perbandingan software blender 3d dan fire dynamic...

15
Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic Simulator (FDS) Dalam Pembuatan Efek Api Menggunakan Sistem Partikel Ibnu Siena Syam [email protected] Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No. 100 Pondok Cina Depok 16424 ABSTRACT Fire was caused by hot substance from the burning object, derived from the oxidation process so that the varying intensity of energy and has the form of light and heat can also cause smoke. Fire is engaged in three dimensional shape that has a direction that is difficult to predict. In the formation of flame or fire effect used the particle system, where the particle system is a geometric object that produces animation with particle effects running in the hold again. Particle System refers to a technique of computer graphics to simulate certain fuzzy phenomena, which are very difficult to reproduce by ordinary rendering techniques. Blender and Fire Dynamic Simulator (FDS) can use to making a fire effect with particle systems. Keywords : Particle System, Blender, Fire Dynamic Simulator (FDS) 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah Dalam dunia komputer api pertama kali dimodelkan menggunakan sistem partikel oleh Reeves pada tahun 1983. Setiap frame baru dalam animasi, partikel Reeves akan dihasilkan dan dirubah berdasarkan : lokasi, percepatan, kecepatan, warna dan ukuran partikel. Reeves menggunakan dua sistem partikel untuk membuat dinding api dan ledakan planet dalam film Star Trex II. Seiring dengan waktu, api mulai digunakan dalam sebuah game yang disebut dengan efek api, dimana pembuatan efek api ini dapat menggunakan game engine. Salah satu game engine yang dapat digunakan untuk membuat efek api adalah Blender, software game engine yang open source. Blender dibangun untuk keperluan software aplikasi rumahan pada salah satu rumah studio di Belanda NeoGeo. Software ini diciptakan pada tahun 1989 oleh Tom Roosendal. Nama Blender ini terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam game api juga digunakan pada simulasi kebakaran yaitu dengan menggunakan software Fire Dynamic Simulator (FDS). Fire Synamic Simulator atau Simulasi Dinamika Api

Upload: vuonghanh

Post on 06-Mar-2019

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic Simulator (FDS)

Dalam Pembuatan Efek Api Menggunakan Sistem Partikel

Ibnu Siena Syam

[email protected]

Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma

Jl. Margonda Raya No. 100 Pondok Cina Depok 16424

ABSTRACT

Fire was caused by hot substance from the burning object, derived from the oxidation process

so that the varying intensity of energy and has the form of light and heat can also cause

smoke. Fire is engaged in three dimensional shape that has a direction that is difficult to

predict. In the formation of flame or fire effect used the particle system, where the particle

system is a geometric object that produces animation with particle effects running in the hold

again. Particle System refers to a technique of computer graphics to simulate certain fuzzy

phenomena, which are very difficult to reproduce by ordinary rendering techniques. Blender

and Fire Dynamic Simulator (FDS) can use to making a fire effect with particle systems.

Keywords : Particle System, Blender, Fire Dynamic Simulator (FDS)

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam dunia komputer api pertama

kali dimodelkan menggunakan sistem

partikel oleh Reeves pada tahun 1983.

Setiap frame baru dalam animasi, partikel

Reeves akan dihasilkan dan dirubah

berdasarkan : lokasi, percepatan,

kecepatan, warna dan ukuran partikel.

Reeves menggunakan dua sistem partikel

untuk membuat dinding api dan ledakan

planet dalam film Star Trex II.

Seiring dengan waktu, api mulai

digunakan dalam sebuah game yang

disebut dengan efek api, dimana

pembuatan efek api ini dapat

menggunakan game engine. Salah satu

game engine yang dapat digunakan untuk

membuat efek api adalah Blender,

software game engine yang open source.

Blender dibangun untuk keperluan

software aplikasi rumahan pada salah satu

rumah studio di Belanda NeoGeo.

Software ini diciptakan pada tahun 1989

oleh Tom Roosendal. Nama Blender ini

terinspirasi dari sebuah lagu berjudul

Yello.

