elokputri: apa itu VRML

Pengenalan VRML

VRML singkatan dari Virtual Reality Modeling Language. Merupakan salah satu bahasa komputer untuk membuat model objek 3 dimensi dalam dunia virtual Tidak hanya itu, VRML juga digunakan untuk mensimulasi objek yang bergerak.

Sejarah VRML

Pada tahun 1994 VRML pertama kali dirilis, seperti halnya HTML adalah bahasa skrip dalam format teks polos (ASCII pada versi 1.0 ataupun utf8 pada versi 2.0). VRML digunakan untuk menggambarkan scene 3 dimensi dalam ruangan virtual. maksud ruangan virtual adalah seakan-akan kita berada dalam ruangan yang bisa melihat objek 3D dari sudut pandang yang diinginkan tetapi dengan memanfaatkan interface komputer yang berinteraksi dengan monitor, seperti contohnya dengan menggunakan mouse. Namun kelemahan di dalam dalam versi pertama ini adalah semua objek geometri masih statik, tidak mempunyai kemungkinan bergerak. Interaksi dinamis antar user dengan objek masih terbatas, komunikasi antara objek satu dengan lainnya juga belum dimungkinkan.

Kelemahan ini pun segera diatasi dengan dikeluarkannya spesifikasi baru VRML 2.0 pada tahun 1996. Versi ini sekarang disebut juga dengan standar ISO VRML97 yang merupakan format file grafik 3D standar untuk aplikasi Internet maupun WWW. Secara prinsip tidak ada perbedaan antara VRML 2.0 dengan VRML97, sehingga kita akan menyebutnya VRML97.

Browser VRML

File VRML biasanya mempunyai akhiran wrl, berasal dari world. Dalam bentuk terkompresi, akhiran ini bisa juga lain seperti wrz atau wrl.gz. Ini tidak masalah, sebab biasanya browser juga mendukung jenis file yang terkompresi. Untuk dapat menampilkan isi file ini, tentu saja dibutuhkan aplikasi yang bisa menginterpretasikan bahasa VRML. aplikasi ini sebagian besar dibuat dalam bentuk plugin yang berjalan di bawah kontrol browser seperti IE, Netscape, ataupun Opera. Situs Web www.vrml.org telah menyediakan banyak resource untuk VRML, termasuk browser dan plugin untuk VRML. Dalam bentuk plugin dapat disebutkan antara lain Blaxxun Contact, BlenderWeb Plugin, Cosmo Player, Viscape, dll. Biasanya plugin tersebut tidak hanya mampu untuk menampakkan VRML, melainkan juga format 3D lainnya.

Selain dalam bentuk plugin tentu saja ada juga browser dalam bentuk aplikasi standalone. Contohnya antara lain, OpenVRML, FreeWRL, VRWeb, VRMLViewdari SIM,Cortona VRML, dan sebagainya. Beberapa aplikasi komersial seperti Open Inventor dari TSG bahkan telah mendukung VRML, tidak hanya dalam level konversi antarformat file, tapi sebagai tool authoring untuk VRML.

Gambar-gambar yang ditampilkan dalam artikel ini sendiri dicapture dari plugin Blaxxun Contact yang dapat didownload dari ftp.blaxxun.com. Sayang software ini hanya berjalan di sistem operasi Windows. Bagi pemakai Unix dapat mencoba OpenVRML atau FreeWRL. OpenVRML sebenarnya adalah tools untuk pembuatan aplikasi VRML dengan menyertakan contoh program browser VRML yang masih sederhana.

Bagaimana Menghasilkan File VRML

isi dari file VRML adalah berupa teks yang dapat dibaca dan dimengerti oleh kita secara langsung (human readable). Maka pada prinsipnya semua editor teks dapat digunakan untuk membangun isi file ini. Bagi yang ingin lebih profesional, dapat menggunakan editor yang dibuat khusus untuk mengedit file VRML, yaitu VrmlPad yang bisa didapatkan dari situs www.parallelgraphics.com/products/vrmlpad. Selain kita (dengan cara “doing it by hand”), dapat juga digunakan program aplikasi untuk menggenerasi file VRML, biasanya disebut tool authoring VRML. Salah satunya adalah Open Inventor dari TGS, yang menyediakan tool grafik C++ yang paling banyak digunakan di dunia untuk menggenerasi node dari VRML.

Bahasan dalam artikel ini hanya terbatas cara menggunakan VRML secara manual untuk membangun dunia virtual. Oleh karena itu, sangat penting sekali mengerti cara kerja tiap perintah dari VRML. Salah satu keuntungan cara manual ini adalah, kita dapat membuat dunia virtual dengan VRML secara optimal, baik dari ukuran besar file maupun strukturnya. Tentu saja ini disertai dengan nilai minusnya, seperti tingkat kerumitan yang makin meningkat dengan makin kompleksnya objek yang kita inginkan.

Apa itu Graphics 3D

3D Graphics yang ditawarkan dalam VRML, termasuk di dalamnya adalah geometri, transformasi, attribute, lighting (pencahayaan), shading (bayangan), dan tekstur. Geometri didefinisikan dengan koordinat XYZ dan beberapa sematik. Di VRML 1.0 hanya terdapat beberapa bentuk sederhana, seperti : Kubus, kerucut, silinder dan bola. Geometri mempunyai properties seperti sifat “materi” yang menggambarkan bagaimana cahaya akan memantul dari permukaan sebuah objek.

Transformasi (penskalaan, rotasi, translasi) dapat digunakan untuk posisi objek dan ukuran objek terhadap objek di sekitarnya.

