Pengertian Grafika Komputer
Grafika komputer (Computer Graphic) dapat diartikan sebagai seperangkat alat yang terdiri dari hardware dan software untuk membuat gambar, grafik atau citra realistik untuk seni, game komputer, foto dan animasi komputer.
Sejarah Grafika Komputer
Sejarah grafika komputer telah dimulai sejak jaman dahulu kala yaitu ketika bangsa Mesir, Roma dan Yunani berkomunikasi secara grafik. Beberapa lukisan terdapat pada batu nisan orang Mesir dapat dikatakan sebagai lukisan teknik. Perkembangan grafika komputer secara sederhana dapat dibagi menjadi empat fase, yaitu :
1. Fase Pertama (1950) Era grafika komputer interaktif
· Tidak begitu cepat karena teknologi, jumlah dan harga komputer tidak mendukung.
· MIT berhasil mengembangkan komputer whirlwind dengan tabung sinar katode (Cathode Ray Tube-CRT).
· Sudah menggunakan pena cahaya (light pen) yaitu sebuah alat input bentuknya seperti pensil yang digunakan untuk memilih posisi, menunjuk sesuatu dan menggambar pada layar dengan pendeteksian cahaya yang datang dari titik-titik pada layar CRT.
· Telah ada alat pemrograman otomatis (Automatic Programming Tool)
2. Fase Kedua (1960) Jaman Penelitian/Riset Grafika Komputer Interaktif
· Grafika interaktif modern telah ditemukan oleh Ivan Sutherland.
· Mengembangkan teknik interaktif dengan sarana keyboard dan pena cahaya.
· Sejumlah projek penelitian dan produk Computer Aided Design/Manufacturing (CAD/CAM) telah muncul.
3. Fase Ketiga (1970)
· Grafika komputer interaktif telah digunakan oleh sektor industri, pemerintah dan ilmuawan untuk memperbaiki kualitas desain produk secara cepat dan mudah.
4. Fase Keempat (1980-1990)
· Penelitian pada dekade ini bertumpu pada penggabungan dan pengotomasasian pelbagai unsur desain dan pemodelan pejal (solid modelling).
· Teknologi hibrid mulai diperkenalkan. Teknologi ini berguna untuk penggabungan objek pejal dengan permukaan.
Peranan dan Penggunaan Grafika Komputer
Grafika komputer telah menunjukkan kemajuan yang pesat dalam pengembangan berbagai aplikasi untuk menghasilkan gambar. Walaupun pada awalnya aplikasi dalam sains dan engineering memerlukan peralatan yang mahal, perkembangan teknologi komputer memberikan kemudahan penggunaan komputer sebagai alat bantu aplikasi grafik komputer interaktif. Pada saat ini grafika komputer digunakan secara rutin dibidang ilmu pengetahuan, teknik, kedokteran, bisnis, industri, pemerintahan, seni, hiburan, pendidikan, periklanan, dan lain sebagainya.
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 :
1. Antarmuka pengguna (Graphical User Interface - GUI)
2. Peta (Cartography)
3. Kesehatan
4. Perancangan objek (Computer Aided Design - CAD)
5. Sistem multimedia
6. Presentasi grafik
7. Presentasi saintifik
8. Pemrosesan citra
9. Simulasi
Pengolahan Citra
Citra adalah gambar dua dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi yang kontinu menjadi gambar diskrit melalui proses sampling.
Gambar analog dibagi menjadi N baris dan M kolom sehingga menjadi gambar diskrit. Persilangan antara baris dan kolom tertentu disebut dengan piksel. Contohnya adalah gambar/titik diskrit pada baris n dan kolom m disebut dengan piksel
Jenis jenis pengolahan citra
1. PERBAIKAN CITRA (IMAGE RESTORATION)
Perbaikan citra adalah proses penajaman fitur tertentu dari citra (misalnya tepian, wilayah atau kontras) agar citra dapat ditampilkan secara lebih baik dan bisa dianalisis secara lebih teliti. Perbaikan citra tidak meningkatkan kandungan informasi dari citra tersebut, melainkan memperlebar jangkauan dinamik dari suatu fitur (feature) sehingga bisa dideteksi atau diamati dengan lebih mudah dan tepat. Tantangan terbesar dalam perbaikan citra adalah penentuan dan kuantifikasi kriteria atau fitur yang akan ditingkatkan. Hal ini karena kriteria atau fitur tersebut sangat bergantung pada aplikasi dan seringkali dirumuskan secara heuristik.