Selain dalam game api juga

digunakan pada simulasi kebakaran yaitu

dengan menggunakan software Fire

Dynamic Simulator (FDS). Fire Synamic

Simulator atau Simulasi Dinamika Api

Page 2: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

merupakan perangkat lunak yang

dikembangkan dan dikelola oleh National

Institute of Standards and Technology

(NIST) Departemen Perdagangan Amerika

Serikat, bekerjasama dengan VTT

Technical Research Center di Finlandia.

Dan Smokeview adalah visualisasi yang

digunakan untuk menampilkan hasil dari

simulasi FDS.

1.2 Batasan Masalah

Pada penulisan ini, dilakukan

pembuatan efek api menggunakan

software game engine Blender versi 49b

dan Fire Dynamic Simulator versi 5

(FDS5) yang di compile menggunakan

Fortran 90 dan C compiler. Dimana

penulis membatasi dari segi proses

pembentukan efek api menggunakan

sistem partikel sehingga dapat ditampilkan

pada layar monitor.

2. Tinjauan Pustaka

2.1 Sistem Partikel

Sistem Partikel (Particle System)

merupakan objek geometri yang

menghasilkan animasi dengan efek butiran

yang berjalan secara terus – menerus.

Sistem Partikel merujuk pada suatu teknik

komputer grafis untuk mensimulasikan

fenomena fuzzy tertentu, yang sangat sulit

untuk mereproduksi dengan teknik

rendering biasa. Contoh dari fenomena

tersebut yang biasanya direplikasi

menggunakan sistem partikel termasuk

semburan air, hujan, api, asap, bintik salju,

efek pecahan, awan, aliran api, bunga,

ekor meteor dan lain-lain. Sistem partikel

dibagi menjadi tiga prinsip dasar utama.

Pertama, sebuah benda tidak diwakili oleh

satu set elemen permukaan, seperti poligon

atau patch, melainkan sebagai awan dari

partikel yang menentukan volum. Kedua,

sistem partikel bukanlah entitas statis.

Melainkan akan mengalami

perubahan bentuk dan bergerak dengan

berlalunya waktu, yaitu partikel baru akan

“lahir” dan partikel lama akan “mati”.

Ketiga, objek yang diwakili oleh sistem

partikel tidak deterministik, karena

memilik bentuk yang tidak dapat

ditentukan. Sebaliknya, proses stokastik

yang akan membuat dan membentuk

bentuk dari objek tersebut. Proses

stokastik yaitu mempelajari urutan

kejadian yang kemunculannya berdasarkan

peluang tertentu. Sistem partikel adalah

contoh pemodelan stokastik prosedural,

mirip dengan fraktal, dan memiliki

beberapa keuntungan yang sama yaitu

sebagai berikut :

1. Sistem komplek dapat dibuat

dengan sedikit usaha manusia.

2. Tingkat detail dapat dengan mudah

disesuaikan. Sebagai contoh, jika

sistem partikel objek dikejauhan,

maka dapat dimodelkan untuk

detail lebih rendah (beberapa

Page 3: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

partikel), tetapi jika dekat dengan

kamera, maka dapat dimodelkan

dalam detail tinggi (partikel

banyak).

Selama waktu tertentu, partikel dibentuk

didalam sistem, bergerak dan berubah dari

dalam sistem dan mati dari sistem. Untuk

menghitung setiap frame dari suatu urutan

gerakan langkah-langkah yang dilakukan

dalam pembentukan dasar suatu sistem

partikel adalah sebagai berikut:

1. Membentuk partikel baru.

2. Setiap partikel baru mempunyai

himpunan atribut tersendiri.

3. Setiap partikel yang lama atau

masa waktunya sudah habis

akan dihapus.

4. Partikel yang tersisa dirubah dan

dipindahkan sesuai dengan sifat-

sifat dinamisnya.

5. Partikel yang tersisa akan

membentuk gambar untuk di

render.

Sistem partikel dapat diprogram

untuk melakukan suatu set instruksi pada

setiap langkah. Karena ini berbentuk

prosedural, pendekatan ini dapat

menggabungkan model komputasi apapun

yang menggambarkan bentuk atau

dinamika objek. Sebagai contoh gerak dan

transformasi partikel dapat terikat dengan

solusi dari suatu sistem persamaan

differensial parsial atau atribul partikel

yang digunakan dari mekanika statistik.