Pencahayaan (lighting) adalah proses menentukan berapa banyak sinar menyentuh objek dan berapa banyak cahaya yang harus dipantulkan. Ada beberapa sumber cahaya : spot light, cahaya bohlam lampu (satu titik), dan cahaya matahari (directional). Ada juga cahaya ambient untuk mensimulasi apa yang disebut sinar “membaur (diffuse)”. Pantulan baur secara konsep mirip tetapi berbeda. Sama dalam hal bahwa sudut pandang tidak mempengaruhi pantulan. Sebagai tambahan dari pantulan baur ada pula yang disebut ambient dan specular.

Shading (bayangan) menentukan bagaimana warna – di tentukan dalam langkah pencahayaan – disebar di atas permukaan. Pilihannya adalah flat shading (rata), dimana setiap permukaan dapat terlihat mempunyai warna yang sama, dan Gouraud – atau smooth – shading. Dalam Gouraud shading, warna yang dipantulkan

Dasar Pemrosesan Grafik

Urutan dari proses ini disebut dengan Graphics Pipeline yang diagramnya dapat dilihat di (diambil dariwww.uark.edu/ wrgx/vrml/). Bergantung pada tool yang digunakan, maka proses ini dapat diimplementasikan dengan software atau mungkin sudah diimplementasikan langsung di kartu grafiknya. Tool yang digunakan untuk mengimplementasi Graphics Pipeline ini biasanya disebut juga dengan rendering engine. Beberapa jenis rendering engine ini al: RealityLab, RenderWare, 3DR, OpenGL, Mesa, Quickdraw 3D.

Graphics Pipeline

Apa maksud setiap bagian proses di atas, akan secara singkat diterangkan seperti berikut:

Local to World Transforms. Biasanya objek dibangun dengan memakai sistem koordinat lokal sebagai referensinya. Karena untuk melakukan perhitungan harus dipakai sistem referensi yang sama, maka sistem koordinat lokal ini harus ditransformasikan ke sistem koordinat referensi, biasanya disebut dengan sistem koordinat dunia.
Lighting. Di sini dilakukan perhitungan tampakan dari permukaan objek sebagai hasil dari pencahayaan, seperti warna, transparensi, refleksi dan sebagainya.
Viewing Transformation. Di sini titik pojok dari objek akan ditransformasi dari sistem koordinat dunia ke koordinat kamera.
Clipping. Seperti namanya, di sini bagian yang tidak nampak akan dipotong dan tidak diproses.
Perspective Projection and Mapping to Viewport. Untuk medapatkan kesan 3D, maka di sini dilakukan proyeksi dengan memasukkan perspektif. Hasilnya akan ditampilkan ke koordinat display.
Rasterization. Setelah perhitungan di atas selesai, maka semua objek harus ditampilkan ke layar monitor. Di sini nilai warna setiap titik pada raster akan ditentukan.

Sistem Koordinat

salah satu yang sangat penting dalam membuat dunia VRML adalah mengerti cara kerja sistem koordinat yang digunakan. Sistem koordinat ini dijadikan referensi setiap kali besaran gerak dilakukan, baik oleh objek geometri maupun ketika bernavigasi. Di sini kata “besaran gerak” jangan hanya diartikan sebagai besaran yang berpindah, melainkan yang diam pun juga punya besaran gerak. Termasuk dalam besaran gerak di sini antara lain posisi, orientasi, gerak translasi maupun rotasi. VRML menggunakan sistem koordinat kartesius, right-handed, x,y,z. Sumbu x mempunyai arah positif ke kanan, sedang arah positif dari sumbu y adalah ke atas. Sumbu x dan y ini membelah window browser menjadi dua bagian yang simetri, kiri dengan kanan dan atas dengan bawah. Titik origin dari kedua sumbu tersebut berada tepat di pusat browser. Sedang sumbu z mempunyai arah positif dari monitor ke arah mata kita. gambar di bawah mengilustrasikan sistem koordinat ini.

Objek Geometri Dasar

· Setelah mengenal struktur yang dipakai oleh VRML, tiba waktunya sekarang untuk membahas cara membuat objek 3D. node Shape, yaitu node yang bertanggung jawab dalam pembuatan objek dengan tampakannya. Hal ini jelas kalau kita melihat struktur node ini yang hanya mempunyai dua field:

Shape {
exposedField SFNode appearance NULL
exposedField SFNode geometry NULL

}

· Untuk sementara, kita tidak usah terpana dengan kategorinya, penting adalah variabel appearance dan geometry dengan nilai defaultnya NULL. Variabel geometry digunakan untuk mendefinisikan jenis objek 3D yang ingin dibuat, sedang appearance akan menentukan tampakan dari objek 3D yang dibuat. Secara garis besar, VRML mengenal dua jenis objek 3D, yaitu objek geometri dasar untuk membuat objek yang simpel dan objek geometri lanjutan untuk membuat objek 3D yang lebih kompleks.

· Objek geometri dasar terdiri dari node Box, Cone, Cylinder, Sphere dan Text. Sesuai dengan namanya, node ini dipakai untuk membuat objek kotak, kerucut, silinder, bola dan text. Field yang dimiliki oleh node ini tentu saja tidak sama, karena untuk membuat objek yang berbeda ini harus digunakan parameter yang berlainan. Namun yang harus diperhatikan di sini adalah posisi titik origin dari sistem koordinat objek. Ya, setiap objek yang dibuat di VRML selalu mempunyai sistem koordinat yang dijadikan referensi setiap melakukan besaran gerak. Keterangan ditel cara kerjanya akan dibahas dalam bagian Transformasi.

· Untuk objek geometri dasar, kita hanya akan membahas node Box dan Cylinder sebagai contoh. Cara membuat objek geometri dasar lainnya dapat dengan membaca spesifikasi VRML97.