Materi Ajar Komputer Grafik PDF

Preview

Summary

18 komputergrafik/anitasindar/20 KOMPUTER GRAFIK Dosen : Anita SRMS, ST, MTI 1 2018 Pengertian Grafika Komputer • Grafika komputer (Computer Graphic) dapat diartikan sebagai seperangkat alat yang terdiri dari hardware 18 komputergrafik/anitasindar/20 dan software untuk membuat gambar, grafik atau ci...

Description

Dosen : Anita SRMS, ST, MTI 2018

komputergrafik/anitasindar/20 18

KOMPUTER GRAFIK

1

Pengertian Grafika Komputer

sebagai seperangkat alat yang terdiri dari hardware

dan software untuk membuat gambar, grafik atau citra realistik untuk seni, game komputer, foto dan animasi komputer.

komputergrafik/anitasindar/20 18

• Grafika komputer (Computer Graphic) dapat diartikan

2

Sejarah Grafika Komputer

alat pemrograman otomatis

Fase Kedua (1960) Jaman Penelitian/Riset Grafika Komputer Interaktif. Grafika interaktif modern telah ditemukan oleh Ivan Sutherland

(Automatic Programming Tool)

Fase Ketiga (1970) Grafika komputer interaktif telah digunakan oleh sektor industri, pemerintah dan ilmuawan untuk memperbaiki kualitas desain produk secara cepat dan mudah.

Fase Keempat (1980-1990)

Teknologi hibrid mulai diperkenalkan. Teknologi ini berguna untuk penggabungan objek pejal dengan permukaan.

komputergrafik/anitasindar/20 18

Fase Pertama (1950) era grafika komputer interaktif

3

• • • • • • • • • • •

Desain Grafik Presentasi Computer Art Film Televisi Vidio musik Game Pendidikan visualisasi Image processing digital Graphical User Interface (GUI)

komputergrafik/anitasindar/2018

Peranan dan Penggunaan Grafika Komputer

4

SISTEM GRAFIKA KOMPUTER

macam alat input interaktif dan aplikasi grafika. • Kemampuan untuk menyajikan bentuk dua dimensi dan tiga dimensi

komputergrafik/anitasindar/2018

• Personal Computer (PC), dapat digunakan berbagai

5

1. Teknologi Display pada sistem grafika adalah video monitor. • Operasi pada sebagian besar video monitor berdasarkan perancangan Cathode Ray Tube (CRT).

komputergrafik/anitasindar/2018

• Penggunaan alat utama untuk menampilkan output

6

• Sebuah electron gun memancarkan elektron, melalui focusing system (sistem untuk menentukan fokus), dan deflection system (sistem untuk mengatur pembelokan) sehingga pancaran elektron mencapai posisi tertentu dari lapisan fosfor pada layar. • Kemudian, fosfor memancarkan sinar kecil pada setiap posisi yang berhubungan dengan pancaran elektron. • Sinar yang dipancarkan dari fosfor cepat hilang, maka diperlukan pengaturan supaya fosfor tetap menyala. • Hal ini dilakukan dengan cara refreshing, yaitu menembakkan elektron berulang kali pada posisi yang sama.

komputergrafik/anitasindar/2018

Cara kerja dari operasi CRT

7

• Focusing system pada CRT diperlukan untuk mengarahkan pancaran elektron pada suatu titik tertentu dari lapisan fosfor. • Pengaturan fokus dapat dilakukan pada electric dan magnetic field. • Dengan electronic focusing, pancaran elektron melewati metal electrostatic yang berfungsi sebagai lensa untuk mengatur fokus dari pancaran elektron ke tengah monitor.

komputergrafik/anitasindar/2018

Cara kerja dari operasi CRT (lanjut)

8

Resolusi ditempatkan menurut arah horizontal dan vertikal. • Resolusi tergantung pada tipe fosfor, intensitas yang ditampilkan, serta focusing dan deflection system.

komputergrafik/anitasindar/2018

• Resolusi adalah jumlah titik per centimeter yang dapat

9

komputergrafik/anitasindar/2018

Gambar Rangkaian Monitor CRT

10

2. Raster-scan Display • Pada saat pancaran elektron bergerak pada tiap baris, intensitas pancaran timbul dan hilang untuk mendapatkan sinar spot. • Definisi gambar disimpan dalam memori yang disebut refresh buffer atau frame buffer. • Refreshing pada raster-scan display mempunyai nilai 60 sampai 80 frame per detik. Kembalinya scan pada bagian kiri layar setelah refreshing tiap scane line disebut horizontal retrace. • Sedangkan pada akhir dari tiap frame (1/80 sampai 1/60 tiap detik) pancaran elektron yang kembali ke atas disebut vertical retrace.

komputergrafik/anitasindar/2018

• pancaran elektron bergerak ke seluruh layar baris per baris dari atas ke bawah.

