A. RENDERING
Rendering : membuatcitra 2D dariobyek 2D atau 3D, Biasanya dilakukan oleh
Graphics Processing Unit (GPU), Rendering dapat di bagi menjadi 2 kategori:
Forward Rendering misalnya rasterisasi
Backward Rendering misalnyaray tracing
B. FORWARD RENDERING
Skema:
Obyek2D / 3D -> VS -> TS -> GS -> FS -> Image
Misalnya Teknik Rasterisasi, Urutan melakukan rasterisasi:
Transformasimodel
Pencahayaan
Proyeksi
Clipping
Konversi
Image
1. TransformasiModel
Mentransformasikan semua triangle (vertex dan polygon) dari object space ke world
space
2. Pencahayaan
Menghitungmodel pencahayaan berdasarkansudutantara sumber cahaya, obyek dan
kamera
3. Proyeksi
Langkah1 : mentransformasikantriangles dariworld space ke
camera space (proyeksi orthogonal)
Langkah2 : melakukanproyeksi perspektif berdasarkanjarakfokus
dan menghitung z-buffer
4. Clipping
Menghapustriangles yang keluar daribidangclipping
Menentukanbatasdaritriangles didalambidangclipping
5. Konversi
Menggambartriangles di 2D
Scan garishorizontal untuksetiaptriangles
Cekz-buffer di setiap interseksi / tumpangtindih
Interpolasi pencahayaandi setiap piksel(smooth shading)
Interpolasi koordinat tekstur untukmencariwarnapiksel
Sebelum menjadi citra dalam rasterisasi juga dilakukan render untuk efekberikut:
Anti-Aliasing : digunakanuntuk mengurangiefek aliasing
Shadow Map : render citra dari sudut pandang sumber cahaya
Refleksi: memetakan refleksi lingkungan ke obyek
Refraksi: memetakan pembiasan cahaya pada obyek
Pencahayaan tidak langsung : digunakan untuk memetakan pantulan cahaya
dengan memperhitungkan pantulan cahaya dari obyek yang lain selain
pantulan terhadap obyek tersebut
C. DEFERRED RENDERING
Hampir sama seperti forward rendering hanya berbeda pada bagian akhirnya
Menggunakan G-buffer untuk menyimpan informasi dari fragment seperti:
Posisi
Normal
Diffuse, Specular, Warna
Lainnya seperti texture ID, dll
PERBANDINGAN
Komputer grafis modern menggunakan banyak sinar / pencahayaan dalam banyak
obyek yang menghasilkan banyak piksel
Opsiuntuk aplikasi pencahayaansecarareal time
Single Pass –Multi Light
Multi Pass –Multi Light
Deferred shading
1. Single Pass –Multi Light
For Each Object:
Render object, apply all lighting in one shader
Kelemahan:
Permukaan yang tersembunyiakanmengakibatkanpenerapanlighting
danshading tidakefisien
Sulit mengatasikasusbanyakpencahayaan
Sulit dalampenerapanshadow
2. MULTI PASS –MULTI LIGHT
For Each Light:
For Each Object Affected By Light:
framebuffer += brdf ( object, light )
Kelemahan
Permukaan yang tersembunyi akan mengakibatkan penerapan
lighting dan shading tidakefisien
Melakukankomputasiyang berulang-ulang
Membutuhkanbanyakproses
3. DEFERRED SHADING
For Each Object:
Render lighting properties to “G-buffer”
For Each Light:
Framebuffer+= brdf( G-buffer, light )
Keuntungan:
Mudah dalam penerapan shadow
Kompleksitas O(1) untuk lighting
Kelemahan
Tidak cocok untuk obyek transparan
Anti aliasing tidak berfungsi dengan baik
D. IMAGE BASED RENDERING
Digunakan untuk mendapatkan informasi 3D atau membuat citra baru dari set citra
2D Contoh:
Mengekstrakinformasi
ketinggiandaratandari foto
udara
Menggunakanset data X-Ray
2D untuk
mendapatkancitra3D
untukCT Scan
Membuatmodel
geometriobyek darikamera
Mengekstrakinformasi 3D
obyek dari2 set kameradi
sudutpandangyang berdeda
(stereo vision)
Virtual Reality
E. VOLUME RENDERING
Volume rendering di gunakan untuk visualisasi data 3D dari scalar field 𝑓=(𝑥,𝑦,𝑧),
Biasanya digunakan untuk visualisasi data medis dari CT Scan, Data 3D tersebut di
representasikan sebagai data set volumetric, Setiap piksel di volume rendering
disebut voxel.
