Apakah yang Dimaksud dengan Grafika Komputer

Grafika komputer adalah teknik-teknik dalam ilmu komputer dan matematika untuk merepresentasikan dan memanipulasi data gambar menggunakan komputer. Dengan bahasa lain, istilah grafika komputer juga dapat diartikan segala sesuatu selain teks atau suara. Seiring dengan perkembangan teknologi dewasa ini, gambar-gambar yang dihasilkan dan ditampilkan pada komputer menjadi bagian kehidupan sehari-hari yang dapat ditemui misalnya pada televisi, koran dan majalah yang fungsinya untuk menampilkan hasil yang lebih komunikatif dan realistis. Selain itu juga grafika komputer ditemukan pada bidangbidang kedokteran, geologi dan tak terkecuali dalam bidang pendidikan untuk pengajaran dan penulisan karya-karya ilmiah.

Salah satu aplikasi yang nyata dari grafika komputer adalah untuk visualisasi data dalam bentuk grafis 2D atau 3D dilengkapi dengan animasi. Walaupun bentuk grafis 3D lebih realistis, namun bentuk 2D masih banyak dipergunakan. Grafika komputer muncul sebagai bagian ilmu komputer yang mempelajari metode-metode sintesa dan manipulasi konten visual secara dijital. Visualisasi informasi dan sains telah menjadi fokus penelitian terutama yang berkaitan dengan fenomena-fenomena 3D dalam bidang arsitektur, meterorologi, kedokteran, biologi dan sebagainya. Penekanan diberikan dalam rangka menjawab pertanyaan bagaimana menghasilkan gambar benda yang realistis sesuai dengan kondisi dan situasi yang terjadi.

Ruang Lingkup Grafika Komputer

Grafika komputer bukan ilmu yang berdiri sendiri. Pada dasarnya banyak ilmu yang menyokong sekaligus menjadi dasar grafika komputer, misalnya ilmu matematika, geometri, analisis/metode numerik dan ilmu komputasi. Jika dikaitkan dengan konsep sistem, ada dua ilmu yang erat kaitannya dengan grafika komputer yaitu pengolahan citra dan visi komputer.

Relasinya dapat digambarkan sebagai berikut :

Tabel 1.1 Kaitan Ilmu Grafika Komputer dengan Ilmu Lain

 

Dari Tabel 1.1 dapat dijelaskan bahwa objek yang menjadi masukan atau input untuk grafika komputer adalah deskripsi misalkan buatlah kursi, buatlah meja dan sebaginya, dan objek yang menjadi keluaran atau output dari grafika komputer adalah gambar atau citra dijital sesuai dengan deskripsi masukan. Hal yang sama dapat disimpulkan untuk ketiga bidang ilmu terkait lainnya.

Aplikasi-aplikasi Grafika Komputer
Setidaknya ada enam area dimana aplikasi grafika komputer dapat dimanfaatkan, yaitu :

1. User Interface. Penggunakan grafika komputer sebagai antar muka komputer pada sistemoperasi dan aplikasi modern dewasa ini, misalnya Windows dan Visual Studio.
2. Membuat Presentasi.  Digunakan untuk membuat diagram-diagram. Office Automation Penggunakan grafis pada aplikasi otomasi perkantoran seperti Office sudah menjadi trend aplikasi modern dengan konsep point and click.
3. Percetakan Dijital. Penggunaan untuk percetakan, pembuatan brosur, billboard dijital, buku dan  sebagainya.
4. CAD/CAM (Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing). Aplikasi pada bidang teknik, misalnya untuk pembuatan rancang bangun rumah, kendaraan dan alatalat suku cadang.
5. Seni dan Komersil.  Aplikasi grafika komputer pada bidang seni dan komersil, misalnya lukisan dijital, promosi barang-barang yang dijual secara online yang dilengkapi dengan gambar
6. Pengontrolan Proses.  Aplikasi visualisasi data dengan menghubungkan alat dengan komputer melalui saluran USB atau RS-232. Digunakan untuk memonitor lokasi, webcam dan pengawasan dan sebagainya.

Gambar 1.1 memperlihatkan film-film yang memanfaatkan grafika komputer dalam pembuatannya. Gambar 1.2 memberikan ilustrasi perangkat lunak yang memliki fasilitas GUI atau Graphical User Interface dalam pengoperasiannya. 

   Gambar 1.1 Film-film yang Memanfaatkan Grafika Komputer

Gambar 1.2 Perangkat Lunak yang Memanfaatkan Fasilitas Grafik

Perkakas Grafika Komputer

Sebagai bidang ilmu yang tidak hanya teoritis namun juga memiliki tingkat implementasi yang tinggi, grafika komputer membutuhkan perangkat keras, perangkat lunak serta sumber daya manusia (perangkat pikir) yang khusus. 
Kebutuhan minimal untuk perangkat keras antara lain adalah Komputer, Mouse, DisplayMonitor, Printer, Plotter, Digitizer, Webcam, dan Scanner.  
Perangkat lunak yang diperlukan (tidak semua) dalam mengembangkan aplikasi grafika komputer antara lain adalah :

• Perangkat lunak sistem operasi yang menunjang, misalnyaWindows XP, Vista, Windows 7 atau 8
• Perangkat lunak aplikasi penggambaran dan editing gambar, misalnya Coreldraw, Photoshop dan sebagainya
• Perangkat lunak pembelajaran grafika dan animasi, misalnya Cabri, 3D Studio Max
• Perangkat lunak visualisasi, misalnya Matlab dan Maple
• Perangkat lunak untuk virtual reality, augmented reality dan sebagainya
• Perangkat Lunak pemrograman seperti Visual Studio.

