September 2013

Grafika 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). Dan grafik selalu identik dengan gambar yang berbentuk garis contoh seperti gambar kubus,balok,dll. Kalau ingin yang lebih menantang bisa menggunakan salah satunya , Borland C++ Builder Prefessional merupakan salah satu bahasa pemrograman yang menyediakan tool-tool dan fungsi-fungsi untuk pembuatan aplikasi grafik.

Ada lagi fasilitas-fasilitas GDI (Grafical Device Interface) yang dipunyai oleh Borland C++ Builder ini akan sangat memudahkan penggunanya dalam menciptakan aplikasi grafik. Borland C++ Builder menyediakan beberapa algoritma untuk mempresentasikan objek agar terlihat lebih nyata. Untuk mengolah grafik kita menggunakan salah satunya, aplikasi corel draw. Grafika komputer sering dikenal juga dengan istilah visualisasi data.

Bagian dari ilmu grafik komputer meliputi :

· Geometri : ilmu untuk mempelajari cara menggambarkan permukaan bidang.

· Animasi : ilmu untuk mempelajari cara menggambarkan dan memanipulasi

gerakan.

· Rendering : ilmu untuk mempelajari algoritma untuk menampilkan efek cahaya.

· Citra(Imaging) : ilmu untuk mempelajari cara pengambilan dan penyuntingan gambar.

Contoh Grafik komputer dalam kehidupan sehari – hari :

Dunia Kedokteran

Dalam Dunia kedokteran, penggunaan aplikasi grafik komputer sudah menjadi suatu kewajiban. Karena selain mempermudah mendiagnosa penyakit juga untuk meminimalisir angka kematian disebabkan kurangnya tekhnologi komputer.

Sebagai contohnya penggunaan X-ray computed tomography atau bisa disebut Computer Tomography (CT Scan) sebuah metode penggambaran medis menggunakan tomografi di mana pemrosesan geometri digunakan untuk menghasilkan sebuah gambar tiga dimensi bagian dalam sebuah objek dari satu seri besar gambar sinar-X dua dimensi diambil dalam satu putaran "axis".

Pada bidang perancangan

Pada bidang ini dikenal adanya software desain grafis seperti auto cad, 3D MAX semuanya akan berlangsung secara mudah dan lebih spesifik dalam perancangan yang akan dibuat. Memperkecil tingkat kesalahan sehingga akan menghasilkan suatu model yang sama seperti aslinya.

Bidang Pendidikan

Grafik komputer pada pendidikan digunakan untuk mempresentasikan objek-objek pada siswa secara nyata, dapat melalui power point ataupun software lainnya. Dengan penggunakan bentuk objek ini diharapkan siswa lebih nyata dalam menerima semua materi yang telah diajarkan. Tidak hanya teori saja tetapi sudah melihat bentuk dan simulasinya. Bentuk ini dapat berupa penggambaran bidang, ruang, grafik, gambar kerangka manusia,susunan tubuh manusia,dan sebagainya.

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, RF, Dota, Counter Strike dll. Dari PC, console, hingga mobile
devices.

Perancangan Objek

Contoh penggunaan aplikasi komputer dalam ruang lingkup ini sangat banyak sekali. Berkembangnya tekhnologi komputer berdampak pada lahirnya perangkat keras komputer yang semakin hari semakin canggih. Sehingga kita dapat dengan mudah mencari aplikasi untuk membuat objek 3D yang open source dan tentu juga harus di dukung perangkat komputer yang mumpuni.

Contoh aplikasi tersebut yaitu 3D MAX, Blender, AutoCad DLL. Selain untuk membuat objek, aplikasi tersebut dapat digunakan untuk para arsitektur maupun progammer game.

Pembuatan Film Cartoon

Siapa yang tidak kenal dengan film cartoon, film yang bertemakan anak2 – remaja yang bisa menjadi tontonan keluarga. Di ruang lingkup ini peran aplikasi sangat mempengaruhi kualitas film tersebut, semakin mahal biaya pembuatan film tersebut maka semakin baik pula kualitas filmnya sendiri.

Pemetaan

Pemetaan adalah proses pengukuran, perhitungan dan penggambaran permukaan bumi (terminologi geodesi) dengan menggunakan cara dan atau metode tertentu sehingga didapatkan hasil berupa softcopy maupun hardcopy peta yang berbentuk vektor maupun raster. Seperti yang terdapat pada “Google Maps”.

Aplikasi-aplikasi yang menggunakan komputer grafis.

