BAB III REKONTRUKSI 3D MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK PHOTOMODELER. 3.1 Perangkat lunak PhotoModeler Photomodeler adalah salah satu perangkat lunak yang mempunyai kemampuan yang cukup unggul dan umum dipakai di bidang Photogrammetry. Perangkat lunak ini mampu menentukan koordinat suatu titik pada permukaan benda yang berasal dari gambar-gambar dua dimensi titik tersebut. Gambar-gambar dua dimensi tersebut adalah gambar hasil pemotretan oleh kamera. Pada saat pengambilan gambar, disarankan untuk menggunakan kamera dengan lensa tetap (fixed lense) karena Photomodeler membutuhkan besarnya panjang fokus dari kamera yang digunakan selama pengambilan gambar. Akan tetapi kamera dengan lensa pembesar (zoom lense) dapat digunakan juga, dengan syarat tidak terjadi banyak perubahan panjang fokus pada kamera tersebut ketika pengambilan gambar. Perubahan panjang fokus selama pengambilan gambar akan berpengaruh terhadap ketelitian hasil rekontruksi [4]. Dalam Bab III ini akan dibahas pengenai perangkat lunak Photomodeler hanya pada pada hal-hal yang berhubungan dengan penelitian ini, yaitu target lingkaran yang digunakan, metode kalibrasi, proses identifikasi target, dan metode pengambilan gambar dua dimensi suatu benda yang akan direkontruksi. 3.1.1 Target Selama pengambilan gambar, Permukaan benda harus diberi tanda (target) pada daerah-daerah yang dianggap dapat mewakili bentuk dari permukaan tersebut. Terget tersebut berbentuk lingkaran. Dilihat dari sifat terhadap cahaya, target tersebut terdiri atas dua jenis, yaitu [4]: 1. Natural-Light target. Merupakan jenis target yang paling sederhana, dapat dibuat menggunakan kertas, cat dan sebagainya. Target jenis ini tidak memendarkan cahaya. 2. Retro-Reflective target. Target jenis ini terbuat dari bahan Retro-Reflective. Bahan ini dapat berpendarkan cahaya ke arah sumber cahaya. Target jenis ini sangat bagus untuk 35
Photogrammetry karena target akan memendarkan cahaya bila gambar diambil menggunakan tambahan cahaya sehingga target dapat diidentifikasi dengan mudah dan akurat walaupun gambar diambil dengan sudut yang cukup besar [4]. Kedua jenis target tersebut harus mempunyai warna yang cukup kontras terhadap latar belakang yang digunakan. Hal ini bertujuan untuk ketelitian dari target. Selain itu, terdapat dua jenis target bila dilihat dari bentuknya, yaitu. 1. Target tanpa kode Disebut target tanpa kode karena perangkat lunak Photomodeler tidak dapat mengidentifikasi penandaan jenis ini secara otomatis. Target jenis ini hanya lingkaran biasa dan dapat dilihat pada gambar 3-1. Identifikasi dilakukan secara manual oleh pengguna perangkat lunak ini. Gambar 3-1 Target tanpa kode [17]. 2. Target berkode Disebut target berkode karena perangkat lunak Photomodeler dapat mengidentifikasi penandaan jenis ini secara otomatis. Tampak pada gambar 3-2 beberapa target berkode. Setiap target jenis ini memiliki bentuk yang berbedabeda untuk kode tertentu. Gambar 3-2 Target berkode [17]. 36
3.1.2 Metode kalibrasi Telah disebutkan di dalam Bab II bahwa tujuan dari kalibrasi kamera adalah untuk mencari intrinsic parameter (focal length, format size, principal titik, distortion) dari kamera yang akan digunakan untuk mengambil gambar dua dimensi dari permukaan suatu benda yang akan direkontruksi. Oleh karena itu diperlukan suatu metode untuk melakukan kalibrasi tersebut. Dalam proses kalibrasi, perangkat lunak Photomodeler menyediakan bidang kalibrasi khusus seperti tampak pada gambar 3-3. Metode kalibrasi dari perangkat lunak Photomodeler adalah sebagai berikut: Gambar 3-3 Bidang kalibrasi [17] (a) (b) Ditentukan ukuran kisaran panjang fokus yang akan digunakan. Kisaran yang dimaksud adalah besaran bilangan bulat panjang fokus yang diinginkan dalam satuan mm. Jarak kamera terhadap bidang kalibrasi diatur sesuai dengan besaran panjang fokus yang diinginkan. 37
(c) Gambar bidang kalibrasi diambil menggunakan kamera sesuai formasi pada gambar 3-4 berikut ini. Agar pengambilan gambar lebih mudah dan hasil lebih baik, digunakan Tripod. Gambar 3-4 Formasi pengambilan gambar bidang kalibrasi [17]. (d) Posisi kamera (posisi 1, 2, 3, 4) pada gambar di atas mempunyai sudut elevasi terhadap bidang kalibrasi sekitar 45 0. Pengambilan gambar dilakukan pada 2 (dua) kondisi berbeda untuk setiap posisi kamera. kondisi pertama dilakukan dengan memposisikan kamera pada keadaan horizontal, seperti tampak pada gambar 3-5. Kondisi kedua dilakukan dengan memposisikan kamera pada keadaan vertikal, seperti tampak pada gambar 3-6. sehingga total gambar dua dimensi yang diperoleh sebanyak 8 gambar bidang kalibrasi. Ilustrasi lengkap mengenai kedelapan macam gambar bidang kalibrasi tersebut dapat dilihat pada gambar 3-7 sampai dengan 3-14 di bawah ini. 38