Beberapa istilah yang penting diketahui dalam grafika komputer dan menjadi dasar pengetahuannya adalah antara lain adalah vector graphics dan raster graphics, Pixel, Bitmap, Resolution, CGA, EGA, VGA, SVGA, XGA, CRT, LCD, Plasma, LED, Dot Pitch, Interlace/Non-Interlace,Modeling, Rendering, Animation, Wireframe, JPG, GIF, PCX, BMP.
Teknologi Output
Penggunaan alat utama untuk menampilkan output pada sistem grafika adalah video monitor.

Peralatan Input Interaktif

Pada saat ini terdapat berbagai macam peralatan yang bisa dipergunakan untuk menginputkan data pada sistem grafis. Sebagian besar sistem menggunakan keyboard dan beberapa peralatan tambahan untuk input interaktif, misalnya: mouse, trackball, spaceball, joystick, digitizer, dial, dan dial box. Terdapat juga beberapa peralatan input khusus lain, seperti data gloves, touch panel, image scanner dan sistem suara.

Gambar 1.3 Perangkat Input Interaktif 

Model Dasar Grafika Komputer 
Grafika komputer adalah ilmu yang berhubungan dengan pembuatan (produksi) gambar (citra) mengggunakan komputer melalui tahapan (tasks):

1.      Pemodelan

2.      Rendering

3.      Animasi

Gambar 1.4 Model Dasar Grafika Komputer

Gambar 1.4 menunjukkan  model dasar dari sebuah sistem grafika komputer. Pemandangan di sekitar kita memiliki dimensi tiga dimana salah satunya adalah dimensi ruang. Namun dalam komputer, pada kenyatannya tidak dijumpai dimensi ruang tersebut. Efek tiga dimensi yang sering kita lihat pada layar komputer adalah efek visualisasi dimana efek ruang disimulasikan berdasrkan kaidah-kaidah geometri dalam bidang matematika. Secara sederhana grafika  komputer juga dapat didefiniskan sebagai berikut :

Computer graphics is generating 2D images of a 3D world represented in a computer.

Modelling

Modelling atau pemodelan adalah upaya untuk menggambarkan objek nyata ke dalam objek yang memiliki karakteristik geometris. Pemodelan objek 3D dalam bentuk geometris ini dimaksudkan agar gambar dapat dimanipulasi tanpa kehilangan akurasi karena perhitungan dilakukan secara numeris berdasarkan kaidah matematis. Gambar-gambar geometris tersebut disebut wireframe. Gambar Gambar 1.5 menunjukkan contoh model wireframe.

 

Gambar 1.5 Wireframe Model

Secara umum pemodelan geometris dapat diartikan sebagai:

1.      Memotret objek nyata dan lalu mengubahnya menjadi menjadi objek maya (virtual)

2.      Menjelaskan dunia nyata atau objek nyata menggunakan matematika

3.      Jika objek tidak ada, penggambaran dilakukan berdasarkan imajinasi artis

Rendering

Rendering adalah pemberian nuansa realistis kepada model-model geometris sehingga memiliki sifat/keadaan yang menyerupai sebenarnya. Gambar 1.6 menunjukkan contoh graphics rendering.

Gambar 1.6 Contoh Graphics Rendering

Langkah-langkah yang dilakukan pada proses rendering antara lain adalah:

•      Penggambaran objek 3D dalam 2D

•      Pemberian warna

•      Pengaturan cahaya

•      Pemberian gradasi warna

•      Penambahan tekstur permukaan

•      Pembuatan bayangan gambar

•      Pantulan cahaya (reflection) maupun serapan cahara (transparancy)

•      Perhatian terhadap perpotongan antar objek

•      Penghilangan objek-objek yang tersebunyi

Gambar di bawah ini mengilustrasikan proses rendering dari objek wireframe.

                                                                   

Gambar 1.7 Contoh Graphics Rendering (2) 

Animation

Animation atau animasi adalah teknik-teknik untuk memberikan efek gerakan atau motion pada objek grafis. Pemberian efek gerak ini harus mengikuti kaidah-kaidah normal dari gerakan baik gerakan manusia, gerakan alam maupun gerakan objek-objek lainnya. 

Efek animasi merupakan efek yang paling penting khususnya dalam pembuatan filmfilm yang bersifat banyak gerak. Dengan adanya animasi komputer maka terjadi efisiensi dalam hal pembuatan film sekaligus juga menciptakan kreativitas-kreativitas baru yang terkadang cukup sesasional. Saat ini efek animasi sudah sedemikian realistisnya sehingga kadang-kadang sukar dibedakan apakah yang ada dalam film itu aktor sesungguhnya atau hanya aknot palsu (synthetic actor).

Beberapa film kolosal yang memanfaatkan efek animasi dalam grafika komputer antara lain adalah Titanic, Jurassic Park, Dragonheart.

Gambar 1.8 Contoh Film Menggunakan Animasi Komputer

Perbedaan Photo dan Gambar

Photo :

1.      Dihasilkan dari capture (mengambil) gambar yang ada

2.      Detail dari setiap obyek lengkap. Misalnya jumlah kumis pada kucing tertangkap apa adanya.

Gambar :

1.      Dihasilkan dari proses pembuatan atau peniruan

2.      Detail tidak lengkap, Misalnya siapa yang mau menghitung jumlah kumis kucing baru digambarkan sesuai dengan jumlahnya.

Elemen Grafik

Elemen Elemen Grafis

Gambar 1.9 Elemen-elemen Grafik 

Manfaat Grafika Komputer

1.      Desain Grafis

2.      Publishing

3.      Arsitektur/Teknik Sipil/Interior

4.      Game

5.      Animasi dan Movie

6.      Pemetaan 3D

7.      Simulasi dan Visualisasi