Proses statkostik sederhana digunakan

sebagai unsur prosedural untuk setiap

langkah dari generasi partikel. Untuk

mengatur bentuk, penampilan, dan

dinamika partikel dalam suatu sistem

partikel. Proses stokastik dipilih secara

acak untuk setiap penampilan dan gerakan

partikel yang dibatasi oleh parameter ini.

Secara umum, setiap partikel menentukan

rentang dimana nilai suatu partikel harus

berada. Rentang partikel ditentukan

dengan memberi nilai rata-rata dan

varians.

Setiap partikel baru memiliki atribut

sebagai berikut :

1. Posisi Awal.

2. Kecepatan awal (kecepatan dan

arah).

3. Ukuran awal.

4. Warna.

5. Transparansi.

6. Bentuk.

7. Umur hidup partikel.

2.2 Blender

Blender merupakan salah satu aplikasi

untuk membuat grafik 3 Dimensi (3D) dan

animasi dimana blender dapat digunakan

untuk pemodelan, texturing, rigging,

simulasi air, skinning, animasi, rendering,

partikel dan simulasi lainnya, non-linier

editing, compositing, dan membuat

aplikasi 3D interaktif, seperti video game,

Page 4: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

film animasi , maupun visual effect dan

Phyton sebagai bahasa pemrograman

untuk scripting. Blender merupakan OSS

(Open Source Software) dibawah GNU

General Public Lisensi, Blender tersedia

pada berbagai jenis sistem operasi, seperti

Linux, Mac OS X dan Microsoft Windows

dan OpenGL digunakan blender sebagai

render grafiknya.

Blender memberikan fitur-fitur utama

yaitu sebagai berikut :

1. Interface yang user friendly dan

tertata rapih.

2. Tool untuk membuat objek 3D

yang lengkap meliputi modeling,

UV mapping, texturing, rigging,

skinning, animasi, partikel dan

simulasi lainnya, scripting,

rendering, compositing, post

production dan game reaction.

3. Kualitas arsitektur 3D yang

berkualitas tinggi dan bisa

dikerjakan dengan lebih cepat dan

efisien.

4. Dukungan yang aktif melalui

forum dan komunitas.

5. File berukuran kecil.

6. Gratis

Kelebihan yang diberikan oleh Blender

adalah dapat membuat game tanpa

menggunakan program tambahan lainnya.

Karena Blender sudah memiliki “Engine

Game” sendiri dan menggunakan

“Phyton” sebagai bahasa pemrograman

yang lebih mudah dibandingkan dengan

menggunakan C++, C dan lain-lain.

Blender menggunakan “OpenGL” sebagai

render grafiknya yang dapat digunakan

oleh berbagai macam “OS”. Saat ini

Blender sudah mengeluarkan versi 2.49

yang ditujukan untuk pembuatan game.

Karena versi ini memiliki fitur-fitur baru

yang dirancang untuk membuat tampilan

game yang lebih realistik dibandingkan

dari versi sebelumnya.

2.3 Fire Dynamic Simulator (FDS)

Fire Dynamics Simulator (FDS) atau

Simulasi Dinamika Api adalah komputasi

dinamika fluida (CFD) model didorong

aliran api. Perangkat lunak numerik untuk

memecahkan suatu LES bentuk persamaan

Navier-Strokes yang sesuai untuk

kecepatan rendah, berorientasi aliran

termal, dengan penekanan pada asap dan

transportasi panas dari kebakaran. FDS

adalah perangkat lunak yang

dikembangkan dan dikelola oleh Institut

Nasional Standar dan Teknologi (NIST)

Departemen Perdagangan Amerika

Serikat, bekerjasama dengan VTT

Technical Research Centre di Finlandia.

Smokeview adalah visualisasi yang

digunakan untuk menampilkan hasil dari

simulasi FDS.

Versi pertama FDS dirilis ke publik

pada bulan Februari 2000. Pada saat itu,

sekitar setengah dari aplikasi merupakan

Page 5: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

model untuk rancangan sistem penangan

asap dan sprinkler atau studi detektor

aktifasi. Dan setengahnya lagi untuk

rekonstruksi kebakaran pada perumahan

dan industri. Selama perkembangannya,

FDS ditujukan untuk memecahkan

kebakaran praktis dalam teknik proteksi

kebakaran, dan pada saat yang bersamaan

digunakan untuk mempelajari dinamika

fundamental dan pembakaran api.