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.

Contoh aplikasi : VR parachute trainer yang digunakan oleh U.S. Navy untuk latihan terjun payung. 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. Contoh aplikasi : Visualisasi dari struktur protein, strutur suatu website, visualisasi hasil data mining.

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.

Contoh aplikasi : Simulasi rangkaian elektronik untuk pembelajaran, salah satu aplikasinya Electroni workbench.

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.

Contoh aplikasinya : Adobe Photoshop, Corel Painter, GIMP.

Pengolahan Citra

Pengolahan Citra merupakan salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk memperbaiki kualitas gambar, dilihat dari aspek radiometrik (peningkatan kontras, transformasi warna, restorasi citra) dan dari aspek geometrik (rotasi, translasi, skala, transformasi geometrik).

Melakukan pemilihan citra ciri (feature images) yang optimal untuk tujuan analisis. Melakukan proses penarikan informasi atau deskripsi obyek atau pengenalan obyek yang terkandung pada citra. Melakukan kompresi atau reduksi data untuk tujuan penyimpanan data, transmisi data, dan waktu proses data.

Elemen Fungsi Dasar Sistem Pengolahan Citra :

1. Pembentukan Citra

Sensor yang sensitif terhadap gelombang EM menghasilkan sinyal listrik sesuai dengan energi yang diterima. Analog-to-Digital Converter / Digitizer akan mengubah sinyal listrik tersebut menjadi bentuk digital. Scanner yang menerima masukan dalam bentuk analog (dokumen, peta, foto) akan mengubah menjadi data dalam bentuk digital.

2. Penyimpanan Citra

Penyimpanan jangka pendek (sedang diproses) : memory

Penyimpana non-line (siap dipakai) : disk magnetik

Penyimpanan arsip : pita ataudisk magnetik, CD

3. Pemrosesan Citra dan Komunikasi

Data citra berukuran besar (perlu tempat simpan yang besar serta waktu proses yang lama).

Issue penting pada komunikasi : kompresi citra.

Issue penting pada pemrosesan citra : proses paralel.

4. Peragaan Citra

Dalam bentuk softcopy (layar peraga / monitor).

Dalam bentuk hardcopy (printer, film writer, plotter).

Sampling

Sampling adalah proses untuk menentukan warna pada piksel tertentu pada citra dari sebuah gambar yang kontinu.

Pada proses sampling biasanya dicari warna rata-rata dari gambar analog yang kemudian dibulatkan.

Proses sampling sering juga disebut proses digitisasi.

Kuantisasi

Ada kalanya, dalam proses sampling, warna rata-rata yang didapat di relasikan ke level warna tertentu. Contohnya apabila dalam citra hanya terdapat 16 tingkatan warna abu-abu, maka nilai rata-rata yang didapat dari proses sampling harus diasosiasikan ke 16 tingkatan tersebut. Proses mengasosiasikan warna rata-rata dengan tingkatan warna tertentu disebut dengan kuantisasi.

Derau

Derau (Noise) adalah gambar atau piksel yang mengganggu kualitas citra. Derau dapat disebabkan oleh gangguan fisis(optik) pada alat akuisisi maupun secara disengaja akibat proses pengolahan yang tidak sesuai. Contohnya adalah bintik hitam atau putih yang muncul secara acak yang tidak diinginkan di dalam citra. bintik acak ini disebut dengan derau salt & pepper.

Banyak metode yang ada dalam pengolahan citra bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan noise.

Operasi Pengolahan Citra

Operasi yang dilakukan untuk mentransformasikan suatu citra menjadi citra lain dapat dikategorikan berdasarkan tujuan transformasi maupun cakupan operasi yang dilakukan terhadap citra.

Berdasarkan tujuan transformasi operasi pengolahan citra dikategorikan sebagai berikut :

Ø Peningkatan Kualitas Citra (Image Enhancement)

Operasi peningkatan kualitas citra bertujuan untuk meningkatkan fitur tertentu pada citra.

Ø Pemulihan Citra (Image Restoration)

Operasi pemulihan citra bertujuan untuk mengembalikan kondisi citra pada kondisi yang diketahui sebelumnya akibat adanya pengganggu yang menyebabkan penurunan kualitas citra.

Berdasarkan cakupan operasi yang dilakukan terhadap citra, Operasi pengolahan citra dikategorikan sebagai berikut :

§ Operasi titik, yaitu operasi yang dilakukan terhadap setiap piksel pada citra yang keluarannya hanya ditentukan oleh nilai piksel itu sendiri.