Jenis operasi ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra dan lebih menonjolkan ciri citra tertentu untuk kepentingan analisis atau menampilkan citra. Perbaikan citra berguna dalam ekstraksi cirri, analisis citra, dan tampilan informasi visual. Dengan operasi ini, ciri- ciri khusus yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.
Contoh-contoh operasi perbaikan citra:
1. Perbaikan kontras gelap/terang
2. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)
3. Penajaman (sharpening)
4. Pemberian warna semu (pseudocoloring)
5. Penapisan derau (noise filtering)
Lingkup Proses Perbaikan Citra
· Pengubahan kecerahan (brightness)
· Peregangan kontras (contrast stretching)
· Pengubahan histogram
· Pelembutan citra (smoothing)
· Penajaman tepi (edge sharpening)
· Pewarnaan semu (pseudocolouring)
· Pengubahan geometric
2. PENINGKATAN KUALITAS CITRA (IMAGE ENCHANCEMENT)
Peningkatan kualitas citra adalah pemrosesan sebuah citra yang ditujukan untuk menghasilkan kondisi tertentu pada citra, metode yang dapat dilakukan berbeda-beda tergantung pada citra yang akan diproses serta kondisi yang diharapkan. Proses tersebut dilakukan dengan menggunakan berbagai macam metode tergantung pada kondisi yang diharapkan pada citra tersebut, misalnya mempertajam bagian tertentu pada citra, menghilangkan gangguan, manipulasi kontras dan skala keabuan, memperbesar dan interpolasi.
Tujuan Peningkatan Kualitas Citra
- Tujuan dari teknik peningkatan kualitas citra adalah untuk melakukan pemrosesan terhadap citra agar hasilnya mempunyai kwalitas relatif lebih baik dari citra awal untuk aplikasi tertentu.
- · Kata baik disini tergantung pada jenis aplikasi dan problem yang dihadapi.
Peningkatan kualitas citra dapat dibagi menjadi dua:
- Peningkatan kualitas citra pada domain spasial
- Point Processing
- Mask Processing
· Peningkatan kualitas citra pada domain frekuensi
Perbaikan ini diperlukan karena citra yg dijadikan objek pembahasan mempunyai kualitas yang buruk, misal :
- Citra mengalami derau pd saat transmisi
- Citra terlalu gelap atau terang
- Citra kurang tajam, kabur dsb
3. REGISTRASI CITRA (IMAGE REGISTRATION)
Registrasi Citra adalah proses penempatan objek berupa raster atau image yang belum mempunyai acuan system koordinat ke dalam system koordinat dan proyeksi tertentu.
Registrasi citra memiliki aplikasi dalam penginderaan jauh (memperbarui kartografi), dan visi komputer. Karena aplikasi yang luas untuk pendaftaran yang gambar dapat diterapkan, tidak mungkin untuk mengembangkan metode umum yang dioptimalkan untuk semua penggunaan. Hal ini juga digunakan dalam astrophotography untuk menyelaraskan gambar yang diambil dari ruang angkasa. Menggunakan titik kontrol (otomatis atau manual dimasukkan), komputer melakukan transformasi pada satu gambar untuk membuat fitur utama menyelaraskan dengan gambar kedua.
Registrasi citra merupakan bagian penting dari pembuatan gambar panorama. Ada beberapa teknik berbeda yang dapat diimplementasikan secara real time dan berjalan pada perangkat embedded seperti kamera dan kamera ponsel.
Registrasi citra terdiri dari dua tahap proses,yaitu :
- Spatial Transformation: merupakan pemetaan letak piksel yang dikoreksi pada bidang citra acuan.
- Gray-level Interpolation: merupakan pemberian nilai intensitas piksel sesuai dengan nilai intensitas piksel bersangkutan, dan pemberian nilai intensitas piksel-piksel yang kosong berdasarkan interpolasi intensitas piksel-piksel yang berdekatan / tetangga (nearest neighbour method).
4. PEMAMPATAN CITRA (IMAGE COMPRESSION)
Pemanpatan citra adalah proses untuk meminimasi jumlah bit yang diperlukan untuk merepresentasikan suatu citra digital atau aplikasi kompresi data yang dilakukan terhadap citra digital dengan tujuan untuk mengurangi redundansi dari data-data yang terdapat dalam citra sehingg dapat disimpan atau ditransmisikan secara efisien.
5. PEMILAHAN CITRA (IMAGE SEGMENTATION)
Pemilahan citra adalah suatu proses yang membagi-bagi sebuah citra menjadi unsur-unsur pokok dari citra itu sendiri. Segmentasi merupakan salah satu bagian terpenting dari proses analisa citra secara otomatis. Konsep dari segmentasi sebuah citra berdasarkan pada discontinuity atau similarity dari tingkatan nilai keabuan pixel-pixelnya dapat diterapkan pada citra statik dan citra dinamik (time-varying).