FDS adalah program komputer

yang memecahkan persamaan yang

menggambarkan evolusi api. Program

Fortran digunakan untuk membaca

parameter masukan dari sebuah file teks,

menghitung solusi numerik untuk

persamaan yang digunakan, dan menulis

output data ke suatu file. Smokeview

adalah program tambahan untuk membaca

output file FDS dan menghasilkan animasi

pada layar monitor. Smokeview memiliki

antar muka berbasis menu sederhana dan

FDS tidak. Namun terdapat program dari

pihak ketiga yang telah dikembangkan

untuk menghasilkan file teks yang berisi

file masukan yang dibutuhkan oleh FDS.

FDS dijalankan melalui Command

Prompt atau dengan menggunakan

program lain yang sudah menggunakan

Graphical User Interface (GUI). FDS

dapat dijalankan dengan satu buah

komputer dengan satu CPU (satu prosesor)

atau dengan menggunakan beberapa

komputer dengan beberapa CPU (banyak

prosesor). Jika menggunakan satu CPU

maka akan dieksekusi dengan fds5.exe,

tetapi jika menggunakan beberapa CPU

akan dieksekusi dengan fds5_mpi.exe.

MPI kepanjangan dari Message Parsing

Interface, yaitu file fds yang menggunakan

sistem komputasi pararel. FDS dapat

dijalankan di beberapa sistem operasi

seperti MS Windows, Mac OS X dan

Linux.

3. Analisa dan Pembahasan

Blender dan Fire Dynamic Simulator

(FDS) merupakan salah satu software open

source yang dapat digunakan untuk

membuat efek api. Dimana efek api ini

dapat digunakan pada bermacam-macam

aplikasi, seperti pada game dan simulasi

kebakaran. Dalam pembuatan efek api ini

digunakan sistem partikel, yaitu suatu

butiran-butiran kecil yang berjalan secara

terus menerus dalam jumlah yang sangat

banyak dapat berjumlah puluhan, ratusan

maupun jutaan partikel.

Berikut ini merupakan alur kerja dari

partikel, dimana alur kerja ini

menggambarkan daur siklus partikel dalam

sistem partikel. Setiap partikel dibuat dan

ditetapkan attribut-attributnya kemudian di

plot pada layar monitor. Selanjutnya

attribut-attribut tersebut akan diperbarui

langkah demi langkah dan di plot ulang

pada layar. Jika waktu partikel sudah habis

akan dihapus dari sistem.

Page 6: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

Gambar 1 : Alur Kerja Partikel

3.1 Sistem Partikel Blender

Sistem partikel pada Blender yaitu

cepat, fleksibel, dan kuat. Partikel hanya

dapat dipancarkan dari objek Mesh. Setiap

objek Mesh dapat dimiliki hingga 10

sistem partikel yang terpisah dan

pengaturan partikel dapat dibagi antar

sistem, seperti halnya pada material atau

tekstur yang dapat diterapkan pada banyak

objek. Secara umum sistem partikel

berjenis Emitter. Dalam sistem tersebut,

partikel yang dipancarkan dari objek yang

dipilih dari frame Sta sampai frame End.

Sta dan End didefinisikan di pengaturan

dasar pada panel yang sama.

Partikel yang digunakan untuk

membuat efek api menggunakan Blender

yaitu partikel Newtonian. Partikel

Newtonian merupakan partikel yang diatur

oleh hukum Newton tentang gerak,

terutama oleh hukum kedua Newton.

Hukum ini menyatakan, “Sebuah benda

yang memperoleh pengaruh gaya atau

interaksi akan bergerak sedemikian rupa

sehingga laju perubahan waktu dari

momentum sama dengan gaya tersebut”.

