Pertemuan 12 - Grafika 3 Dimensi

Sistem Koordinat 3D

Dalam grafika 3D, terdapat dua jenis sistem koordinat: sistem tangan kanan (right-handed) dan sistem tangan kiri (left-handed).

Right-handed System

+y (atas), +x (kanan), +z (depan)

Left-handed System

+y (atas), +x (kanan), +z (belakang)

Primitif Grafika 3D

Objek dasar dalam grafika 3D:

Titik (x, y, z)
Garis
Bidang
Kubus
Bola

Representasi Objek 3D

Beberapa cara merepresentasikan objek 3D:

  • Persamaan Geometri
  • Constructive Solid Geometry (CSG)
  • Kurva & Permukaan Bezier
  • Lathe Object
  • Fractal

Persamaan Geometri

Objek 3D dapat direpresentasikan langsung dengan persamaan geometri. Contoh bola dengan rumus:

X² + Y² + Z² = R²

Bola Parametrik

Persamaan parametrik bola:

x = r·sinΦ·sinθ
y = r·sinΦ·cosθ
z = r·cosΦ

0 ≤ Φ ≤ 2π
−π ≤ θ ≤ π

Constructive Solid Geometry (CSG)

Teknik membentuk objek dengan menggabungkan atau memotong objek primitif 3D.

Object 1

Kubus

Object 2

Bola

Difference (Obj1 - Obj2)

CSG Difference

Operasi CSG Keterangan Simbol
Difference Mengurangi objek kedua dari objek pertama A - B
Union Menggabungkan dua objek menjadi satu A + B
Intersect Mengambil bagian yang tumpang tindih dari dua objek A ∩ B

Rendering 3D

Proses menghasilkan citra 2D dari data 3D. Terdiri dari beberapa metode:

Wireframe Rendering

Menampilkan garis tepi objek tanpa permukaan

  • Kecepatan tinggi
  • Tidak ada permukaan
  • Kesulitan membedakan depan/belakang

Hidden Line Rendering

Menampilkan garis tepi dengan menghilangkan garis yang tertutup

  • Lebih lambat dari wireframe
  • Tanpa karakteristik permukaan

Shaded Rendering

Menghitung pencahayaan, karakteristik permukaan, dan bayangan

  • Hasil sangat realistis
  • Waktu rendering lama

Kamera dan Sumber Cahaya

Kamera Virtual

Menentukan sudut pandang dalam grafika 3D dengan parameter:

  • Lokasi: Titik (x, y, z)
  • Arah pandang: Sistem (U, N, V)
  • Field of View: Daerah yang terlihat oleh kamera

Sumber Cahaya

Point Light

Memancar ke segala arah (seperti lampu pijar)

Spotlight

Memancar dalam bentuk kerucut

Ambient Light

Cahaya latar yang merata

Directional Light

Cahaya dengan arah tertentu (seperti matahari)