Pemetaan Tekstur adalah
salah satu perkembangan pertama menuju membuat gambar tiga dimensi benda yang
lebih menarik dan ternyata lebih kompleks.”
Secara umum, pemetaan
tekstur adalah proses “melukis” sebuah gambar ke permukaan dalam sebuah model.
Karena gambar yang telah diberikan texture itu bisa sangat kompleks – tetapi
biaya texture mapping gambar kompleks persis sama dengan texture mapping gambar
sederhana. Penggunaan tekstur-pemetaan memungkinkan bentuk yang cukup sederhana
untuk diberikan penampilan yang sangat realistis. Misalnya, dinding planar
dapat memiliki tekstur batu dan dipetakan ke model untuk gambar yang sangat
meyakinkan dari tiga-dimensi dinding batu (Contohnya, game check out 3D
permainan komputer yang sangat baik dalam penggunaan texture mapping).
Pada model memungkinkan kita untuk memberikan tekstur peta gambar
favorit pada permukaan yang kita pilih dan kemudian memungkinkan
kita melihat hasil dari perspektif yang berbeda. Perhatikan bahwa gambar
resolusi yang lebih tinggi akan menghasilkan hasil yang lebih baik bila dilihat
dari jarak kecil (karena daerah permukaan yang dilihat tidak berubah, gambar
resolusi tinggi menyediakan lebih banyak data untuk pemeteaan pada model
tersebut). Untuk melihat contoh ini penurunan kualitas, cobalah berjalan ke
dinding dalam permainan favorit 3D dan mengamati cara dinding menampilkan
texturenya untuk mendapatkan efek realistis nyata (dengan asumsi tidak memiliki
kartu video/VGA yang memiliki texture mapping pada hardware).
B. Konsep Texture mapping
Texturing
merupakan proses mewarnai, memberi tekstur, atau memberi efek material pada
sebuah model 3D. Texture mapping adalah
teknik shading untuk pengolahan gambar yang memetakan
sebuah fungsi pada permukaan tiga dimensi dalam scene.Fungsi
yang dipetakan mencakup satu dimensi, dua dimensi, dan tiga dimensi dan dapat
digambarkan sebagai array atau
fungsi matematika atau gambar.
1.
Bump mapping untuk memperjelas karakteristik permukaan
yang bergelombang.
Bump
mapping merupakan suatu proses dimana tekstur (texture), atau texture map
diaplikasikan pada suatu permukaan dalam sebuah program grafis komputer tiga
dimensi (3D) untuk membuat detail yang lebih baik pada permukaan tersebut. Bump
map biasanya digunakan untuk menambahkan detail pada suatu permukaan, seperti
benjolan, bubungan, goresan dan detail lainnya yang mempengaruhi kemulusan
suatu permukaan. Penggunaan pemetaan (mapping) ini memungkinkan objek yang
dibuat oleh program komputer grafis biasanya dibentuk melalui penggunaan
tardisional bump map, normal, atau parallax map.
2.
Transparency mapping untuk mengatur intensitas
cahaya permukaan tembus pandang.
Pemetaan
Transparansi adalah metode lain menggunakan Bitmap untuk membuat bahan.
Perbedaannya adalah bahwa ini adalah menggunakan alpha channel untuk
menyingkirkan bagian yang tidak diinginkan dari Bitmap, hanya menyimpan bagian
yang tertutup oleh alpha channel. Ini disebut topeng.
3.
Specularity mapping untuk mengubah kehalusan permukaan
4. Illumination maaping untuk memodelkan distribusi
cahaya yang datang dari berbagai arah
Namun dari semua itu yang
paling penting adalah Geometrical mapping,
geometrical mapping secara keseluruhan ditentukan dengan dengan
transformasi tiga dimensi terhadap kamera, tansformasi model yang menggambarkan
geometriscene dan pemberian parameter pada permukaan
dengan tujuan memetakan tekstur ke permukaan.
Texture Mapping
Texture mapping merupakan teknik pemetaan sebuah tekstur pada
pola gambar wireframe, dimana wireframe yang telah dibuat akan
ditampilkan memiliki kulit luar seperti tekstur yang diinginkan.
Reflection Mapping
Reflection Mapping adalah teknik yang dapat membuat gambar/obyek menjadi
terlihat semakin nyata dengan cara merefleksikan lingkungan sekitar di permukaan
obyek. Dua metode Reflection Mapping yang dikenal adalah Chrome Mapping dan
Environment Mapping. Pada metode Chrome Mapping, refleksi/pantulan lingkungan
sekitar obyek direpresentasikan dengan gambar yang dikaburkan (blurred) seperti
halnya melihat pantulan pada benda-benda logam. Metode ini memberikan kesan
mengkilap pada obyek. Metode lainnya, yaitu metode Environment Mapping
merepresentasikan lingkungan sekitarnya dengan benar-benar “mencerminkan”
lingkungannya. Tidak seperti metode Chrome Mapping yang hanya membuat obyek
sekedar mengkilap, Environment Mapping memberikan kesan seolah-olah obyek
tersebut merupakan “cermin” dari lingkungan sekitarnya.
Environment Mapping
Di bidang komputer grafik, Environment Mapping merupakan teknik untuk
mensimulasikan sebuah obyek agar dapat merefleksikan lingkungan sekitarnya.