Hukum-hukum gerak Newton baru

memiliki arti fisis, jika hukum-hukum

tersebut diacukan terhadap suatu kerangka

acuan tertentu, yakni kerangka acuan

inersia (suatu kerangka acuan yang

bergerak serba sama – tak mengalami

percepatan). Prinsip Relativitas Newtonian

menyatakan, “Jika hukum-hukum Newton

berlaku dalam suatu kerangka acuan maka

hukum-hukum tersebut juga berlaku dalam

kerangka acuan lain yang bergerak serba

sama relatif terhadap kerangka acuan

pertama”.

Konsep partikel bebas

diperkenalkan ketika suatu partikel bebas

dari pengaruh gaya atau interaksi dari luar

sistem fisis yang ditinjau (idealisasi fakta

fisis yang sebenarnya). Gerak partikel

terhadap suatu kerangka acuan inersia tak

gayut (independen) posisi titik asal sistem

koordinat dan tak gayut arah gerak sistem

koordinat tersebut dalam ruang.

Dikatakan, dalam kerangka acuan inersia,

ruang bersifat homogen dan isotropik. Jika

partikel bebas bergerak dengan kecepatan

Page 7: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

konstan dalam suatu sistem koordinat

selama interval waktu tertentu tidak

mengalami perubahan kecepatan,

konsekuensinya adalah waktu bersifat

homogen.

Posisi partikel dapat ditulis sebagai

fungsi waktu : x(t). Kecepatan

didefinisikan sebagai laju perubahan posisi

berdasarkan waktu.

� (� ) =  ���

 � (� )

Maka percepatan adalah laju perubahan

kecepatan berdasarkan waktu.

� (� ) =  ���

 � (� )

Percepatan dihitung dari jumlah partikel

yang digunakan. Sehingga penggunaan

partikel Newtonian dalam animasi dapat

diringkas sebagai berikut :

for each time step

calculate forces on all particles

for each particle

calculate accelaration :

� =   ��

integrate equations of motion :

� =   � +  � �   � �

� = � +  � �   � �

Variabel f merupakan vektor gaya, dan

m adalah massa. Integrasi yang di

tunjukkan di atas dikenal dengan metode

Euler. Gaya yang bekerja pada sistem

partikel biasanya meliputi berat dan

rendaman :

Fgrav = mg dimana g = gaya grafitasi

Fdamp = -kdv dimana kd = konstanta

hambatan

3.3 Sistem Partikel FDS

FDS menggunakan partikel sebagai

elemen perunut untuk memungkinkan satu

untuk memvisualkan aliran. Selain itu FDS

menggunakan partikel sebagai tetasan

untuk model pencegahan kebakaran. Posisi

partikel dalam FDS ditentukan dengan

menggunakan persamaan diferensial.

� � �

� �= � (� � � )

Dimana xp merupakan posisi partikel dan

V merupakan kecepatan. Asumsikan

model ini digunakan untuk menghitung

aliran partikel dimana gaya tarik partikel

lebih besar dibandingkan mg, gaya tarik

gravitasi.

FDS menggunakan partikel untuk

mewakili macam-macam benda yang

tidak dapat diselesaikan pada grid

numerik. Penulis mendefinisikan sebuah

Langrangian sebagai dua posisi x dan

kelajuan � � .

�  (� , � ) = � (� � ) �  � (� ) = ��

� � � �  � (� ) 

(1)

Dimana energi kinetik � (� � ) =   ��

� � �

sebagai fungsi yang hanya terdiri dari

peubah kelajuan dan energi potensial yang

juga tergantung pada fungsi posisi � (� ).

Selanjutnya diawali dengan turunan parsial

(partial derivative). Untuk suatu fungsi

Page 8: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

peubah tunggal � (� ) dengan notasi ����

digunakan untuk turunan. Untuk fungsi

dua peubah � (� , � ), ada dua turunan untuk

masing-masing peubah. Dalam hal ini

penulis antarkan secara sederhana suatu

notasi yang berbeda untuk turunan, penulis

namakan ����

untuk turunan y (dimana y

berubah tetapi z tetap) dan ����

untuk

turunan z (dimana z berubah tetapi y

tetap). Dari persamaaan (1) terlihat bahwa

� �� �

=   �   � �� �

(2)

dan

� �� �

=  � � � = � (3)

�  disebut momentum. Sehingga menjadi

�� �

=   � � �� �

� = � � � (4)

Dengan mengkombinasikan antar

persamaan (2), (3) dan persamaan Newton

� = � � akan menjadi

� �� �

  �� �

=   � � �� � �

� (5)

Yang merupakan persamaan Euler-

Langrang dalam satu dimensi. Dimana

persamaan ini menggantikam � = � �

dalam dinamika Newton. Sedangkan untuk

persamaan Euler-Langrang tiga dimensi

(dengan cara menggabungkan tiga

komponen persamaan).