Gambar 3-5 Kamera horizontal. Gambar 3-6 Kamera vertikal. Gambar 3-7 Posisi pengambilan gambar 1 horizontal [17]. Gambar 3-8 Posisi pengambilan gambar 1 vertikal [17]. 39
Gambar 3-9 Posisi pengambilan gambar 2 horizontal [17]. Gambar 3-10 Posisi pengambilan gambar 2 vertikal [17]. Gambar 3-11 Posisi pengambilan gambar 3 horizontal [17]. Gambar 3-12 Posisi pengambilan gambar 3 vertikal [17]. 40
Gambar 3-13 Posisi pengambilan gambar 4 horizontal [17]. Gambar 3-14 Posisi pengambilan gambar 4 vertikal [17]. (e) (f) Kedelapan gambar bidang kalibrasi diolah menggunakan perangkat lunak Photomodeler sehingga didapatkan intrinsic parameter dari kamera yang akan digunakan untuk merekontruksi suatu benda. Perlu diperhatikan untuk tidak merubah besarnya panjang fokus kamera yang akan digunakan untuk mengambil gambar benda yang akan direkontruksi setelah proses kalibrasi. Dengan kata lain, besaran panjang fokus pada saat kalibrasi harus sama dengan ketika pengambilan gambar suatu benda. 3.1.3 Proses identifikasi target Proses penentuan koordinat suatu titik pada permukaan benda yang akan direkontruksi menggunakan bantuan target/ penanda yang berbentuk lingkaran. Penanda tersebut berbentuk lingkaran sempurna bila dilihat pada arah tegak lurus bidang lingkaran dan akan berbentuk elips bila dilihat tidak dari arah tegak lurus. Diketahui bahwa sebuah lingkaran adalah sebuah elips dengan nilai sumbu mayor sama dengan sumbu minornya. Metode yang digunakan pada perangkat lunak 41
Photomodeler dalam menentukan lokasi suatu titik pada permukaan benda adalah dengan menentukan lokasi pusat dari sebuah elips. 3.1.4 Prosedur pengambilan gambar dua dimensi suatu benda uji Secara garis besar prosedur pengambilan gambar suatu benda uji yang akan direkontruksi menggunakan perangkat lunak Photomodeler adalah sama. Jumlah gambar yang dibutuhkan untuk merekontruksi suatu benda bervariasi bergantung kepada tingkat kerumitan benda itu sendiri. Sebagai contoh, apabila akan direkontruksi suatu benda berbentuk balok yang ditunjukkan oleh gambar 3-15 sampai dengan 3-17, jumlah gambar yang dibutuhkan cukup 3 (tiga) buah. Hal ini dikarenakan ketiga gambar dua dimensi balok yang diambil dari sudut pandang yang berbeda telah dapat merepresentasikan seluruh permukaan balok tersebut. Gambar 3-15 Gambar balok dari sudut pandang pertama. Gambar 3-15 di atas adalah gambar pertama dari ketiga gambar yang digunakan untuk merekontruksi balok tersebut. Telah diketahui bahwa sebuah balok mempunyai 6 sisi dan 12 rusuk. Pada gambar pertama sisi yang terlihat hanya 3 sisi, yaitu sisi 1, 2, dan 3 yang diilustrasikan dengan angka berwarna biru. Sedangkan rusuk yang tampak hanya rusuk nomer 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9 yang diilustrasikan dengan angka berwarna merah. 42
Gambar 3-16 Gambar balok dari sudut pandang kedua. Pada gambar kedua (gambar 3-16) sisi yang terlihat hanya 3 sisi, yaitu sisi 2, 3, dan 5. Sedangkan rusuk yang tampak hanya rusuk nomer 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, dan 11. Gambar 3-17 Gambar balok dari sudut pandang ketiga. Pada gambar ketiga (gambar 3-17) sisi yang terlihat hanya 3 sisi, yaitu sisi 2, 4, dan 5. Sedangkan rusuk yang tampak hanya rusuk nomer 1, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, dan 12. Bila diperhatikan dari ketiga gambar balok tersebut, terdapat sisi dan rusuk balok yang berada minimal pada dua gambar dan seluruh sisi dan rusuk telah terdapat pada ketiga gambar tersebut (kecuali sisi ke-6/ alas). Hal inilah yang menjadi dasar bahwa tiga gambar telah cukup untuk merekontruksi balok tersebut. 43
3.1.5 Prosedur pembuatan penanda/ marker dan titik kontrol. Penanda/ marker adalah suatu gambar dua dimensi berbentuk lingkaran yang akan diolah oleh perangkat lunak Photomodeler menjadi sebuah titik. Pada hakekatnya, penanda adalah sebuah target yang telah dijelaskan pada sub bab 2.2.1. Titik kontrol adalah dua buah titik yang telah diketahui jaraknya, yaitu sebesar 10 mm, yang telah dibuat terlebih dahulu dengan cara mencetak gambar titik kontrol tersebut di atas kertas. Fungsi dari titik kontrol adalah sebagai acuan jarak yang telah ditetapkan nilainya terlebih dahulu. Proses pencetakan dikerjakan oleh mesin printer tipe HP inkjet 3280. Titik kontrol dapat juga dipakai sebagai penanda. Penjelasan mengenai penanda dan titik kontrol dapat dilihat pada gambar 3-18 di bawah ini. Gambar 3-18 Ilustrasi penanda/ marker dan titik control. 44