Pemilahan citra (image segmentation) bertujuan untuk memilih dan mengisolasikan (memisahkan) suatu objek dari keseluruhan citra. Segmentasi terdiri dari downsampling, penapisan dan deteksi tepian. Tahap downsampling merupakan proses untuk menurunkan jumlah piksel dan menghilangkan sebagian informasi dari citra. Pada penapisan dengan filter median, gray level citra pada setiap piksel digantikan dengan nilai median dari gray level pada piksel yang terdapat pada window filter. Tahap yang terakhir pada proses segmentasi yaitu deteksi tepian. Pendeteksi tepi ini dirancang untuk merepresentasikan sebuah tepian yang ideal, dengan ketebalan yang diinginkan. Secara umum, proses segmentasi sangat penting dan secara langsung.
Secara umum, proses Pemilahan citra (image segmentation) terbagi menjadi tiga kelompok :
· Segmentasi berdasarkan klasifikasi (classification based segmentation)
· Segmentasi berdasar daerah tepi (edge based segmentation)
· Segmentasi berdasar daerah (region based segmentation)
Pemilahan citra (image segmentation) berdasar klasifikasi adalah proses segmentasi yang dilakukan dengan mencari kesamaan ukuran dari nilai pada pixel. Segmentasi berdasar tepi adalah proses segmentasi untuk mendapatkan garis yang ada pada gambar dengan anggapan bahwa garis tersebut merupakan tepi dari obyek yang memisahkan obyek yang satu dengan obyek yang lainnya atau antara obyek dengan background. Segmentasi yang terakhir yaitu segmentasi berdasar daerah adalah proses segmentasi yang dilakukan untuk mendapatkan daerah yang diyakini merupakan sebuah obyek. Untuk mendapatkan daerah tersebut, dilakukan analisa terhadap kesamaan tekstur, warna pada pixel yang terdapat pada gambar.
Pemilahan citra (image segmentation) merupakan teknik untuk membagi suatu citra menjadi beberapa daerah (region) di mana setiap daerah memiliki kemiripan atribut. Teknik Pemilahan citra (image segmentation) tersebut meliputi pengambangan, penandaan komponen terhubung, segmentasi berbasis cluster, dan transformasi Hough
Pengertian Grafika Komputer
Grafika komputer (Computer Graphic) dapat diartikan sebagai seperangkat alat yang terdiri dari hardware dan software untuk membuat gambar, grafik atau citra realistik untuk seni, game komputer, foto dan animasi komputer.
Sejarah Grafika Komputer
Sejarah grafika komputer telah dimulai sejak jaman dahulu kala yaitu ketika bangsa Mesir, Roma dan Yunani berkomunikasi secara grafik. Beberapa lukisan terdapat pada batu nisan orang Mesir dapat dikatakan sebagai lukisan teknik. Perkembangan grafika komputer secara sederhana dapat dibagi menjadi empat fase, yaitu :
1. Fase Pertama (1950) Era grafika komputer interaktif
· Tidak begitu cepat karena teknologi, jumlah dan harga komputer tidak mendukung.
· MIT berhasil mengembangkan komputer whirlwind dengan tabung sinar katode (Cathode Ray Tube-CRT).
· Sudah menggunakan pena cahaya (light pen) yaitu sebuah alat input bentuknya seperti pensil yang digunakan untuk memilih posisi, menunjuk sesuatu dan menggambar pada layar dengan pendeteksian cahaya yang datang dari titik-titik pada layar CRT.
· Telah ada alat pemrograman otomatis (Automatic Programming Tool)
2. Fase Kedua (1960) Jaman Penelitian/Riset Grafika Komputer Interaktif
· Grafika interaktif modern telah ditemukan oleh Ivan Sutherland.
· Mengembangkan teknik interaktif dengan sarana keyboard dan pena cahaya.
· Sejumlah projek penelitian dan produk Computer Aided Design/Manufacturing (CAD/CAM) telah muncul.
3. Fase Ketiga (1970)
· Grafika komputer interaktif telah digunakan oleh sektor industri, pemerintah dan ilmuawan untuk memperbaiki kualitas desain produk secara cepat dan mudah.
4. Fase Keempat (1980-1990)
· Penelitian pada dekade ini bertumpu pada penggabungan dan pengotomasasian pelbagai unsur desain dan pemodelan pejal (solid modelling).
· Teknologi hibrid mulai diperkenalkan. Teknologi ini berguna untuk penggabungan objek pejal dengan permukaan.