� � = � � �  ,       � � = � � �  ,       ��

= � � �

yang menghasilkan persamaan Langrang

tiga dimensi.

�  (� , � , � , � � , � � , � �)

=  12

�  (� � � +   � � � +   � � � )

�  � (� , � , � )

Dalam FDS Partikel Langrangian

digunakan sebagai tetesan air atau bahan

bakar cair, pelacak aliran dan berbagai

objek lainnya yang tidak didefinisikan atau

terbatas oleh numerik mesh, dimana mesh

adalah kelompok namelist yang

menetapkan volume dari komputasi

domain. “PART” merupakan kelompok

namelist yang digunakan untuk membuat

parameter yang berhubungan dengan

partikel Langrangian. Semua partikel

Langrangian harus didefinisikan secara

eksplisit melalui kelompok namelist

“PART”. Ketika jenis partikel tertentu

telah dijelaskan menggunakan baris

“PART”, maka nama partikel tersebut

dapat digunakan bagian lain pada file input

dengan menggunakan parameter

“PART_ID”, dimana semua “PART_ID”

harus didefinisikan sebelumnya.

Kemudian partikel-partikel Langrangain

dapat diperkenalkan dalam aliran fluida

dari permukaan padat melalui kondisi

batas.

3.3 Pemodelan Api Blender

Membuat animasi efek api dengan

menggunakan Blender tidaklah begitu

sulit, karena disini tidak memerlukan

script sedikitpun tinggal melakukan drag n

drop dan melakukan pengaturan properti-

Page 9: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

properti yang dibutuhkan. Berikut

merupakan tahapan pembuatan efek api :

1. Membuka aplikasi Blender 3D

2. Membuat circle (tekan spasi -> add

-> mesh -> circle)

Gambar 2 : Tampilan scene sederhana

3. Tekan F7 untuk berpindah ke objek

mode, kemudian memilih particle

button kemudian pilih Add New.

Akan banyak tab konfigurasi, tab

yang digunakan yaitu tab Particle

System dan Physics, konfigurasi

akan seperti tampak pada gambar

dibawah ini :

Gambar 3 : Particle System

4. Setelah melakukan pengaturan

pada tab Particle System

selanjutnya konfigurasi pada tab

Shading dan konfigurasi yang

digunakan yaitu Material button

dan Texture button. Shading

digunakan untuk memberikan

warna dan memberikan tektur yang

halus.

Gambar 4 : Material untuk objek

emitter

Gambar 5 : Konfigurasi tekstur

5. Untuk melihat hasilnya tekan

tombol Alt + A, maka hasilnya

akan tampak seperti berikut :

Gambar 6 : Butiran partikel

Untuk membuat efek api terlihat lebih

realistik pada Blender terdapat fitur

composite, composite adalah tempat untuk

menemambahkan efek visual. Untuk

menggunakan composite pilih tab scene

(F10) kemudian memilih menu Render

buttons selanjutnya pilih Do Composite

pada Anim, seperti tampak dibawah

dibawah ini :

Page 10: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

Gambar 7 : Composite

Selanjutnya pada Display Current

Window Type dirubah ke Node Editor

kemudian klik tombol Use Nodes. Pada

bagian inilah dilakukan pemberian efek

visual, seperti melakukan filter, blur,

warna (RGB, Hue Sturation Value,

Gamma, dan lain-lain), vektor, convector,

dan lain sebagainya. Composite yang

dilakukan sebagai berikut :

Gambar 8 : Node Editor

Setelah semua konfigurasi dan

pengaturan propertis selesai maka saatnya

dilakukan rendering, dimana rendering

dilakukan untuk menyatukan semua

konfigurasi tersebut menjadi satu kesatuan

animasi. Pada Blender untuk melakukan

rendering perintah yang digunakan yaitu

Ctrl + F12 maka akan tampil seperti

berikut :

