Pengenalan Komputer Grafik

Grafika komputer (Inggris: Computer graphics) adalah bagian dari ilmu komputer yang berkaitan dengan pembuatan dan manipulasi gambar (visual) secara digital. Bentuk sederhana dari grafika komputer adalah grafika komputer 2D yang kemudian berkembang menjadi grafika komputer 3D, pemrosesan citra (image processing), dan pengenalan pola (pattern recognition). Grafika komputer sering dikenal juga dengan istilah visualisasi data.

Sejarah grafika komputer :

Istilah ”Grafik Komputer”ditemukan tahun 1960 oleh William Fetter : pembentukan disain model cockpit (Boeing) dengan menggunakan pen plotter dan referensi model tubuh manusia 3 Dimensi.

Sejarah Perkembangan Komputer Grafik:

o    Awal tahun 60-an dimulainya model animasi dengan menampilkan simulasi efek fisik.

o    1961: Edward Zajac menyajikan suatu model simulasi satelit dengan menggunakan teknologi Grafik Komputer.

o    1963 :  -ditemukan Sutherland (MIT)
-Sketchpad (manipulasi langsung, CAD)
-Alat untuk menampilkan Calligraphic (vector)
-Mouse oleh Douglas Englebert

o    1968 : ditemukan Evans & Sutherland.

o    1970: Pierre B´eezier mengembangkan kurva B´eezier.

o    1972: ditayangkannya filmWestworld, sebagai film pertama yang menggunakan animasi komputer.

o    1974: Ed Catmull mengembangkan z-buffer (Utah). Komputer animasi pendek, Hunger:Keyframe animation and morphing.

o    1976: Jim Blinn mengembangkan texture dan bump mapping.

o    1977: Film terkenal Star Wars menggunakan grafik komputer.

o    1979: Turner Whitted mengembangkan algoritma ray tracing,untuk pesawat Death Star.

o    Pertengahan tahun 70-an hingga 80-an: Pengembangan Quest for realism radiosity sebagai main-stream aplikasi realtime.

o    1982: Pengembangan teknologi grafik komputer untuk menampilkan partikel.

o    1984: Grafik Komputer digunakan untuk menggantikan model fisik pada film The Last Star Fighter.

o    1986: Pertama kalinya Film hasil produksi grafik komputer dijadikan sebagai nominasi dalam Academy Award: Luxo Jr. (Pixar).

o    1989: Film Tin Toy (Pixar) memenangkan Academy Award.

o    1995: Diproduksi fillm Toy Story (Pixar dan Disney) sebagai film3D animasi panjang pertama.

o    Akhir tahun 90-an, ditemukannya teknologi visualisasi interaktif untuk ilmu pengetahuan dan kedokteran, artistic rendering, image based rendering, path tracing, photon maps, dll.

o    Tahun 2000 ditemukannya teknologi perangkat keras untuk real-time photorealistic rendering

Kemajuan dalam komputer grafis adalah berasal dari seorang mahasiswa MIT, Ivan Sutherland. Pada tahun 1961 Sutherland menciptakan program komputer untuk menggambar yang disebut Sketchpad. Dengan menggunakan Light Pen, Sketchpad dapat menggambar bentuk sederhana pada layar komputer, menyimpan mereka dan bahkan bisa memanggil mereka lagi nanti. Light pen itu sendiri memiliki sel fotolistrik kecil di ujungnya. Sel ini dipancarkan pulsa elektronik setiap kali ditempatkan di depan layar komputer dan pistol elektron layar itu ditembakkan langsung dalam. Dengan waktu yang singkat pulsa elektronik ini tahu dimana lokasi electron gun, ini mudah untuk menentukan persis di mana pena ini di layar pada saat tertentu. Begitu yang ditentukan, komputer kemudian bisa menggambar kursor di lokasi itu.