§ Operasi area, yaitu operasi yang dilakukan terhadap setiap piksel pada citra yang keluarannya dipengaruhi oleh piksel tersebut dan piksel lainnya dalam suatu daerah tertentu. Salah satu contoh dari operasi berbasis area adalah operasi ketetanggaan yang nilai keluaran dari operasi tersebut ditentukan oleh nilai piksel-piksel yang memiliki hubungan ketetanggaan dengan piksel yang sedang diolah.

§ Operasi global, yaitu operasi yang dilakukan tehadap setiap piksel pada citra yang keluarannya ditentukan oleh keseluruhan piksel yang membentuk citra.

Contoh pengolahan citra dalam kehidupan sehari – hari :

v Bidang visual

Bisa digunakan untuk pemotretan lewat satelit, GPS, foto kamera dan lain-lain.

v Mikroskop elektron

Mikroskop elektron adalah salah satu contoh dari pengolahan citra dalam bidang

kedokteran, yang di maksud dengan mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop

yang dapat memperbesar detail sangat kecil dengan kekutan sehingga

menyelesaikan tinggi akibat penggunaan elektron sebagai sumber penerangannya.

Pembesaran dalam hal ini di tingkat hingga 2.000.000 kali. Adapun kegunaan dari

mikroskop elektron yaitu digunakan dalam patologi anatomi. Patologi anatomi ini

berfungsi untuk mengindentifikasi organel dalam sel namun kegunaanya telah

sangat dikurangi dengan immunhistochemistry tetapi masih tak tergantikan untuk

diagnosis penyakit ginjal, identifikasi sindrom silia immotile dan banyak tugas-tugas

lainnya.

v Bidang Perdagangan yaitu pembacaan kode batangan(bar code) yang tertera pada barang (umum digunakan di pasar swalayan/supermarket) dan mengenali huruf/angka pada suatu formulir secara otomatis.

v Bidang Militer yaitu mengenali sasaran peluru kendali melalui sensor visual dan mengidentifikasi jenis pesawat musuh.

v Bidang Biologi yaitu pengenalan jenis kromosom melalui gambar mikroskopik.

v Robotika, visualy-guided autonomous navigation.

v Pemetaan ,klasifikasi penggunaan tanah melalui foto udara/LANDSAT

v Geologi mengenali jenis batu-batuan melalui foto udara/LANDSAT

v Hukum yaitu pengenalan sidik jari dan pengenalan foto narapidana

v Bidang kesehatan

Digunakan untuk rontgen tubuh manusia yang berfungsi untuk mengetahui ada atau tidaknya kelainan di tubuh.

Aplikasi Kedokteran (Biomedik)

Aplikasi kedokteran yaitu pengolahan citra sinar X untuk memmografi (deteksi kanker payudara), NMR (Nuclear Magnetic Resonance), dan mendeteksi kelainan tubuh dari foto sinar X,serta rekonstruksi foto janin hasil USG. Merupakan salah satu dari pemanfaatan pengolahan citra dalam bidang kedokteran. Sinar X sangatlah membantu dokter untuk mendiagnosa suatu penyakit.

Aplikasi Kedokteran Gigi (Orthodonti)

Pada citra cephalometri, dapat dideteksi kurva bentuk dahi manusia dari landmark Nasion (lekuk dahi ke hidung) sampai ke Bergman (titik ubun-ubun).

Dari lengkung bentuk dahi dapat dihitung koefisien transformasi Fourier dan transformasi Wavelet.

Dari sampel laki-laki dan perempuan dapat ditentukan aturan keputusan berdasarkan analisis diskriminan, sehingga jenis kelamin dapat ditentukan berdasarkan bentuk dahi tengkorak manusia.

Eksperimen menunjukkan penggunaan transformasi Wavelet menghasilkan tingkat pengenalan yang lebih baik dari transformasi Fourier.

Contoh aplikasi lainnya :

o Pemetaaan tutupan lahan dan pendeteksian perubahan lahan.

o Penilaian pertanian dan monitoring.

o Manajemen pantai dan sumber daya laut.

o Explorasi mineral.

o Explorasi minyak dan gas.

o Manajemen sumber daya hutan.

o Perencanaan kota dan pendeteksian perubahan lahan kota.

o Pemasangan dan perencanaan telekomunikasi.

o Oseanografi fisik.

o Pemetaan topografis dan geologis.