Gambar 9 : Rendering animasi

Rendering akan selesai setelah sampai 249

frame, hasil yang dilakukan dari rendering

yaitu sebagai berikut :

Gambar 10 : Hasil rendering animasi

3.4 Pemodelan Api FDS

Pemodelan api menggunakan Fire

Dynamic Simulator (FDS) dibuat dengan

menggunakan script, dimana ditulis

dengan menggunakan bahasa Fortran

90/95. Semua informasi yang berhubungan

simulasi atau pemodelan api menggunakan

FDS disimpan dalam satu file yang

Page 11: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

bernama “spray_burner.fds”. penulisan

script ini dibagi menjadi lima bagian yaitu,

konfigurasi umum, domain komputasi,

pengaturan properti, bentuk ruang dan

output. Kesemuanya tersebut yang akan

membangun model api, berikut potongan

script “spray_burner.fds” :

&HEAD CHID='spray_burner',

TITLE='Test Simulation of 2 MW

Heptane Spray Burner, SVN

$Revision : 5360 $' /

&MESH IJK=20,30,40, XB=3.0,5.0,-

1.5,1.5,0.0,4.0 /

&TIME T_END=90. /

&MISC

SURF_DEFAULT='GYPSUM

BOARD',

POROUS_FLOOR=.FALSE. /

&REAC ID ='HEPTANE TO CO2'

FUEL ='N-HEPTANE'

FYI ='Heptane, C_7 H_16'

HEAT_OF_COMBUSTION=440

00.

C=7.

H=16.

CO_YIELD=0.008

SOOT_YIELD=0.015 /

FDS bukan merupakan Computer

Aided Design (CAD) melainkan kode CFD

(Computational Fluid Dynamics), yaitu

dimana tidak semua detail benda

(geometri), semua sifat fisik dan kimia dari

objek yang terlibat dimasukkan dalam

input file. FDS pada dasarnya digunakan

untuk membuat simulasi kebakaran, pada

baris program diatas ketika di lakukan

rendering maka akan menghasilkan model

pai. Untuk melakukan rendering pada FDS

tidak semudah seperti pada Blender,

rendering FDS ini melakukan memerlukan

beberapa file, yaitu :

- fds5.exe,

- glew32.dll,

- pthreadVC.dll,

- smokeview.exe,

- fds5_mpi.exe,

- smokediff.exe.

Kesemua file tersebut sudah terdapat

pada folder “bin”, ketika akan melakukan

render file “spray_burner.fds” harus

tersimpan dalam satu folder dengan file-

file tersebut, dan untuk merender

menggunakan command prompt dan path

url berada pada posisi dimana file

tersebut berada kemudian perintah yang

digunakan adalah “fds5

spray_burner.fds”, maka hasilnya akan

seperti pada gambar di bawah ini :

Page 12: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

Gambar 11 : Render spray_burner.fds

Proses rendering akan selesai

sampai Simulation Time bernilai 90.0 s.

Hasil dari rendering tersebut akan

membuat beberapa file diantaranya file

dengan extension .smv, file ini yang

digunakan untuk menampilkan hasil atau

output dari rendering tersebut. smv

merupakan kepanjangan dari smokeview,

yaitu software tambahan yang digunakan

oleh FDS untuk melakukan visualisasi.

Ketika file .smv di klik maka akan

memanggil file objects.svo dan

smokeview.ini. Hasil dari rendering

tersebut akan tampak seperti gambar

dibawah ini :

Gambar 13 : Animasi output

Terlihat api yang dihasilkan dari

menggunakan FDS tidak sebagus dan

serealistis dari api yang dihasilkan

dengan menggunakan Blender, tetapi

dengan menggunakan FDS api yang

dihasilkan dapat dilakukan modfikasi

atau melakukan perubahan dan

pengaturan dengan mengklik kanan

jendela Smokeviewnya maka akan

muncul jendela menu. Dengan

menggunakan FDS dapat mengetahui

tingkatan suhu yang terdapat pada api

tersebut, seperti yang diperlihatkan pada

gambar diatas. Selain dapat melihat api

Smokeview dapat digunakan untuk

melihat partikel-partikel yang meuncul

yang dapat membentuk api, dengan

memilih Load/Unload -> Particle File ->

Particle, maka akan ditampilkan pada

gambar di bawah ini :

