3D Modelling

Modelling merupakan suatu konsep yang sangat akrab untuk para ilmuwan komputer. kita menggunakan  model untuk mewakili objek, proses dan memisahkan ide dengan cara membuat pemahaman menjadi lebih sederhana.

Grafika komputer 3D adalah grafis yang menggunakan tiga dimensi geometris representasi data yang disimpan dalam komputer untuk keperluan melakukan perhitungan dan rendering gambar 2D. Gambar tersebut nantinya dapat menampilkan atau untuk gambaran real-time (waktu sebenarnya).

Grafika komputer 3D sering disebut sebagai model 3D. Selain membuat grafik, model terkandung dalam file data grafis. Namun, ada perbedaan. Sebuah model 3D adalah representasi matematis dari setiap tiga-dimensi benda (baik benda mati atau hidup). Sebuah model tidak secara teknis grafis sampai visual ditampilkan. Karena pencetakan 3D, model 3D tidak terbatas pada ruang virtual. Sebuah model dapat ditampilkan secara visual sebagai gambar dua dimensi melalui proses yang disebut 3D rendering, atau digunakan dalam non-grafis simulasi komputer dan perhitungan.

Membuat model pada 3D serupa dengan memahat. Banyak teknik berbeda yang bisa digunakan untuk menciptakan objek dalam scene. Ada beberapa aspek yang harus dipertimbangkan bila membangun model obyek, semuanya memberi kontribusi pada kualitas hasil akhir. Hal-hal tersebut meliputi metoda untuk mendapatkan atau membuat data yang mendeskripsikan obyek, tujuan dari model, tingkat kerumitan, perhitungan biaya, kesesuaian dan kenyamanan, serta kemudahan manipulasi model.

Proses pemodelan 3D membutuhkan perancangan yang dibagi dengan beberapa tahapan untuk pembentukannya. Seperti obyek apa yang ingin dibentuk sebagai obyek dasar, metoda pemodelan obyek 3D, pencahayaan dan animasi gerakan obyek sesuai dengan urutan proses yang akan dilakukan. Gambar 1 menunjukkan proses pemodelan 3D.

 Pada Gambar 1 nampak bahwa lima bagian yang saling terhubung dan mendukung untuk terciptanya sebuah model 3D. 

MODEL

Model 3D mewakili objek 3D menggunakan koleksi poin dalam ruang 3D, dihubungkan dengan berbagai entitas geometris seperti segitiga, garis, permukaan lengkung, dll Menjadi pengumpulan data (poin dan informasi lainnya), model 3D dapat dibuat dengan tangan , algorithmically (model prosedural), atau scan.

Model 3D banyak digunakan di mana saja di grafis 3D. Sebenarnya, mereka menggunakan luas mendahului penggunaan grafis 3D pada komputer pribadi. Banyak permainan komputer digunakan pra-gambar membuat model 3D seperti sprite sebelum komputer dapat membuat mereka secara real-time.

Hari ini, model 3D yang digunakan dalam berbagai bidang. Industri medis menggunakan model rinci organ. Industri film menggunakan mereka sebagai karakter dan objek untuk animasi dan kehidupan nyata film. Para industri permainan video menggunakan mereka sebagai aset untuk komputer dan video games. Sektor ilmu menggunakan mereka sebagai model sangat rinci senyawa kimia. Industri arsitektur menggunakan mereka untuk menunjukkan bangunan dan lanskap yang diusulkan melalui Arsitektur Perangkat Lunak Models. Komunitas teknik desain menggunakan mereka sebagai alat baru, kendaraan dan struktur serta sejumlah penggunaan lainnya. Pada dekade belakangan ini dalam ilmu bumi masyarakat telah mulai membangun 3D model geologi sebagai praktik standar. 

REPRESENTASI

Hampir semua model 3D dapat dibagi menjadi dua kategori.