Sutherland tampaknya terus mencari solusi yang sempurna untuk banyak masalah grafis yang dihadapinya. Bahkan saat ini, banyak standar grafis komputer interface mulai mendapatkan masalah dengan program Sketchpad awal. Salah satu contoh dari hal ini adalah dalam batasan menggambar. Jika seseorang ingin menggambar persegi misalnya, ia tidak perlu khawatir tentang menggambar empat baris sempurna untuk membentuk tepi kotak. Satu hanya dapat menentukan bahwa ia ingin menggambar kotak, dan kemudian tentukan lokasi dan ukuran kotak. Perangkat lunak kemudian akan membangun sebuah kotak yang sempurna, dengan dimensi yang tepat dan di lokasi yang tepat. Contoh lain adalah bahwa perangkat lunak Sutherland model objek - tidak hanya gambar objek. Dengan kata lain, dengan model mobil, orang bisa mengubah ukuran ban tanpa mempengaruhi sisa mobil. Itu bisa meregangkan tubuh mobil tanpa deformasi ban.

Revolusi perangkat Hardware

1.     Hukum Moore : “Setiap 12-18 bulan, kemampuan komputer meningkat dua kali lipat dalam hal harga/performance untuk setiap penggandaan jumlah transistor”.

2.     Memory grafik dan kecepatan jaringan meningkat secara eksponensial, Graphics chips meningkat setiap 6-9 bulan (contoh : Sony Playstation 2, nVidia GeForce FX, Nintendo GameCube, Microsoft Xbox).

Sistem Grafika computer dibedakan antara non-interaktif dan interaktif:

1.     Grafika computer non interaktif: dibuat sebagai akhir dari proses dalam bentuk hardcopy.

o    Grafika dengan lineprinter: Sistem computer general purpose dengan perangkat lunak yang sesuai bias digunakan sebagai suatu system grafika (seperti di masa-masa awalnya grafika computer) yaitu dengan mengkombinasikan berbagai karakter dengan cara cetak-tumpuk untuk meniru pola shading (gradasi tingkat keabuan).

o    Grafika dengan plotter dan semcam: terutama untuk grafika “line-drawing”.Grafika dengan hi quality printers: laser, ink-jet, thermal, dsb.

2.     Grafika interaktif dapat dibuat dan dimanipulasi secara interaktif pada layar peranti peraga. Peranti-peranti peraga interaktif yang paling umum digunakan: CRT (tabung sinar katoda). Lain-lain: DVST, plasma-panel, LED/LCD, laser, dsb.
Komponen Dasar Sistem Grafik Interaktif : 

o    Masukan : mouse, tablet dan stylus, peralatan force feedback, scanner, live video stream, dll

o    Proses dan Penyimpanan

o    Keluaran : layar, printer berbasis kertas, perekam video, non-linear editor, dll

Tujuan dari grafika komputer ini adalah untuk memungkinkan manusia berkomunikasi lewat gambar, bagan-bagan, dan diagram.

Bagian dari grafika komputer meliputi:

* Geometri: mempelajari cara menggambarkan permukaan bidang
* Animasi: mempelajari cara menggambarkan dan memanipulasi gerakan
* Rendering: mempelajari algoritma untuk menampilkan efek cahaya
* Citra (Imaging): mempelajari cara pengambilan dan penyuntingan gambar

Beberapa perangkat Lunak Grafis meliputi:

1.     Corel Draw

2.     Auto CAD

3.     3D Studio MAX

4.     Visio

5.     dll.

Aplikasi-aplikasi computer grafik :

1.     Computer-Aided Design (CAD)
CAD adalah alat bantu berbasis komputer yang digunakan dalam proses analisis dam desain, khusunya untuk sistem arsitektural dan engineering. CAD banyak digunakan dalam mendesain bagunan, mobil, pesawat, komputer, alat-alat elektronik, peralatan rumah tangga, dan berbagai produk lainnya. Contoh aplikasinya: AutoCAD. 