Teknik yang digunakanada 2 :
Isosurface: menggunakansebagianvoxel
Direct volume rendering : menggunakan keseluruhan voxel
Kelemahan:
Isosurface: karena menggunakan sebagian data voxel maka ada data yang
sebenarnya merepresentasikan obyek menjadi tidak digunakan
Direct volume rendering : karena voxel dianggap sebagai kubus maka akan
terjadi banyak aliasing di hasil rendernya Diatasi dengan menggunakan
pewarnaan dan transparansi untuk merender image
Rendering : membuatcitra 2D dariobyek 2D atau 3D, Biasanya dilakukan oleh
Graphics Processing Unit (GPU), Rendering dapat di bagi menjadi 2 kategori:
Forward Rendering misalnya rasterisasi
Backward Rendering misalnyaray tracing
B. FORWARD RENDERING
Skema:
Obyek2D / 3D -> VS -> TS -> GS -> FS -> Image
Misalnya Teknik Rasterisasi, Urutan melakukan rasterisasi:
Transformasimodel
Pencahayaan
Proyeksi
Clipping
Konversi
Image
1. TransformasiModel
Mentransformasikan semua triangle (vertex dan polygon) dari object space ke world
space
2. Pencahayaan
Menghitungmodel pencahayaan berdasarkansudutantara sumber cahaya, obyek dan
kamera
3. Proyeksi
Langkah1 : mentransformasikantriangles dariworld space ke
camera space (proyeksi orthogonal)
Langkah2 : melakukanproyeksi perspektif berdasarkanjarakfokus
dan menghitung z-buffer
4. Clipping
Menghapustriangles yang keluar daribidangclipping
Menentukanbatasdaritriangles didalambidangclipping
5. Konversi
Menggambartriangles di 2D
Scan garishorizontal untuksetiaptriangles
Cekz-buffer di setiap interseksi / tumpangtindih
Interpolasi pencahayaandi setiap piksel(smooth shading)
Interpolasi koordinat tekstur untukmencariwarnapiksel
Sebelum menjadi citra dalam rasterisasi juga dilakukan render untuk efekberikut:
Anti-Aliasing : digunakanuntuk mengurangiefek aliasing
Shadow Map : render citra dari sudut pandang sumber cahaya
Refleksi: memetakan refleksi lingkungan ke obyek
Refraksi: memetakan pembiasan cahaya pada obyek
Pencahayaan tidak langsung : digunakan untuk memetakan pantulan cahaya
dengan memperhitungkan pantulan cahaya dari obyek yang lain selain
pantulan terhadap obyek tersebut
C. DEFERRED RENDERING
Hampir sama seperti forward rendering hanya berbeda pada bagian akhirnya
Menggunakan G-buffer untuk menyimpan informasi dari fragment seperti:
Posisi
Normal
Diffuse, Specular, Warna
Lainnya seperti texture ID, dll
PERBANDINGAN
Komputer grafis modern menggunakan banyak sinar / pencahayaan dalam banyak
obyek yang menghasilkan banyak piksel
Opsiuntuk aplikasi pencahayaansecarareal time
Single Pass –Multi Light
Multi Pass –Multi Light
Deferred shading
1. Single Pass –Multi Light
For Each Object:
Render object, apply all lighting in one shader
Kelemahan:
Permukaan yang tersembunyiakanmengakibatkanpenerapanlighting
danshading tidakefisien
Sulit mengatasikasusbanyakpencahayaan
Sulit dalampenerapanshadow
2. MULTI PASS –MULTI LIGHT
For Each Light:
For Each Object Affected By Light:
framebuffer += brdf ( object, light )
Kelemahan
Permukaan yang tersembunyi akan mengakibatkan penerapan
lighting dan shading tidakefisien
Melakukankomputasiyang berulang-ulang
Membutuhkanbanyakproses
3. DEFERRED SHADING
For Each Object:
Render lighting properties to “G-buffer”
For Each Light:
Framebuffer+= brdf( G-buffer, light )
Keuntungan:
Mudah dalam penerapan shadow
Kompleksitas O(1) untuk lighting
Kelemahan
Tidak cocok untuk obyek transparan
Anti aliasing tidak berfungsi dengan baik
D. IMAGE BASED RENDERING
Digunakan untuk mendapatkan informasi 3D atau membuat citra baru dari set citra
2D Contoh:
Mengekstrakinformasi
ketinggiandaratandari foto
udara
Menggunakanset data X-Ray
2D untuk
mendapatkancitra3D
untukCT Scan
Membuatmodel
geometriobyek darikamera
Mengekstrakinformasi 3D
obyek dari2 set kameradi
sudutpandangyang berdeda
(stereo vision)
Virtual Reality
E. VOLUME RENDERING
Volume rendering di gunakan untuk visualisasi data 3D dari scalar field 𝑓=(𝑥,𝑦,𝑧),
Biasanya digunakan untuk visualisasi data medis dari CT Scan, Data 3D tersebut di
representasikan sebagai data set volumetric, Setiap piksel di volume rendering
disebut voxel.
Teknik yang digunakanada 2 :
Isosurface: menggunakansebagianvoxel
Direct volume rendering : menggunakan keseluruhan voxel
Kelemahan:
Isosurface: karena menggunakan sebagian data voxel maka ada data yang
sebenarnya merepresentasikan obyek menjadi tidak digunakan
Direct volume rendering : karena voxel dianggap sebagai kubus maka akan
terjadi banyak aliasing di hasil rendernya Diatasi dengan menggunakan
pewarnaan dan transparansi untuk merender image