grafik komputer dan pengolahan citra

Grafik Komputer (Inggris: 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 (pattern recognition). Grafika komputer sering dikenal juga dengan istilah visualisasi data.

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

Kegiatan yang Terkait dengan Grafik Komputer

•Pemodelangeometris: menciptakanmodel matematikadariobjek-objek2D dan3D.

•Rendering:memproduksicitra yang lebih solid dari modelyang telah dibentuk.

•Animasi:Menetapkan/menampilkankembalitingkahlaku/behavior objek bergantung waktu.

Pemodelan Geometris

•Transformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model geometris yang bisa ditampilkan pada suatu komputer :

–Shape/bentuk

–Posisi

–Orientasi (cara pandang)

–Surface Properties / Ciri-ciri Permukaan (warna, tekstur)

–Volumetric Properties / Ciri-ciri volumetric (ketebalan/pejal, penyebaran cahaya)

–Lights/cahaya (tingkat terang, jenis warna)

•Pemodelan Geometris yang lebih rumit :

–Jala-Jala segi banyak: suatu koleksi yang besar dari segi bersudut banyak, dihubungkan satu sama lain.

–Bentuk permukaan bebas: menggunakan fungsi polynomial tingkat rendah.

–CSG: membangun suatu bentuk dengan menerapkan operasi boolean pada bentuk yang primitif.

Pembentukan Citra oleh Sensor Mata

•Intensitas cahaya ditangkap oleh diagram iris dan diteruskan ke bagian retina mata.

•Bayangan obyek pada retina mata dibentuk dengan mengikuti konsep sistem optik dimana fokus lensa terletak antara retina dan lensa mata.

•Mata dan syaraf otak dapat menginterpretasi bayangan yang merupakan obyek pada posisi terbalik.

Pengolahan citra adalah salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra/gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu.

Definisi dan Tujuan Pengolahan Citra

•Pengolahan Citra / Image Processing :

–Proses memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau komputer

–Teknik pengolahan citra dengan mentrasfor-masikan citra menjadi citra lain, contoh : pemampatan citra (image compression)

–Pengolahan citra merupakan proses awal (preprocessing) dari komputer visi.

•Pengenalan pola (pattern recognition) :

–Pengelompokkan data numerik dan simbolik (termasuk citra) secara otomatis oleh komputer agar suatu objek dalam citra dapat dikenali dan diinterpreasi.

–Pengenalan pola adalah tahapan selanjutnya atau analisis dari 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 [n,m]by Iwan Ramadhan STTBCI BAnda Aceh.

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 KuantitasAda 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.kemudian dibulatkan. Proses sampling sering juga disebut proses digitisasi.

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.

Alat bantu matematika

Alat bantu matematika yang sering dipakai dalam pengolahan citra adalah sebagai berikut :

    * Statistik inheren

    * Konvolusi

    * Transformasi Fourier

    * Representasi Kontur

Contoh Aplikasi

1.     Grafik Komputer

    * Desain

Dalam proses desain grafika komputer terutama digunakan pada sistem engineering dan arsitektur. Pada umumnya Computer Aided Design (CAD) digunakan untuk pembuatan desain mobil, bangunan, pesawat terbang, kapal, komputer, tekstil, dan lain-lain. Pada beberapa aplikasi desain, objek ditampilkan dalam bentuk wireframe, dimana diperlihatkan keseluruhan bentuk, dengan bentuk internal dari objek tersebut. Penggunaan wireframe bermanfaat bagi designer untuk melihat isi dari objek tersebut..

    * Grafik Presentasi

Bidang lain yang berhubungan dengan grafika komputer adalah grafik presentasi yang dapat berupa cetakan, slide, dan transparansi. Grafik presentasi biasanya digunakan untuk melengkapi laporan keuangan, sains, data ekonomi, dan lain-lain. Bentuk grafik presentasi tersebut adalah chart, bar chart, pie chart, dan lain-lain.

    * Computer Art

Metode grafika komputer digunakan dalam aplikasi commercial art dan fine art. Seniman menggunakan bermacam-macam perangkat lunak grafik, dan kadang dilengkapi dengan perangkat keras khusus. Contoh perangkat lunak yang digunakan yaitu Corel Draw, Adobe Photoshop, Adobe Ilustrator, Macromedia, dan sebagainya.

    * Film

Pada pembuatan film layar lebar, komputer banyak digunakan untuk menunjang proses pemodelan, visualisasi, dan editing. Misalnya dalam proses special effect, film animasi.

2.     Pengolahan citra

Secara umum operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis berikut :

1. Perbaikan Kualitas citra (image enhancement)

Jenis operasi ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra. Dengan operasi ini ciri-ciri khusus yang terdapat pada citra lebih ditonjolkan.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a. Perbaikan kontras gelap / terang (contrast enhncement).

b. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)

c. Penajaman (sharpening)

d. Pemberian warna semu (pseudocoloring)

e. Penyaringan derau (noise filtering)

2. Pemugaran Citra (image restoration)

Operasi ini bertujuan untuk menghilangkan / meminimumkan cacat pada citra Tujuan pemugaran citra hampir sama dengan perbaikan.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a. Penghilangan kesamaran (debluring).

Penghilangan derau (noise)

3. Pemampatan Citra(image compression)

Operasi ini bertujuan untuk memampatkan citra sehingga memori yang dibutuhkan untuk menyimpan citra lebih kecil, tetapi hasil citra yang telah dimampatkan tetap memiliki kualitas gambar yang bagus.

Contohnya adalah metode JPEG.

4. Segmentasi citra (image segmentation)

Operasi ini bertujuan untuk memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Jenis operasi ini erat kaitannya dengan pengenalan pola.

5. Analisis citra (image analysis)

Operasi ini bertujuan untuk menghitung besaran kuantitatif citra untuk menghasilkan deskripsinya. Teknik analisis citra mengekstraksi ciri-ciri tertetntu yang membantu dalam identifikasi objek. Proses segmentasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a. Pendeteksian tepian (edge detection).

b. Ekstraksi batas (boundary)

c. Representasi daerah (region)

6. Rekonstruksi citra (image reconstruction)

Operasi ini bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis.

Contohnya adalah foto rontgen dengan sinar X digunkan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh.

Pengolahan citra mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang kehidupan kita antar lain :

1. Bidang Militer

a. Mengenali sasaran peluru kendali melalui sensor visual.

b. Mengidentifikasi pesawat musuh melalui radar.

c. Teropong malam hari (night vision)

2. Bidang Medis / Kedokteran

a. Mendeteksi retak/patah tulang dengan CT Scan.

b. Rekonstuksi foto janin (USG).

c. Mendeteksi kanker (kanker otak)

3. Bidang Biologi

Pengenalan jenis kromosom melalui gambar mikroskopis

4. Bidang Pendidikan

Pengolahan pendaftaran mahasiswa menggunakan scanner.

5. Bidang Geografi dan Geologi

a. Pemetaan batas wilayah melalui foto udara / Landsat.

b. Mengenali jenis dan bentuk lapisan batuan bawah permukaan bumi melalui rekonstruksi hasil seismik.

6. Bidang Kepolisian / Hukum

a. Pengelan pola sidik jari (finger print).

b. Rekonstruksi wajah pelaku kejahatan.

c. Pengenalan pola hasil uji balistik.

7. Bidang Perdagangan

a. Pembacaan barcode pada barang di swalayan.

Mengenali huruf / angka pada suatu formulir secara otomatis.

8. Bidang Hiburan

Pemampatan video (MPEG).

9. Komunikasi data

Pemampatan citra yang ditransmisi (Internet).

www.blogger.com

www.google.com