2.       Computer-Aided Sofware Engineering (CASE)
CASE mirip dengan CAD tetapi digunakan dalam bidang sofware engineering. CASE digunakan dalam memodelkan user requirement, pemodelan basisdata, workflow dalam proses bisnis, struktur program, dan sebagainya. Contoh aplikasi: Rational Rose, SyBase Power Designer 

3.       Virtual Reality
Virtual Reality adalah lingkungan virtual yang seakan-akan begitu nyata di mana user dapat berinteraksi dengan objek-objek dalam suasana atau lingkungan 3 dimensi. Perangkat keras khusus digunakan untuk memberikan efek pemadangan 3 dimensi dan memampukan user beriteraksi dengan objek-objek yang ada dalam lingkungan.  Aplikasi ini dapat memberikan keutungan berupa mengurangi resiko cedera selama latihan, mengurangi biaya penerbangan, melatih perwira sebelum melakukan terjun payung sesungguhnya. 

4.       Visualisasi Data
Visualisasi Data adalah teknik-teknik membuat image, diagram, atau animasi untuk mengkomunikasikan pesan. Visualisasi telah menjadi cara yang efektif dalam mengkomunikasikan baik data atau ide abstrak maupun nyata sejak permulaan manusia. 

5.       Pendidikan dan Pelatihan
Model-model yang dihasilkan melalui komputer yang tentunya menggunakan grafis biasa digunakan sebagai alat bantu pendidikan. Model-model seperti proses-proses fisika dan kimia, fungsi-fungsi psikologi, simulasi, dan sebagainya dapat membantu sesorang memahami bagaimana operasi atau proses yang terjadi dalam suatu sistem. 

6.       Computer Art
Computer art adalah penggunaan komputer grafis untuk menghasilkan karya-karya seni. Hasil dapat berupa kartun, potret, foto, layout media cetak, logo, lukisan abstrak, desain interior atau eksterior, dan lain sebagainya.

7.       Hiburan
Komputer grafis juga digunakan secara luas pada bidang entertainment khususnya pertelevisian, motion pictures, animasi, video clips, dan sebagainya. Film-film animasi yagn berdar di pasaran seperti Shrek, Monster Inc., anime-anime Jepang, menggunakan komputer grafis. 

8.       Video Game
Video game adalah permainan yang melibatkan interaksi dengan user interface untuk menghasilkan umpan balik berupa visualisasi pada perangkat video. Aplikasi banyak beredar di pasaran mulai yang sederhana 2 dimensi, seperti tetris, hingga yang rumit, 3 dimensi, dan memerlukan resource banyak, seperti game sepakbola Winning Eleven. Dari yang yang standalone hingga online network, seperti Ragnarok. Dari PC, console, hingga mobile devices. 

9.       Pengolahan Citra
Pengolahan citra berkaitan dengan teknik-teknik untuk modifikasi dna intepretasi citra, meningkatkan kualitas citra, analisis citra, dan mengenali pola-pola visual yang ada dalam suatu citra. Contoh: perbaikan citra sehingga menjadi lebih jelas. 

10.   Computer Vision
Compute Vision adalah ilmu pengetahuan dan teknologi dari mesin-mesin yang dapat melihat. Sebagai disiplin ilmu, computer vision berkaitan dengan teori untuk membangun sistem buatan yang dapat menarik informasi dari citra-citra. Informasi tersebut kemudian dapat digunakan sebagai input dalam mengambil keputusan atau tindakan. Data citra yang diambil dapat berupa video, citra dari berbagai kamera, dan sebagainya.

11.   Graphical User Interface
Graphical User Inteface adalah antarmuka grafis yang mempermudah interaksi manusia dengan komputer dan alat-alat yang dikendalikan oleh komputer. GUI sudah sering kita lihat berupa window-window yang digunakan pada sistem operasi Windows, Mac, maupun Linux.