11

• Pada saat mengoperasikan unit random-scan display, pancaran elektron diarahkan hanya ke bagian layar di mana gambar dibuat. • Random-scan monitor yang hanya membuat gambar dengan satu garis pada suatu saat disebut vector display, stroke writing, atau calligraphic display.

komputergrafik/anitasindar/2018

3. Random-scan Display

12

• Definisi gambar disimpan sebagai satu blok perintah line drawing disebut refresh display file. • Untuk menampilkan gambar tertentu, setelah semua perintah gambar diproses, siklus sistem kembali pada perintah baris pertama. • Sistem random-scan dirancang untuk membuat gambar seluruh komponen garis dengan rate antara 30 sampai 60 tiap detik. • Sistem dengan kualitas tinggi dapat menangani sampai 100.000 garis pendek setiap refreshing.

komputergrafik/anitasindar/2018

Random-scan Display (lanjut)

13

• Color CRT menampilkan gambar dengan kombinasi fosfor yang memancarkan sinar warna yang berbeda. • menggabungkan sinar dari fosfor yang berbeda, tingkat dari warna dapat ditampilkan. • Terdapat dua teknik dasar untuk mendapatkan warna, yaitu beam penetration dan shadow mask.

komputergrafik/anitasindar/2018

4. Monitor Color CRT

14

• Beam penetration digunakan untuk menampilkan gambar berwarna dengan random-scan monitor. • Pancaran yang lemah, mencapai bagian luar lapisan merah. • Pancaran yang lebih kuat dapat menembus lapisan merah dan mencapai bagian dalam dari lapisan hijau. • Pada kecepatan menengah, kombinasi antara sinar merah dan hijau menghasilkan warna tambahan misal orange atau kuning.

komputergrafik/anitasindar/2018

Teknik beam penetration

15

• biasanya digunakan pada raster-scan system termasuk TV. • Metode ini menghasilkan tingkat warna yang lebih banyak dibandingkan dengan metode beam penetration. • Shadow-mask CRT mempunyai 3 macam fosfor warna pada titik pixel yaitu merah, hijau, dan biru. CRT mempunyai tiga tiga electron gun untuk setiap titik warna, sedangkan shadow mask terletak di belakang lapisan fosfor pada layar.

komputergrafik/anitasindar/2018

Metode shadow mask

16

• Pada saat ketiga pancaran elektron melewati suatu lubang

pada shadow mask, dot triangle menjadi aktif. • Dot triangle berupa titik warna yang kecil pada layar. • Titik fosfor pada triangle diatur sehingga tiap eletron dapat

menga Color CRT dalam sistem grafika dirancang sebagai RGB monitor.

komputergrafik/anitasindar/2018

Cara kerja shadow mask

• Monitor ini menggunakan metode shadow mask dan mengambil tingkat intensitas untuk setiap electron gun (red, green, blue) langsung dari sistem komputer tanpa pemrosesan antara.

17

Monitor Color CRT

18

komputergrafik/anitasindar/2018

• Flat panel display mempunyai ukuran lebih tipis dari pada CRT. • Penggunaan flat panel display diantaranya pada TV dengan ukuran kecil, kalkulator, komputer laptop, dan lain-lain. • Flat panel display dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu emissive display (emitters) dan nonemissive display. 1. Emissive display mengkonversi energi listrik menjadi sinar, contohnya yaitu plasma panel, light emitting diode. 2. Nonemissive display menggunakan efek optik untuk mengkonversi sinar matahari atau sinar dari sumber lain ke dalam pola grafik, contohnya adalah Liquid Chrystal Display (LCD).

