Ilmu Grafik Komputer Dan Pengolahan Citra

Posted by : raka m farhan Sabtu, 01 Oktober 2016

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan bimbingan-Nya makalah Grafik Komputer & Pengolahan Citra yang bertema “Ilmu Grafik Komputer & Pengolahan Citra“ ini dapat diselesaikan. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Aviarini Indrati selaku Dosen. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Grafik Komputer & Pengolahan Citra.
Saya menyadari makalah ini belum sempurna.Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca, demi kesempurnaan pembuatan makalah ini di hari yang akan datang. Saya ingin mengucapkan terima kasih pada beberapa pihak yang telah berjasa dalam penyusunan makalah ini. Semoga Tuhan membalas kebaikannya dengan berkat yang lebih besar. Terima kasih.

Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.

Grafik Komputer

Apa itu grafik komputer ?

Grafika komputer (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. Aplikasi grafika komputer Grafika komputer dapat digunakan di berbagai bidang kehidupan, mulai dari bidang seni, sains, bisnis, pendidikan dan juga hiburan.

Berikut adalah bidang aplikasi spesifik dari grafika komputer :

Antarmuka pengguna (Graphical User Interface - GUI)
Peta (Cartography)
Kesehatan
Perancangan objek (Computer Aided Design - CAD)
Sistem multimedia
Presentasi grafik
Presentasi saintifik
Pemrosesan citra
Simulasi

Pembagian grafika komputer 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.

Sejarah Perkembangan Komputer Grafik

Awal tahun 60-an dimulainya model animasi dengan menampilkan simulasi efek fisik.
1961: Edward Zajac menyajikan suatu model simulasi satelit dengan menggunakan teknologi Grafik Komputer.
1963 : - ditermukan Sutherland (MIT) - Sketchpad (manipulasi langsung, CAD) - Alat untuk menampilkan Calligraphic (vector) - Mouse oleh Douglas Englebert
1968 : ditemukan Evans & Sutherland.
1969 : Journal SIGGRAPH pertama kali diterbitkan
1970: Pierre B´eezier mengembangkan kurva B´eezier.
1971: ditemukan Gouraud Shading,
1972: ditayangkannya filmWestworld, sebagai film pertama yang menggunakan animasi komputer.
1974: Ed Catmull mengembangkan z-buffer (Utah). Komputer animasi pendek, Hunger:Keyframe animation and morphing
1976: Jim Blinn mengembangkan texture dan bump mapping.
1977: Film terkenal Star Wars menggunakan grafik komputer
1979: Turner Whitted mengembangkan algoritma ray tracing,untuk pesawat Death Star.
Pertengahan tahun 70-an hingga 80-an: Pengembangan Quest for realism radiosity sebagai main-stream aplikasi realtime.
1982: Pengembangan teknologi grafik komputer untuk menampilkan partikel.
1984: Grafik Komputer digunakan untuk menggantikan model fisik pada film The Last Star Fighter. 1986: Pertama kalinya Film hasil produksi grafik komputer dijadikan sebagai nominasi dalam Academy Award: Luxo Jr. (Pixar).
1989: Film Tin Toy (Pixar) memenangkan Academy Award.
1995: Diproduksi fillm Toy Story (Pixar dan Disney) sebagai film 3D animasi panjang pertama
Akhir tahun 90-an, ditemukannya teknologi visualisasi interaktif untuk ilmu pengetahuan dan kedokteran, artistic rendering, image based rendering, path tracing, photon maps, dll.
Tahun 2000 ditemukannya teknologi perangkat keras untuk real-time photorealistic rendering.

Apa Saja Kerangka Grafik Komputer ?

Perangkat Keras (Hardware).

Perangkat keras yang diperlukan untuk keperluan grafis antara lain :

1. Procesor CPU (Central Processing Unit)
Merupakan otak komputer, Di dalam komputer CPU lah yang membuat semua perhitungan, instruksi dan menerjemahkan instruksi dari aplikasi komputer. Komponen procesor (CPU, Central Processing Unit) yang dibutuhkan dalam hal ini harus memiliki kemampuan tinggi dalam menghitung fungsi matematis yang rumit.

2. Kecepatan (clock)
Kendati prosesor sudah mendukung, tetapi jika kerja komputer itu lambat maka tenaga yang kuat itu tidak dimanfaatkan secara maksimal. Oleh karena itu masalah kecepatan (clock ) juga perlu mendapat perhatian sendiri. Dengan frekuensi (Hz) yang tinggi maka kinerja komputer juga semakin tinggi. Tapi perlu diingat bahwa produk yang dibuat dengan hanya mengandalkan clock yang tinggi belum tentu menjamin kehandalan kerja komputer.