Peranan dan Penggunaan Grafika Komputer
Grafika komputer telah menunjukkan kemajuan yang pesat dalam pengembangan berbagai aplikasi untuk menghasilkan gambar. Walaupun pada awalnya aplikasi dalam sains dan engineering memerlukan peralatan yang mahal, perkembangan teknologi komputer memberikan kemudahan penggunaan komputer sebagai alat bantu aplikasi grafik komputer interaktif. Pada saat ini grafika komputer digunakan secara rutin dibidang ilmu pengetahuan, teknik, kedokteran, bisnis, industri, pemerintahan, seni, hiburan, pendidikan, periklanan, dan lain sebagainya.
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 :
1. Antarmuka pengguna (Graphical User Interface - GUI)
2. Peta (Cartography)
3. Kesehatan
4. Perancangan objek (Computer Aided Design - CAD)
5. Sistem multimedia
6. Presentasi grafik
7. Presentasi saintifik
8. Pemrosesan citra
9. Simulasi
Pengolahan Citra
Citra adalah gambar dua dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi yang kontinu menjadi gambar diskrit melalui proses sampling.
Gambar analog dibagi menjadi N baris dan M kolom sehingga menjadi gambar diskrit. Persilangan antara baris dan kolom tertentu disebut dengan piksel. Contohnya adalah gambar/titik diskrit pada baris n dan kolom m disebut dengan piksel
Jenis jenis pengolahan citra
1. PERBAIKAN CITRA (IMAGE RESTORATION)
Perbaikan citra adalah proses penajaman fitur tertentu dari citra (misalnya tepian, wilayah atau kontras) agar citra dapat ditampilkan secara lebih baik dan bisa dianalisis secara lebih teliti. Perbaikan citra tidak meningkatkan kandungan informasi dari citra tersebut, melainkan memperlebar jangkauan dinamik dari suatu fitur (feature) sehingga bisa dideteksi atau diamati dengan lebih mudah dan tepat. Tantangan terbesar dalam perbaikan citra adalah penentuan dan kuantifikasi kriteria atau fitur yang akan ditingkatkan. Hal ini karena kriteria atau fitur tersebut sangat bergantung pada aplikasi dan seringkali dirumuskan secara heuristik.
Jenis operasi ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra dan lebih menonjolkan ciri citra tertentu untuk kepentingan analisis atau menampilkan citra. Perbaikan citra berguna dalam ekstraksi cirri, analisis citra, dan tampilan informasi visual. Dengan operasi ini, ciri- ciri khusus yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.
Contoh-contoh operasi perbaikan citra:
1. Perbaikan kontras gelap/terang
2. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)
3. Penajaman (sharpening)
4. Pemberian warna semu (pseudocoloring)
5. Penapisan derau (noise filtering)
Lingkup Proses Perbaikan Citra
· Pengubahan kecerahan (brightness)
· Peregangan kontras (contrast stretching)
· Pengubahan histogram
· Pelembutan citra (smoothing)
· Penajaman tepi (edge sharpening)
· Pewarnaan semu (pseudocolouring)
· Pengubahan geometric
2. PENINGKATAN KUALITAS CITRA (IMAGE ENCHANCEMENT)
Peningkatan kualitas citra adalah pemrosesan sebuah citra yang ditujukan untuk menghasilkan kondisi tertentu pada citra, metode yang dapat dilakukan berbeda-beda tergantung pada citra yang akan diproses serta kondisi yang diharapkan. Proses tersebut dilakukan dengan menggunakan berbagai macam metode tergantung pada kondisi yang diharapkan pada citra tersebut, misalnya mempertajam bagian tertentu pada citra, menghilangkan gangguan, manipulasi kontras dan skala keabuan, memperbesar dan interpolasi.
Tujuan Peningkatan Kualitas Citra
- Tujuan dari teknik peningkatan kualitas citra adalah untuk melakukan pemrosesan terhadap citra agar hasilnya mempunyai kwalitas relatif lebih baik dari citra awal untuk aplikasi tertentu.
- · Kata baik disini tergantung pada jenis aplikasi dan problem yang dihadapi.
Peningkatan kualitas citra dapat dibagi menjadi dua:
- Peningkatan kualitas citra pada domain spasial
- Point Processing
- Mask Processing
· Peningkatan kualitas citra pada domain frekuensi
Perbaikan ini diperlukan karena citra yg dijadikan objek pembahasan mempunyai kualitas yang buruk, misal :
- Citra mengalami derau pd saat transmisi
- Citra terlalu gelap atau terang
- Citra kurang tajam, kabur dsb
3. REGISTRASI CITRA (IMAGE REGISTRATION)
Registrasi Citra adalah proses penempatan objek berupa raster atau image yang belum mempunyai acuan system koordinat ke dalam system koordinat dan proyeksi tertentu.