komputergrafik/anitasindar/2018

5. Flat Panel Display

19

• Plasma panel dibuat dengan mengisi ruangan antara pelat kaca dengan gas, biasanya gas neon. Satu set konduktor ditempatkan vertikal pada pelat pertama dan yang lainnya ditempatkan horizontal pada pelat kedua. • Tegangan antara kedua pelat tersebut disebabkan oleh gas neon diantaranya. • Definisi gambar disimpan dalam refresh buffer, dan tegangan menyebabkan refreshing pixel pada posisinya sebanyak 60 kali tiap detik.

komputergrafik/anitasindar/2018

Plasma Panel

20

• LCD biasanya digunakan untuk suatu sistem yang kecil, seperti komputer laptop dan kalkulator. • Nonemitters ini menghasilkan gambar dengan meneruskan sinar dari sekitarnya atau dari sinar di dalam yang menembus material liquid-chrystal. Liquid-chrystal terdiri dari susunan molekul yang dapat bergerak seperti cairan. • Definisi gambar disimpan dalam refresh buffer, dan refreshing dilakukan dengan rate 60 frame per detik.

komputergrafik/anitasindar/2018

Liquid Chrystal Display (LCD)

21

• Beberapa macam input interaktif melengkapi sistem grafika, yaitu : • Keyboard, untuk memasukan karakter atau string • Locator, untuk mengenali posisi atau orientasi • Contoh mouse, joystick, glove, light pen. • Pick, untuk menyeleksi entity suatu tampilan • Choice, untuk menyeleksi dari suatu action atau pilihan yang tersedia. Misal peralatan button pada tablet dan mouse, peralatan choice digunakan untuk memasukan perintah atau pilihan menu pada suatu porgram grafik.

komputergrafik/anitasindar/2018

6. Peralatan Input Interaktif

22

• Format output dari harcopy dapat bermacam-macam diantaranya kertas, film, transparansi, dan lain-lain. • Kualitas gambar yang dihasilkan tergantung dari ukuran dot per size dan dot per inch yang ditampilkan. • Contoh peralatan hardcopy : printer, plotter

komputergrafik/anitasindar/2018

7. Peralatan Hardcopy

23

• Perangkat lunak grafika terdiri dari dua macam, yaitu perangkat lunak untuk pemrograman dan paket aplikasi khusus. • Paket pemrograman grafika dilengkapi dengan fungsi grafik yang dapat digunakan pada bahasa pemrograman tingkat tinggi misal C, Pascal, Fortran. Pada paket aplikasi khusus misalnya GL (Graphic Library).

komputergrafik/anitasindar/2018

Perangkat Lunak Grafika

24

•Output Primitif

25

komputergrafik/anitasindar/2018

• DDA adalah algoritma pembentukan garis berdasarkan

perhitungan

x

dan

y,

menggunakan rumus y = m. x. Garis dibuat

awal dan titik akhir. Setiap koordinat titik yang

membentuk

perhitungan,

garis

kemudian

menjadi nilai integer.

diperoleh

dari

dikonversikan

komputergrafik/anitasindar/20 18

dengan menentukan dua endpoint yaitu titik

26

Langkah-langkah pembentukan Garis pada Algoritma DDA : 1. Tentukan dua titik yang akan dihubungkan. 2. Tentukan salah satu titik sebagai titik awal (x0, y0) dan titik akhir (x1, y1).

4. Tentukan step, yaitu jarak maksimum jumlah penambahan nilai x maupun nilai y dengan cara : bila nilai | y| > | x| maka step = nilai | y|. bila tidak maka step = | x|. 5. Hitung penambahan koordinat pixel yaitu x_increment = x / step dan y_increment = y / step. 6. Koordinat selanjutnya (x+x_incerement, y+y_increment).

7. Posisi pixel pada layer ditentukan dengan pembulatan nilai koordinasi tersebut. 8. Ulangi step 6 dan 7 untuk menentukan posisi pixel selanjutnya, sampai x = x1 dan y = y1 .

komputergrafik/anitasindar/20 18

3. Hitung x = x1 - x0 dan y = y1 - y0.

27

komputergrafik/anitasindar/2018

• Contoh : Untuk menggambarkan algoritma DDA dalam pembentukan suatu garis yang menghubungkan titik (10,10) dan (17,16), pertama-tama ditentukan dx dan dy, kemudian dicari step untuk mendapatkan x_increment dan y_increment.