3. Monitor
Monitor adalah piranti untuk melihat sesuatu, juga disebut layar atau tampilan. Sesuatu yang dirancang atau digambar perlu dilihat dengan layar komputer. Oleh karena itu diperlukan layar yang mampu menampilkan gambar dalam resolusi(kerapatan) yang tinggi. Hal ini sangat perlu karena menyangkut presisi gambar atau rancangan yang akan dihasilkan. Semakin tinggi resolusi layar yang digunakan semakin pemakai dapat mengamati dengan lebih teliti rancangan yang berpresisi tinggi agar diperoleh hasil yang lebih bagus.

4. Kartu VGA (VGA card)
Kartu VGA berfungsi untuk merubah sinyal-sinyal komputer menjadi sinyal gambar yang akan ditampilkan ke dalam monitor. Kartu VGA ini juga berperan besar dalam proses penampilan warna dalam monitor, khususnya untuk gambar-gambar beresolusi tinggi.

5. Memori (RAM)
Dalam menggunakan program desain atau gambar yang mempunyai resolusi serta presisi tinggi, maka sebaiknya menggunakan RAM yang berkapasitas besar. Karena dalam menangani file-file gambar berkapasitas besar akan mempercepat proses dan menghindari kemungkinan komputer hang ataucrash.

6. Perekam (Hard Disk)
Gambar-gambar yang telah dibuat tidak akan ditinggalkan begitu saja, juga belum tentu langsung jadi dalam sekali kerja. Oleh karena itu perlu media penyimpanan untuk menampung informasi gambar tersebut. Semakin tinggi resolusi gambar semakin banyak informasi yang harus direkam. Hal ini tentu saja membutuhkan space (tempat) penyimpanan yang lebih besar. Pemakaian hard disk sudah menjadi keharusan. Hard disk seringkali disebut hard disk drive, yaitu kumpulan piringan yang berputar dalam komputer yang berfungsi menyimpan file data.

7. Printer
Gambar yang telah dirancang dengan menggunakan komputer dapat direproduksi dengan menggunakan printer. Untuk menghasilkan mutu gambar yang bagus biasanya digunakan printer jenis laser. Selain untuk mencetak hasil akhir suatu pekerjaan printer juga untuk pengecekan gambar pra-cetak.

8. Perekam gambar (Scanner)
Untuk keperluan menggambar, pemakai komputer membutuhkan suatu kerangka gambar. Untuk itu diperlukan suatu peralatan masukan yang dapat menerima citra gambar atau bahkan suatu bentuk tiga dimensi. Peralatan tersebut adalah scanner dan kamera elektronik. Scanner berfungsi untuk memasukkan citra gambar (dua dimensi) ke dalam komputer. Setelah gambar diterima, selanjutnya gambar dapat diubah-ubah sesuai keinginan (di-edit).

9. Kamera
Citra obyek tiga dimensi tidak mungkin dapat ditangkap oleh scanner. Untuk itu digunakan sebuah kamera yang bekerja seperti mata manusia. Informasi yang diterima oleh kamera diubah menjadi bentuk digital, kemudian diteruskan kepada komputer. Kamera dilengkapi dengan dengan fasilitas pencerna warna, karena itu citra yang berwarna akan otomatis terekam berikut warnanya dalam komputer. 10. Mouse Dalam proses pengerjaan menggambar atau mendesain, sering kali pemakai computer berpindah-pindah dari posisi gambar satu ke posisi gambar lainnya. Oleh karena itu diperlukan bantuan peralatan yang mampu mengaksesnya secara cepat. Peralatan tersebut adalah mouse, dan bukan keyboard. Dengan menggunakan keyboard mungkin gerakan yang dilakukan bisa lebih presisi, namun perpindahan posisi bisa sangat lambat. Dengan menggunakan mouse hal tersebut bisa lebih cepat dilakukan. Kelebihan dengan menggunakan mouse adalah lebih mudahnya melakukan proses terhadap gambar yang sedang dihadapi.

Perangkat Lunak (software).
Pemakaian komputer dalam dunia grafis di bagi dalam beberapa golongan. Diantaranya adalah kelompok paket program yang berfungsi untuk menggambar (seni),untuk keperluan animasi, untuk desain atau merancang, dan untuk menunjang keperluanpublikasi.
Perangkat lunak yang diperlukan untuk keperluan grafis antara lain :

1. Pengolah Grafis 2 D
Kelompok yang pertama dikategorikan sebagai program grafis yang berfungsi untuk menggambar, desain, atau ilustrasi. Termasuk di dalamnya adalah program-program kecil yang biasa dimanfaatkan untuk membuat kartu ucapan selamat, sertifikat, logo,dan sejenisnya.
Produk-produk berbasis grafis 2D yang tersedia antara lain :

Adobe Photoshop
Adobe Illustrator
Adobe Pagemake
Macromedia FreeHand
Corel DRAW

2. Pengolah Grafis 3 D
Pengolah grafis animasi dipisahkan tersendiri karena memiliki fungsi-fungsi khusus yaitu untuk menayangkan gambar demi gambar dengan berbagai macam efek yang menarik. Dengan demikian software jenis ini sangat cocok untuk dipakai mempresentasikan sesuatu.
Adapun paket-paket berbasis grafis 3D yang tersedia adalah antara lain:

Kinetix 3D Studio Max
Specular Infini-D
Fire
Flame
Flint RT
Softimage 3D
Wafefront’s Power Animator
Macromedia Extreme 3D

Pengolahan Citra
Apa itu Pengolahan Citra ?