• Solid - Model-model ini menentukan volume objek yang mereka wakili (seperti batu). Ini lebih realistis, tapi lebih sulit untuk membangun. Model padat banyak digunakan untuk simulasi nonvisual seperti medis dan teknik simulasi, CAD dan khusus untuk aplikasi visual seperti ray tracing dan konstruktif geometri solid
• Shell / batas - model ini mewakili permukaan, misalnya batas objek, bukan volume (seperti kulit telur yang amat sangat tipis). Ini lebih mudah untuk bekerja dengan daripada model padat. Hampir semua model visual digunakan dalam permainan dan film shell model.

Karena penampilan suatu objek tergantung pada objek luar, batas representasi yang umum dalam komputer grafis.  Dua dimensi permukaan adalah analogi yang baik untuk objek yang digunakan dalam grafik, walaupun cukup sering objek-objek ini adalah non-manifold. Karena permukaan tidak terbatas, sebuah pendekatan digital diskrit diperlukan: poligonal jala-jala (dan ke tingkat yang lebih rendah subdivisi permukaan) sejauh ini representasi paling umum, walaupun titik berbasis representasi telah mendapatkan beberapa popularitas dalam beberapa tahun terakhir. Tingkat set adalah perwakilan berguna untuk deformasi permukaan yang mengalami banyak perubahan topologi seperti cairan. 

Proses transformasi representasi objek, seperti koordinat titik tengah dari suatu bola dan titik pada lingkar menjadi representasi poligon sebuah bola, disebut tessellation. Langkah ini digunakan dalam poligon berbasis rendering, di mana benda-benda yang rusak turun dari representasi abstrak ( "primitif") seperti bola, kerucut dll, untuk apa yang disebut jala-jala, yang jaring segitiga yang saling berhubungan. Jala-jala segitiga (bukan misalnya kotak) yang populer karena mereka telah terbukti mudah untuk membuat menggunakan scanline render. Polygon representasi tidak digunakan dalam semua teknik rendering, dan dalam kasus ini, langkah tessellation tidak termasuk dalam transisi dari perwakilan abstrak ke lokasi yang diberikan.

PROSES PEMODELAN

Ada lima cara populer untuk mewakili model:

• Polygonal pemodelan - Points dalam ruang 3D, yang disebut simpul, terhubung dengan segmen garis membentuk suatu poligonal mesh. Digunakan, misalnya, oleh Blender. Sebagian besar model 3D saat ini dibangun sebagai model poligonal bertekstur, karena mereka fleksibel dan karena komputer dapat membuat mereka begitu cepat. Namun, poligon adalah planar dan hanya dapat mendekati permukaan lengkung menggunakan banyak poligon.
• NURBS modeling - NURBS Surfaces ditentukan oleh kurva spline, yang dipengaruhi oleh tertimbang titik kontrol.  Kurva berikut (tetapi tidak perlu interpolasi) titik. Meningkatkan berat badan untuk suatu titik akan menarik kurva mendekati titik itu. NURBS permukaan yang benar-benar halus, bukan pendekatan dengan menggunakan permukaan datar kecil, dan begitu juga sangat cocok untuk model organik. Maya dan Rhino 3d adalah yang paling terkenal software komersial yang menggunakan NURBS aslinya.
• Pemodelan Splines & Patch - Seperti NURBS, Splines dan Patch tergantung pada garis lengkung untuk menentukan permukaan terlihat. Patch jatuh di suatu tempat antara NURBS dan poligon dalam hal fleksibilitas dan kemudahan penggunaan.
• Primitif pemodelan - Prosedur ini memerlukan geometris primitif seperti bola, silinder, kerucut atau kubus sebagai blok bangunan untuk model yang lebih kompleks. Manfaat yang cepat dan mudah konstruksi dan bahwa bentuk-bentuk secara matematis didefinisikan dan dengan demikian benar-benar tepat, juga definisi bahasa dapat lebih sederhana. Primitif pemodelan yang cocok untuk aplikasi teknis dan kurang untuk bentuk-bentuk organik. Beberapa perangkat lunak 3D bisa langsung render dari primitif (seperti POV-Ray), yang lain menggunakan primitif hanya untuk pemodelan dan mengkonversikannya ke jala-jala untuk operasi lebih lanjut dan rendering.
• Memahat pemodelan - Masih cukup metode baru untuk 3D modeling mematung telah menjadi sangat populer dalam beberapa tahun yang singkat itu telah sekitar. Ada 2 jenis saat ini, Pemindahan yang paling banyak digunakan di antara aplikasi pada saat ini, dan volumetrik. Perpindahan menggunakan model padat (sering dihasilkan oleh permukaan Subdivision dari kontrol poligon mesh) dan toko-toko lokasi baru untuk posisi dhuwur melalui penggunaan peta gambar 32-bit yang menyimpan lokasi yang disesuaikan. Volumetrik yang longgar didasarkan pada Voxels memiliki kemampuan sama seperti perpindahan, tetapi tidak menderita dari poligon peregangan bila tidak ada cukup poligon di suatu daerah untuk mencapai deformasi. Kedua metode ini memungkinkan untuk eksplorasi sangat artistik sebagai model akan memiliki topologi baru diciptakan atas model sekali bentuk dan mungkin rincian telah diukir. Jala yang baru biasanya memiliki resolusi tinggi asli informasi mesh ditransfer ke perpindahan data atau data peta yang normal jika untuk mesin permainan.