28

komputergrafik/anitasindar/20 18

Jawab 1. Tentukan dua titik yang akan dihubungkan. (10,10) dan (17,16) 2. Tentukan salah satu titik sebagai titik awal (x0, y0) dan titik akhir (x1, y1). (x0, y0) = (10,10) (x1, y1) = (17,16) 3. Hitung x = x1 - x0 dan y = y1 - y0. x = x1 - x0 x = 17 – 10 = 7 y = y1 - y0 y = 16 – 10 = 6

29

5. Hitung penambahan koordinat pixel yaitu x_increment = x / step dan y_increment = y / step. x_inc = 7/7= 1 y_inc = 6/7 = 0,86 6. Koordinat selanjutnya (x+x_incerement, y+y_increment). x+x_incerement = 10 + 1 = 11

komputergrafik/anitasindar/20 18

4. Tentukan step, yaitu jarak maksimum jumlah penambahan nilai x maupun nilai y dengan cara : bila nilai | y| > | x| maka step = nilai | y|. bila tidak maka step = | x|. selanjutnya hitung nilai absolutnya. | x| = 7 | y| = 6 bandingkan nilai absolutnya karena | x| > | y|, maka step = | x| = 7, maka diperoleh : x_inc = 7/7= 1 y_inc = 6/7 = 0,86

y+y_increment = 10 + 0.86 = 10.86 (x+x_incerement, y+y_increment) = (11, 10.86) = (11, 11)

30

7. Posisi pixel pada layer ditentukan dengan pembulatan nilai koordinasi tersebut.

8. Ulangi step 6 dan 7 untuk menentukan posisi pixel

selanjutnya, sampai x = x1 dan y = y1 .

komputergrafik/anitasindar/20 18

(x+x_incerement, y+y_increment) = (11, 10.86) = (11, 11)

31

algoritma DDA k

x

y

round(x),round(y)

0

x+x_incerement = 10 + 1 = y+y_increment = 10 + 0.86 = 10.86 = 11 11 11

(11, 11)

1

x+x_incerement = 11 + 1 = 12

y+y_increment = 10.86 + 0.86 = 11,72

(12, 12)

2

x+x_incerement = 12 + 1 = 13

y+y_increment = 11,72 + 0.86 = 12.58

(13, 13)

3

x+x_incerement = 13 + 1 = 14

y+y_increment = 12.58 + 0.86 = 13,44

(14, 13)

4

x+x_incerement = 14 + 1 = 15

y+y_increment = 13,44 + 0.86 = 14,3

(15, 14)

5

x+x_incerement = 15 + 1 = 16

y+y_increment = 14,3 + 0.86 = 15,16

(16, 15)

6

x+x_incerement = 16 + 1 = 17

y+y_increment = 15,16 + 0.86 = 16,02

(17, 16)

komputergrafik/anitasindar/20 18

(10, 10)

32

Grafik algoritma DDA

komputergrafik/anitasindar/2018

Grafik

18 17 16 15 14 13 12 11 10 10 11 12 13 14 15 16 17 18

33

Algoritma garis Bressenhem

midpoint line algorithm adalah algoritma

konversi penambahan nilai integer yang juga dapat diadaptasi untuk menggambar sebuah lingkaran.

komputergrafik/anitasindar/20 18

Algoritma garis Bressenhem disebut juga

34

1. Tentukan dua titik yang akan dihubungkan dalam pembentukan garis. 2. Tentukan salah satu titik disebelah kiri sebagai titik awal (x0, y0, ) dan titik lainnya sebagai titik akhir (x1, y1 ). 3. Hitung x, y, 2x, dan 2 y – 2 x. 4. Hitung parameter p0 = 2 y – x. 5. Untuk setiap xk sepanjang jalur garis, dimulai dengan k = 0 bila pk 0, maka titik selanjutnya adalah (xk +1,yk 1) = (3+1,10-1) (x,y) =( 4,9) (xk +1, yk +1) (4+1, 9) (5,9) (x,y) =(5,9)

