Pengertian Grafika Komputer, Sejarah, Aplikasi, Model Dasar

Apa itu 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, 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 bidang- bidang 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.

Sejarah Grafika Komputer

Seperti bidang ilmu lain, sejarah grafika komputer sangat bervariatif tergantung darimana kita melihat sudut pandangnya. Namun beberapa nama menjadi pionir dalam pengembangan grafika komputer yaitu:

1. William Fetter. Mempopulerkan istilah computer graphics pada tahun 1960. Istilah ini digunakan untuk menjelaskan metode perancangan pesawat baru yang dikembangkan di tempat ia bekerja yaitu Boeing. Citra, yang direproduksi menggunakan plotter, menggambarkan rancangan kokpit menggunakan model 3D tubuh manusia.
2. Ivan Sutherland. Seorang mahasiswa MIT pada tahun 1961 menciptakan program komputer yang disebut Sketchpad. Dengan bantuan light pen seseorang dapat menggambar bangun sederhana pada layar komputer.
3. Steve Russell. Di tahun yang sama menciptakan video game pertama yang disebut Spacewar. Program ini dijalankan pada mesin DEC-PDP-1, dan sekaligus menjadi program uji bagi setiap komputer DEC yang dipasarkan.
4. E. E. Zajac. Seorang ilmuwan dari Bell Telephone Laboratory, tahun 1963, menciptakan sebuah film yang mensimulasikan gerakan-gerakan satelit pada saat mengorbit bumi. Animasinya dilakukan menggunakan komputer mainframe IBM 7090. Pada waktu yang sama beberapa ilmuwan lain menciptakan film untuk mensimulasikan hukum Newton, Gerakan fluida/cairan dan getaran.

Masih banyak nama-nama lain yang berkiprah dalam pengembangan grafika komputer, baik sebagai pionir, sebagai inventor, sebagai adapter maupun sebagai follower.

Aplikasi Grafika Komputer

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

1. User Interface

Penggunakan grafika komputer sebagai antar muka komputer pada sistem operasi dan aplikasi modern, 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 Digital

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 alat- alat 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.

Model Dasar Grafika Komputer

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

1. Pemodelan (Modeling)
   
2. Rendering (Rendering)
   
3. Animasi (Animation)
   

Gambar diatas 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.

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 dibawah menunjukkan contoh model wireframe.

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 dibawah menunjukkan contoh graphics rendering.

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

1. Penggambaran objek 3D dalam 2D
2. Pemberian warna
3. Pengaturan cahaya
4. Pemberian gradasi warna
5. Penambahan tekstur permukaan
6. Pembuatan bayangan gambar
7. Pantulan cahaya (reflection) maupun serapan cahara (transparancy)
8. Perhatian terhadap perpotongan antar objek
9. Penghilangan objek-objek yang tersebunyi

Gambar di bawah ini mengilustrasikan proses rendering dari objek wireframe.

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 film- film 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.