Tahap pembuatan model ini terdiri dari individu membentuk objek yang kemudian digunakan dalam adegan. Ada sejumlah teknik pemodelan, termasuk:

• constructive solid geometry
• implicit surfaces
• subdivision surfaces

Pemodelan dapat dilakukan dengan menggunakan program khusus (misalnya, bentuk • Z, Maya, 3DS Max, Blender, Lightwave, modo) atau komponen aplikasi (pembentuk, Lofter di 3DS Max) atau bahasa deskripsi adegan (seperti dalam POV - ray). Dalam beberapa kasus, tidak ada perbedaan yang tegas antara fase-fase ini, dalam kasus-kasus seperti pemodelan adalah bagian dari proses penciptaan adegan (hal ini terjadi, misalnya, dengan Caligari trueSpace dan Realsoft 3D).

Kompleks bahan-bahan seperti pasir bertiup, awan, dan cairan semprotan model dengan sistem partikel, dan merupakan massa 3D koordinat yang memiliki baik titik-titik, poligon, tekstur gambar percikan, atau sprite menetapkan kepada mereka.

Membuat Objek

Pembuatan model 3D bisa dilakukan dengan menggunakan software seperti 3Ds Max, Blender atau yang lainnya, namun pada pembahasan ini kita menggunakan software 3Ds Max.

Objek-objek bisa dibuat dalam 3Ds Max seperti:

Objek shapes:

   1. Garis/Line
   2. Lingkaran/Circle
   3.  Garis busur/Arc
   4.  Poligon/NGon
   5.  Elips/Ellipse
   6.  Kotak/Rectangle
   7.  Donut
   8. Bintang/Star
   9.  Spiral/Helix
  10.  Kisi-kisi Kotak/Section  

Objek geometry:
   1. Kubus/Box
   2. Bola/Sphere
   3. Silinder/Cylinder
   4. Torus
   5. Teapot
   6. Cone
   7. GeoSphere
   8. Tube
   9. Pyramid
  10. Plane

untuk membuat objek-objek tersebut sudah tersedia pada tools yang terdapat pada 3Ds Max, misalnya saja ingin membuat sebuah kotak/kubus, maka pada panel sebelah kanan lembar kerja 3Ds Max kita tinggal memilih panel create pilih shapes dan klik tombl rectangle pada bagian Object Type.

Software 3D ini memang sudah menyediakan objek-objek dasar sehingga mudah dalam mendesain/waktu menjadi semakin efektik.
untuk pembuatan karakter seperti tokoh kartun, cara membentuknya dengan objek-objek dasar tersebut, misalnya karakter tokoh spongebob yang seperti spons dibuatnya dengan objek dasar kubus yang dimodifikasi vertexnya (titik-titiknya). Ini baru model karakternya saja, nanti karakter model yang sudah dibuat bisa dibuat animasinya. seperti mulutnya akan bergerak-gerak, objeknya seakan-akan berjalan dan lain-lain.

Sumber :

http://nezlounya.blogspot.com/2009/12/modelling-character-3d.html

http://qazdec27.blogspot.com/2010/01/3d-modelling.html