Ragam teknik bayangan grafis

Bayangan adalah proses penentuan warna dari semua pixel yang menutupi permukaan menggunakan model illuminasi. Metodenya melliputi :
– Penentuan permukaan tampak pada setiap pixel
– Perhitungan normal pada permukaan
– Mengevaluasi intensitas cahaya dan warna menggunakan model illuminasi.

Salah satu cara untuk menampilkan objek 3 dimensi agar terlihat nyata adalah dengan menggunakan shading. Shading adalah cara menampilkan objek 3 dimensi dengan mewarnai permukaan objek tersebut dengan memperhitungkan efek-efek cahaya. Efek-efek cahaya yang dimaksud adalah ambient, diffuse, dan specular. Metode shading yang digunakan adalah Flat Shading, Gouraud Shading, dan Phong Shading. Untuk Flat Shading, perhitungan warna dilakukan satu kali karena dalam 1 face tidak terjadi gradasi warna, untuk Gouraud Shading, pewarnaan vertex dilakukan pada tiap vertex sehingga tampak gradasi warnanya. Dan untuk Phong Shading, pewarnaan dilakukan pada tiap garis hasil scanline pada face sehingga gradasi tampak lebih halus.

Metode pembuatan bayangan cukup mahal, untuk membuatnya lebih efisien dilakukan melalui kustomisasi untuk merepresentasikan permukaan yang spesifik.
Jaring poligon secara umum sering digunakan untuk merepresentasikan permukaan yang kompleks.
Informasi geometri yang tersedia hanyalah vertice dari polygon Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien.
Interpolasi dari model bayangan dapat digunakan untuk meningkatkan substansi secara lebih efisien.

Sebuah objek akan memberikan sifat yang berbeda pada saat dikenai cahaya. Ada yang memantulkan, membiaskan ataupun menyerap cahaya. Selain itu, ada objek yang apabila dikenai cahaya maka akan menimbulkan bayangan.

Bayangan timbul disebabkan oleh adanya sumber cahaya. Di sekitar kita banyak didapati pelbagai sumber cahaya, contohnya : cahaya matahari, neon, lampu pijar dan lain sebagainya. Jenis cahaya dari pelbagai sumber cahaya sering diasumsikan dan dimodelkan dengan cahaya titik dan cahaya lingkungan. Dengan dua jenis cahaya ini memudahkan pembuatan model bayangan dan pantulan.

Dalam model pencahayaan terdapat tiga model (direct lightning) bayangan, yaitu:
· Flat shading
· Gouraud shading
· Phong shading

Flat shading
Pemberian bayangan rata (flat) merupakan cara termudah untuk dibuat. Bayangan rata mempunyai karakteristik sebagai berikut :
· Pemberian tone yang sama untuk setiap polygon.
· Penghitungan jumlah cahaya mulai dari titik tunggal pada permukaan.
· Penggunaan satu normal untuk seluruh permukaan.

Pemberian bayangan rata ini mengasumsikan bahwa setiap muka polygon dari sebuah objek adalah rata dan semua titik pada permukaan mempunyai jarak yang sama dengan sumber cahaya.

Contoh gambar Flat Shading







Gouraud Shading
Sebuah teknik yang dikembangkan oleh Henri Gouraud pada awal tahun 1970. Teknik ini menampilkan kesan gelap terang dari sebuah permukaan objek dengan memperhitungkan warna dan penyinaran dari tiap sudut segitiga. Gouraud shading adalah metode rendering sederhana jika dibandingkan dengan Phong shading. Teknik ini tidak menghasilkan efek shadow dan refleksi.

Metode ini digunakan dalam grafik komputer untuk mensimulasikan efek cahaya yang berbeda dan warna di permukaan benda.Dalam prakteknya, Gouraud shading digunakan untuk mencapai pencahayaan halus rendah-poligon permukaan tanpa berat menghitung kebutuhan komputasi pencahayaan untuk setiap pixel.

Contoh gambar Gouraud Shading









Phong Shading
Phong shading mengacu pada seperangkat teknik dalam komputer grafis 3D.Phong shading meliputi model bagi refleksi cahaya dari permukaan dan metode yang kompatibel memperkirakan pixel warna oleh interpolating permukaan normal di rasterized poligon.
Model refleksi juga mungkin disebut sebagai refleksi Phong model, Phong Phong iluminasi atau pencahayaan.Ini mungkin disebut Phong shading dalam konteks pixel shader, atau tempat lain di mana perhitungan pencahayaan dapat disebut sebagai "shading". Metode interpolasi juga mungkin disebut Phong interpolasi, yang biasanya disebut dengan "per-pixel pencahayaan".Biasanya disebut "pelindung" bila dibandingkan dengan metode interpolasi lain seperti Gouraud pelindung atau flat shading.Refleksi yang Phong model tersebut dapat digunakan bersama dengan salah satu metode interpolasi.
Metode ini dikembangkan oleh Phong Bui Tuong di Universitas Utah.


Dari hasil implementasi dan pengujian sistem, Phong Shading merupakan metode yang terbaik dikarenakan untuk mewarnai objek dilakukan scanline sehingga pada tiap face, pewarnaan dilakukan tiap garis. Namun, proses pewarnaan yang dilakukan lebih lama daripada yang lain akibat scanline yang dilakukan.

Contoh Gambar Flat Shading dan Phong Shading



Contoh gambar Gouraud shading dan phong shading





Sumber :
http://en.wikipedia.org/wiki/Phong_shading
http://en.wikipedia.org/wiki/Gouraud_shading
http://en.wikipedia.org/wiki/Shading