3 0:22 0:49 3 Pengujian pada scene ruang alat musik rumah adat limas potong Percobaan 1 0:36 0:48 Percobaan 2 0:40 0:50 Percobaan 3 0:40 0:50

## 5. PERBANDINGAN TINGKAT WARNA RGB PADA HASIL RENDER
Keberhasilan yang di dapatkan dari perbandingan teknik render cel-shading dan global illumination adalah  pada  tingkat  kepadatan  warna  RGB  dari  file  image  render  yang  dihasilkan.  Perbandingan dilakukan dengan photoshop pada grafik histogram yang dihasilkan dari satu frame gambar.

## 5.1 Scene Outdoor Rumah Adat Limas Potong
Dari  Gambar  10  Dapat  dilihat  ada  dua  histogram  yang  mewakili  gambar  yang  terdapat  di  atasnya yang  kiri  adalah  gambar  yang  dihasilkan  oleh  teknik  render global  illumination dan  yang  kanan dihasilkan  dengan  teknik render  cel-shading. Dari  histogram  bisa  di  simpulkan  bahwa  hasil  histogram kedua  gambar  hampir  sama,  teknik render  global  illumination lebih  dominan  kewarna green dan Blue. Sedangkan histogram teknik cel-shading terlihat stabil Pada warna Red sehingga warna terlihat padat.
Gambar 10. Perbandingan RGB Pada Scene Outdoor

## 6. KESIMPULAN
Dari hasil implementasi dan pengujian didapatkan kesimpulan yaitu:
1) Teknik  render cel-shading membuat  karakter  3D  terlihat  seperti  karakter  2D  dikarenakan tekstur  material  yang  digunakan  solid  dan  effect  outline  yang  menyelimuti  objek  terlihat seperti gambar 2D
2) Rendering  dengan  menggunakan  teknik cel-shading mempercepat  proses  render  karena memperkecil warna texture yang kompleks menjadi warna yang solid.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Djalle, Zaharuddin G. The Making of 3D Animation Movie. Jakarta: informatika, 2009 .
[2] Adindha Miftania. 2011. TA : Pembuatan Film Animasi 2D Berbasis 3D  Menggunakan Teknik Cell Shading Berjudul "The Postman Story". Undergraduate thesis, Stikom Surabaya.
[3] Gregorius Agung. 2005. 101 Tip  Trik Adobe Photoshop Cs.
[4] [4]. Bonafix, Dominicus Nunnun. 2005. Animasi 3D profesional dengan maya. Jakarta: Elex Media Komputido.
[5] King Roger. 2012 .”3D animation for the raw beginner using maya” .
[6] Lee Lainer.2006. ” Advanced Maya Texturing and Lighting”.
[7] Todd Palamar.2016. ”Mastering Autodesk Maya 2016: Autodesk Official Press”.
[8] Dariush Derakhshani. 2002. Introducing Autodesk Maya.
[9] Jeremy Birn.2006. “ Digital Lighting and Rendering”.
[10] William Vaughan.2011. “ Digital Modelling”.
[11] Alan H. Watt.1992. “ Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practice”.
[12] Andrew S. Glassner2011. “An Introduction to Ray Tracing ”.
[13] Hartas, L. 2004. “ How to draw  sell digital cartoons Cambridge.England: TheIlex press” .
[14] Georgenes,  C.  (2007). How  to  cheat  in  Adobe  Flash  CS3:  the  art  of  design  and  animation.  Focal Press .
[15] Nelmes, J. (2003). An introduction to film studies. Canada: Routledge.
[16] Sulaeman, H. (2010, Nopember 13). Percaya kepada Animasi Indonesia. (C helmy, Interviewer)
[17] M, S.,  Smitdev, C. (2008).   Bedroom -interior  Design  3d  Studiomax9+cd ,  Jakarta:  Elex  Media Komputindo.