2(x1) = 2(4) = 4

2(y1) = 2(10) = 20

2(x2) = 2(3) = 6

2(y2) = 2(10) = 20

2(x3) = 2(4) = 8

2(y3) = 2(9) = 18

2(x4) = 2(5) = 10

2(y5) = 2(9) = 18

Bila pk >0, maka titik selanjutnya adalah (xk +1,yk 1) = (5+1,9-1) (x,y) =(6,8) Bila pk >0, maka titik selanjutnya adalah (xk +1,yk 1) = (6+1,8-1) (x,y) =(7,7)

2(x5) = 2(6) = 12

2(y5) = 2(8) = 16

2(x6) = 2(6) = 12

2(y6) = 2(8) = 18

komputergrafik/anitasindar/2018

k

47

komputergrafik/anitasindar/2018

Grafik Algoritma Lingkaran

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10

48

Atribut dasar untuk garis lurus adalah type (tipe), width (tebal), dan color (warna). Dalam berapa paket aplikasi grafik, garis dapat ditampilkan dengan menggunakan pilihan pen atau brush. Atribut garis : Tipe Garis, Tebal Garis

komputergrafik/anitasindar/20 18

Atribut Garis

49

50

komputergrafik/anitasindar/20 18

• Garis mempunyai beberapa linetype (tipe garis) diantaranya solid line, dashed line (garis putus), dan dotted line (garis titik-titik). • Algoritma pembentukan garis dilengkapi dengan pengaturan panjang dan jarak yang menampilkan bagian solid sepanjang garis. • Garis putus dibuat dengan memberikan nilai jarak dengan bagian solid yang sama. • Garis titik-titik dapat ditampilkan dengan memberikan jarak yang lebih besar dari bagian solid.

komputergrafik/anitasindar/20 18

Tipe Garis

51

• Implementasi dari tebal garis tergantung dari kemampuan alat outImplementasi dari tebal garis tergantung dari kemampuan alat output yang digunakan. Garis tebal pada video monitor dapat ditampilkan sebagai garis adjacent parallel (kumpulan garis sejajar yang berdekatan), sedangkan pada plotter mungkin menggunakan ukuran pen yang berbeda. put yang digunakan. • Garis tebal pada video monitor dapat ditampilkan sebagai garis adjacent parallel (kumpulan garis sejajar yang berdekatan), sedangkan pada plotter mungkin menggunakan ukuran pen yang berbeda.

komputergrafik/anitasindar/20 18

Tebal Garis

52

• Garis

dengan

ketebalan

didapatkan

dengan

perkalian integer positif dari garis standar, dan

• Untuk garis dengan slope kurang dari 1, routine pembentukan

garis

dapat

dimodifikasi

untuk

menampilkan ketebalan garis dengan menempatkan pada posisi vertikal setiap posisi x sepanjang garis.

• Untuk garis dengan slope lebih besar dari 1, ketebalan garis dapat dibuat dengan horizontal span.

komputergrafik/anitasindar/20 18

menempatkan tambahan pixel pada posisi sejajar.

53

• Bila suatu sistem dilengkapi dengan pilihan warna (atau intensitas), parameter yang akan diberikan pada indeks warna termasuk dalam daftar nilai atribut dari sistem. • Routine polyline membuat garis pada warna tertentu dengan mengatur nilai warna pada frame buffer untuk setiap posisi pixel, menggunakan prosedur set pixel. • Jumlah warna tergantung pada jumlah bit yang akan digunakan untuk menyimpan informasi warna.

komputergrafik/anitasindar/20 18

Warna Garis

54

Fill Area Primitif

komputergrafik/anitasindar/20 18

• Fill area (pengisian area) output primitif standar pada paket aplikasi grafika pada umumnya adalah warna solid atau pola raster. • Terdapat dua dasar pendekatan untuk mengisi area pada raster sistem. • Menentukan overlap interval untuk scan line yang melintasi area Dengan memulai dari titik tertentu pada posisi di dalam poligon dan menggambar dengan arah menyebar ke pinggir, sampai batas poligon.

55

Algoritma Boundary-Fill

komputergrafik/anitasindar/20 18

• Metode ini bermanfaat untuk paket aplikasi grafik interaktif, dimana titik dalam dapat dengan mudah ditentukan. • Prosedurnya yaitu menerima input koordinat dari suatu titik (x,y), warna isi dan warna garis batas. Dimulai dari titik (x,y) prosedur memeriksa posisi titik teta...