Pengolahan citra adalah sebuah proses pengolahan yang inputnya adalah citra. Outputnya dapat berupa citra atau sekumpulan karakteristik atau parameter yang berhubungan dengan citra. Istilah pengolahan citra digital secara umum didefinisikan sebagai pemrosesan citra dua dimensi dengan komputer. Dalam definisi yang lebih luas, pengolahan citra digital juga mencakup semua data dua dimensi. Citra digital adalah barisan bilangan nyata maupun kompleks yang diwakili oleh bit-bit tertentu.

Pengolahan citra memiliki beberapa fungsi, diantaranya adalah:

Digunakan sebagai proses memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau komputer.
Digunakan untuk Teknik pengolahan citra dengan mentrasformasikan citra menjadi citra lain. Contoh : pemampatan citra (image compression) Sebagai proses awal (preprocessing) dari komputer visi.

Pengolahan citra dapat dibagi kedalam tiga kategori yaitu :

Kategori rendah melibatkan operasi-operasi sederhana seperti pra-pengolahan citra untuk mengurangi derau, pengaturan kontras, dan pengaturan ketajaman citra. Pengolahan kategori rendah ini memiliki input dan output berupa citra.
Pengolahan kategori menengah melibatkan operasi-operasi seperti segmentasi dan klasifikasi citra. Proses pengolahan citra menengah ini melibatkan input berupa citra dan output berupa atribut (fitur) citra yang dipisahkan dari citra input. Pengolahan citra kategori melibatkan proses pengenalan dan deskripsi citra.
Pengohalan kategori tinggi ini termasuk menjadikan objek-objek yang sudah dikenali menjadi lebih berguna, berkaitan dengan aplikasi, serta melakukan fungsi-fungsi kognitif yang diasosiasikan dengan vision.

Apa Saja Operasi Pengolahan Citra ?

1. Perbaikan kualitas citra (image enhacement)

Tujuan : memperbaiki kualitas citra dengan memanipulasi parameter-parameter citra.

Operasi perbaikan citra :
Perbaikan kontras gelap/terang
Perbaikan tepian objek (edge enhancement)
Penajaman (sharpening)
Pemberian warna semu(pseudocoloring)
Penapisan derau (noise filtering)

2. Pemugaran citra (image restoration)

Tujuan : menghilangkan cacat pada citra.

Perbedaannya dengan perbaikan citra : penyebab degradasi citra diketahui.

Operasi pemugaran citra :

Penghilangan kesamaran (deblurring)
Penghilangan derau (noise)

3. Pemampatan citra (image compression)

Tujuan : citra direpresentasikan dalam bentuk lebih kompak, sehingga keperluan memori lebih sedikit namun dengan tetap mempertahankan kualitas gambar (misal dari .BMP menjadi .JPG)

4. Segmentasi citra (image segmentation)

Tujuan : memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Berkaitan erat dengan pengenalan pola.

5. Pengorakan citra (image analysis)

Tujuan : menghitung besaran kuantitatif dari citra untuk menghasilkan deskripsinya. Diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya

Operasi pengorakan citra :

– Pendeteksian tepi objek (edge detection)

– Ekstraksi batas (boundary)

– Represenasi daerah (region)

6. Rekonstruksi citra (Image recontruction)

Tujuan : membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi.

Kesimpulan dan Saran

Untuk menghasilkan gambar-gambar yang menarik sangat diperlukan imajinatif kreatif para desainer. Sebab sehebat apapun peralatan komputer tetap manusia yang menentukan hasilnya. Oleh karena itu kunci utama penggunaan komputer grafis dan pengolahan citra adalah kreativitas penggunanya. Kelebihan-kelebihan setiap software grafis telah memberikan ruang ekspresi yang lebih luas bagi eksplorasi antar program dalam komputer grafis. Kemampuan mengembangkan dan mengolah setiap jenis program grafis tersebut akan memberikan arti yang lebih pada setiap karya komputer grafis.

Demikianlah makalah yang saya buat tentang Grafik Komputer dan Pengolahan Citra. Banyak hal yang belum terdokumen dalam makalah ini, kritik dan dan saran buat kelengkapan makalah ini, sangat saya harapkan.