Konsep, Implementasi dan Contoh Radiosity ~ Storage of a Knowledge

Radiosity adalah sebuah teknologi rendering yang melakukan perhitungan interaksi cahaya dengan lingkungannya secara realistis. Radiosity juga adalah sebuah teknik untuk melakukan perhitungan global illumination pada komputer grafis. Global illumination diterjemahkan sebagai penerangan global. Semua benda dapat terlihat karena adanya penerangan global.

Radiosity memberikan sebuah penyelesaian terhadap interaksi difusi, akan tetapi dengan mengorbankan lingkungan kedalam elemen “largish” (yang mana pencahayaanya tetap). Pendekatan ini tidak dapat menanggulangi pantulan spekular yang tajam dan pada dasamya kita memiliki dua penyelesaian global yaitu pelacakan sinar (yang menangani pantulan specular global) dan radiosity (yang menangani pantulan difusi global).

Metode radiosity telah dikembangkan untuk menerangkan interaksi dari cahaya difusi antara elemen dalam sebuah gambar. Metode ini sangat bagus untuk menghasilkan gambar dari lingkungan interior, yang kebanyakan kumpulan dari obyek yang bukan spekular, dan ini menghasilkan interior yang kelihatan nyata.

1. Kelebihan Radiosity

Radiosity dapat mensimulasikan efek-efek cahaya dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya:

Ø Soft-Shadow yaitu bayangan dalam kehidupan nyata yang tidak terlalu tampak gelap tetapi semu.

Ø Color-Bleed yaitu pendekatan 2 benda yang warnanya kontras, maka warna salah satu benda akan menyebrang ke benda lain.

Ø Ambient Occlusion (AO) yaitu pencahayaan tidak langsung dan bayangan yang dihasilkannya.

2. Kekurangan Radiosity

Ø Membutuhkan biaya yang mahal.

Ø Membutuhkan waktu yang lama untuk menghasilkan hasil yang realistik.

Ø Membutuhkan kapasitas memory yang besar.

3. Algoritma Dasar Pada Radiosity

Pilihan algoritma dasar di dalam metode radiosity adalah sebagai berikut:

a. Gathering

Sebuah matriks dari faktor bentuk dihitung, disimpan, dan digunakan dalam sebuah penyelesaian

Gauss-seidel tradisional.

b. Shooting

Metode dengan pencahayaan yang di pancarkan kedalam lingkungan dan melakukan dioptimasi

secara visual untuk memperhitungkan jumlah energi yang dipancarkan.

c. Shooting dan ambient

Hampir sama dengan metode shooting hanya saja pada masing-masing iterasi mutu dan ketelitian

penyelesaian ditambahkan sedangkan pencahayaan ambient dikurangi.

d. Radiosity hibrida dan pelacakan sinar

Metode radiosity standar menyediakan sebuah penyelesaian untuk interaksi dari permukaan difusi

di dalam sebuah lingkungan tertutup. Jika metode radiosity tersebut menjadi sebuah teknik sintesa

gambar standar, maka ia harus mencantumkan pemodelan fenomena spekular yang menggabungkan

sebuah fungsi pantulan dua arah kedalam persamaan radiosity dasar dan mengambil sebuah

penyelesaian yang tidak tergantung pada pandangan terhadap antar pantulan spekular.

4. Contoh Radiosity

Contoh Radiosity pada film

“The Adventures of Tintin: The Secret of the Unicorn (2011)”

The Adventure of Tintin: The Secret of the Unicorn adalah film 3D motion capture computer animated yang dirilis pada tahun 2011. Film ini diangkat dari serial komik berjudul sama karya kartunis asal Belgia, Herge. Filim ini disutradarai oleh Steven Speilberg, diproduseri oleh Peter Jackson dan dituis oleh Steven Moffat.

Contoh Radiosity yang sering terlihat pada film ini salah satunya adalah efek Soft-Shadow. Terlihat jelas pada scene ini terdapat banyak efek Soft-Shadow dimana-mana. Kita dapat meilhat bayangan halus lampu meja yang jatuh ke dinding karena terkena sinar matahari yang masuk melalui jendela. Ada pula baju Tintin yang berkerut sehingga menyebabkan bayangan-bayangan samar yang membuatnya semakin realistik.

Pada scene selanjutnya juga terlihat jelas efek Soft-Shadow dari topi detektif yang jatuh pada wajah bagian dahi. Bayangan topi yang bergradasi membuat efek realistik semakin kuat. Dalam dunia nyata bayangan bergradasi biasanya tercipta karena sumber cahaya yang memancar tidak terlalu terang. Begitu juga pada gambar ini cahaya matahari yang masuk tidak terlalu sempurna karena sedikit terhalang oleh tirai yang seperti kelambu. Sehingga topi yang terkena cahaya tersebut membentuk bayangan yang tidak tegas.

Gambar dibawah ini merupakan contoh penggunaan metode Radiosity yang lain. Terlihat pada kaca berwarna biru ketika diberi cahaya dari arah luar, maka rak buku yang berada di depannya terkena efek cahaya dari kaca tersebut sehingga menjadi berwarna biru. Pada bagian kiri bawah menunjukkan tingkat Radiosity yang melemah akan menimbulkan efek gelap. Sedangkan cahaya yang dihasilkan oleh lampu tempel tersebar ke seluruh objek yang ada di sekitarnya. Selain itu sebenarnya bagian wajah dan baju bagian depan dari tokoh Tintin tidak terkena cahaya secara langsung namun dengan adanya efek Radiosity Color-Bleed kertas pada buku yang terkena cahaya maka menghasilkan seberangan energi dari buku ke wajah dan baju Tintin.

Efek Radiosity Soft-Shadow pada wajah dan baju.