Registrasi citra memiliki aplikasi dalam penginderaan jauh (memperbarui kartografi), dan visi komputer. Karena aplikasi yang luas untuk pendaftaran yang gambar dapat diterapkan, tidak mungkin untuk mengembangkan metode umum yang dioptimalkan untuk semua penggunaan. Hal ini juga digunakan dalam astrophotography untuk menyelaraskan gambar yang diambil dari ruang angkasa. Menggunakan titik kontrol (otomatis atau manual dimasukkan), komputer melakukan transformasi pada satu gambar untuk membuat fitur utama menyelaraskan dengan gambar kedua.
Registrasi citra merupakan bagian penting dari pembuatan gambar panorama. Ada beberapa teknik berbeda yang dapat diimplementasikan secara real time dan berjalan pada perangkat embedded seperti kamera dan kamera ponsel.
Registrasi citra terdiri dari dua tahap proses,yaitu :
- Spatial Transformation: merupakan pemetaan letak piksel yang dikoreksi pada bidang citra acuan.
- Gray-level Interpolation: merupakan pemberian nilai intensitas piksel sesuai dengan nilai intensitas piksel bersangkutan, dan pemberian nilai intensitas piksel-piksel yang kosong berdasarkan interpolasi intensitas piksel-piksel yang berdekatan / tetangga (nearest neighbour method).
4. PEMAMPATAN CITRA (IMAGE COMPRESSION)
Pemanpatan citra adalah proses untuk meminimasi jumlah bit yang diperlukan untuk merepresentasikan suatu citra digital atau aplikasi kompresi data yang dilakukan terhadap citra digital dengan tujuan untuk mengurangi redundansi dari data-data yang terdapat dalam citra sehingg dapat disimpan atau ditransmisikan secara efisien.
5. PEMILAHAN CITRA (IMAGE SEGMENTATION)
Pemilahan citra adalah suatu proses yang membagi-bagi sebuah citra menjadi unsur-unsur pokok dari citra itu sendiri. Segmentasi merupakan salah satu bagian terpenting dari proses analisa citra secara otomatis. Konsep dari segmentasi sebuah citra berdasarkan pada discontinuity atau similarity dari tingkatan nilai keabuan pixel-pixelnya dapat diterapkan pada citra statik dan citra dinamik (time-varying).
Pemilahan citra (image segmentation) bertujuan untuk memilih dan mengisolasikan (memisahkan) suatu objek dari keseluruhan citra. Segmentasi terdiri dari downsampling, penapisan dan deteksi tepian. Tahap downsampling merupakan proses untuk menurunkan jumlah piksel dan menghilangkan sebagian informasi dari citra. Pada penapisan dengan filter median, gray level citra pada setiap piksel digantikan dengan nilai median dari gray level pada piksel yang terdapat pada window filter. Tahap yang terakhir pada proses segmentasi yaitu deteksi tepian. Pendeteksi tepi ini dirancang untuk merepresentasikan sebuah tepian yang ideal, dengan ketebalan yang diinginkan. Secara umum, proses segmentasi sangat penting dan secara langsung.
Secara umum, proses Pemilahan citra (image segmentation) terbagi menjadi tiga kelompok :
· Segmentasi berdasarkan klasifikasi (classification based segmentation)
· Segmentasi berdasar daerah tepi (edge based segmentation)
· Segmentasi berdasar daerah (region based segmentation)
Pemilahan citra (image segmentation) berdasar klasifikasi adalah proses segmentasi yang dilakukan dengan mencari kesamaan ukuran dari nilai pada pixel. Segmentasi berdasar tepi adalah proses segmentasi untuk mendapatkan garis yang ada pada gambar dengan anggapan bahwa garis tersebut merupakan tepi dari obyek yang memisahkan obyek yang satu dengan obyek yang lainnya atau antara obyek dengan background. Segmentasi yang terakhir yaitu segmentasi berdasar daerah adalah proses segmentasi yang dilakukan untuk mendapatkan daerah yang diyakini merupakan sebuah obyek. Untuk mendapatkan daerah tersebut, dilakukan analisa terhadap kesamaan tekstur, warna pada pixel yang terdapat pada gambar.
Pemilahan citra (image segmentation) merupakan teknik untuk membagi suatu citra menjadi beberapa daerah (region) di mana setiap daerah memiliki kemiripan atribut. Teknik Pemilahan citra (image segmentation) tersebut meliputi pengambangan, penandaan komponen terhubung, segmentasi berbasis cluster, dan transformasi Hough