Teknik ini pertama kali diajukan oleh Blinn dan Newell pada tahun 1976. Pada
bentuk yang paling sederhana, teknik ini biasanya memakai obyek yang
permukaannya terlihat seperti krom. Konsep dari teknik ini ialah menggunakan
beberapa gambar yang diambil dari lingkungan sekitarnya ataupun gambar rekaan
untuk dijadikan lingkungan yang akan direfleksikan oleh obyek.
Ada beberapa teknik
Environment Mapping, antara lain Sphere Mapping, Dual Paraboloid Mapping, dan
Cube Mapping. Adapun yang akan dijelaskan lebih lanjut ialah teknik Cube
Mapping
a) Sphere Mapping
Sphere Mapping merupakan
salah satu tipe dari Environment Mapping, di mana irradiance image’ ekuivalen
dengan apa yang mungkin terlihat pada sphere (bola) saat dilihat dengan
proyeksi ortografik’.
Walaupun
Sphere Mapping terasa meyakinkan, teknik ini belum sempurna benar. ldealnya,
jika obyek yang akan direfleksikan berada dekat dengan obyek yang akan
merefleksikan, refleksi yang didapat akan terlihat berbeda ketika dilihat dari
titik yang berbeda pula. Tetapi, hal itu tidak akan terjadi jika menggunakan
Sphere Mapping. Hasil dari Sphere Mapping hanya akan benar jika semua obyek
yang akan direfleksikan berada jauh dari obyek yang merefleksikan. Sehingga
teknik ini membutuhkan gambar yang berbeda untuk setiap sudut pandang yang
berbeda.
Sebagai
akibat dari tidak tertutupnya semua permukaan obyek dengan gambar tekstur,
teknik inijuga kadang menimbulkan “lubang” pada pinggiran obyek. Berikut gambar
hasil Sphere Mapping dimana terlihat adanya “lubang” yang terbentuk.
b) Dual Paraboloid Mapping
Dual Paraboloid Mapping
dapat mengatasi keterbatasan yang ada pada Sphere Mapping, tetapi teknik ini
lebih rumit sebab membutuhkan 2 unit tekstur atau 2 tahap rendering. Keuntungan
dari Dual Paraboloid Mapping yaitu :
1. Dapat meng-capture
lingkungan secara utuh.
2. Berbasis linear.
3. Cocok untuk hardware
yang memiliki dual-texture, contohnya RIVATNT.
4. View independent.
c) Cube Mapping
Cube Mapping sebagai
bagian dari metode Environment Mapping merepresentasikan lingkungan sekitarnya
dengan cara”menempelkan”
enam buah gambar-yang UerUeaa di keenam sisi obyek. Hal ini membuat obyek
seolah memiliki enam sisi pantul3, yaitu depan, belakang, kanan, kiri, atas,
dan bawah.
Cube Mapping muncul
sebagai pengganti dua metode mapping sebelumnya. Hal-hal yang menjadi kelemahan
dua metode terdahulu seperti ketergantungan sudut pandang (viei dependency),
keterbatasan cangkupan tekstur (warping & distortion), dan kerumitan
penerapan menjadi alasan beralihnya teknik mapping ke Cube Mapping. Dengan
mentransformasikan tekstur ke dalam enam sisi kubus, Cube Mapping lebih
menawarkan kemudahan implementasi karena pantulan pada permukaan obyek cukup
dikonsentrasikan di keenam sisi obyek.
Tidak seperti Dual
Paraboloid Mapping, teknik Cube Mapping hanya membutuhkan satu unit tekstur4
dan satu tahap rendering. Selain itu, teknik Cube Mapping tlAal mengurangi
resolusi gambar (teknik Sphere Mapping dan Dual Paraboloid Mapping dapat
mengurangi resolusi gambar sampai 78% dari resolusi semula). Secara konsep,
Cube Mapping memang lebih “fo fhe point’ dibandingkan dengan dua teknik
lainnya. Namun, proses texturing pada Cube Mapping membutuhkan kemampuan yang
lebih agar dapat mengakses enam gambar secara bersamaan.
d) Forward Mapping
Dispesifikasikan dengan
fungsi linier parametric. Object-to-image space mapping dilakukan dengan
transformasi: viewing – projection.Kekurangan: ukuran texture
patch seringkali tidak sesuai dengan batas pixel, sehingga harus ada
perhitungan untuk pemotongan. Inverse Mapping. Pada prakteknya, inverse
mapping lebih sering digunakan.Metoda: Interpolasi
bilinear dan Memanfaatkan permukaan antaraInverse Mapping dengan Interpolasi
Bilinear. Dapat dibayangkan sebagai transformasi dari 2D screen
space (x,y) ke 2D texture space (u,v). Operasi image warping, dimodelkan
dengan:
- The Inverse Transform
Hubungan antara titik
sudut poligon dengan koordinat pada texture map dispesifikasikan pada fase
pemodelan. Dengan empat titik sudut quadrilateral, bisa didapat 9 koefisien
(a,b,c,d,e,f,g,h,i) -> Gaussian elimination.
- Interpolasi Bilinear pada
Screen Space
• Tiap koordinat vertex punya
koordinat texture (u’,v’,q).
• Yang diinterpolasikan:
(u’,v’,q) – (u,v) tidak berubah secara linear thd (x,y)
• (u,v) = (u’/q,v’/q)
Inverse Mapping dengan
Penggunaan Permukaan Antara
Bisa digunakan jika belum
ada hubungan antara koordinat vertex dan texture. Digunakan untuk menentukan
hubungan tsb
Two-part mapping: Texture
dipetakan ke permukaan antara (biasanya non-planar) kemudian dipetakan ke objek
(3D-to-3D mapping)