Gambar 14 : Partikel –partikel FDS

4. Kesimpulan

Setelah melakukan analisa serta

perbandingan-perbandingan yang

Page 13: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

dilakukan terhadap software Blender 3D

dan Fire Dynamic Simulator (FDS) dalam

membuat efek api menggunakan sistem

partikel. Secara garis besar dapat ditarik

kesimpulan bahwa efek api yang

dihasilkan dari menggunakan Blender 3D

lebih terlihat realistis dibandingkan

dengan mengunakan FDS. Dimana FDS

biasa digunakan untuk membuat simulasi

kebakaran sehingga tampilan dari efek api

tidak begitu realistis selain itu pada FDS

hasil dari render dapat dimanipulasi

dengan adanya Smokeview yang

digunakan untuk menjalankan hasil render

tersebut.

Jika dilihat dari tampilan GUI

(Graphic User Interfaces) Blender terlihat

lebih mudah digunakan dan mudah

dipelajari bagi orang yang baru

menggunakan dan atau akan

menggunakan. Karena tampilan yang

diberikan oleh Blender lebih user friendly.

Berbeda dengan FDS tampilan dari FDS

tidak begitu user friendly karena untuk

membuat efek api menggunakan FDS ini

pengguna dihadapkan pada penggunaan

jendela teks editor dan command prompt.

Pada saat ini sedang dikembangkan

software pendukung yang dapat digunakan

untuk menggunakan FDS dan Blender

yang disebut dengan BlenderFDS. Dimana

BlenderFDS ini dibangun pertama kali

oleh Emanuele Gissi pada bulan

September 2009. BlenderFDS ini gratis

dan open source, dibuat menggunakan

Phyton dan dapat digunakan pada sistem

operasi Linux, MS Windows, dan MacOS

X. BlenderFDS ini dapat di download di

http://code.google.com/p/blenderfds/downl

oads/list .

Sistem partikel Blender 3D

menggunakan hukum Newtonian terutama

hukan II Newton sedangkan FDS

menggunakan hukum Langrangian.

Dimana Langrangian merupakan turunan

dari hukum II Newton, Langrangian

digunakan untuk mewakili macam-macam

benda yang tidak dapat diselesaikan pada

grid numerik.

Daftar Pustaka

[1] Damriani dan Zainal (24 Desember

2007). “Dinamika Langrang dan Hamilton

untuk Sekolah Lanjutan Atas”.

http://www.scribd.com/doc/2024691/Dina

mika-Lagrangian-dan-Hamiltonian-untuk-

SLA , 1 Agustus 2010.

[2] Forney, Glenn P (22 Juni 2010).

“Smokeview (Version 5) – A Tool for

Visualizing Fire Dynamic Simulation

Data, Volume II : Technical Reference

Giude”. http://fds-

smv.googlecode.com/svn/trunk/FDS/trunk

Page 14: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

/Manuals/All_PDF_Files/SMV_5_Technic

al_Reference_Guide.pdf, 23 Juli 2010.

[3] Forney, Glenn P (22 Juni 2010).

“Smokeview (Version 5) – A Tool for

Visualizing Fire Dynamic Simulation

Data, Volume I : User’s Giude”. http://fds-

smv.googlecode.com/svn/trunk/FDS/trunk

/Manuals/All_PDF_Files/SMV_5_User_G

uide.pdf, 23 Juli 2010.

[4] Gissi, Emanuele (27 Oktober 2009).

“An introduction to Fire Simulation with

FDS and Smokeview”. http://fds-

tools.googlecode.com/files/intro_to_fire_si

m-027.pdf, 23 Juli 2010.

[5] Kevin McGrattan, Simo Hostikka,

Jason Floyd, Howard Baum, Ronald

Rehm, Willian Mell, dan Randall

McDermott (23 Juni 2010). “Fire

Dynamic Simulator (Version 5) Technical

Guide”. http://fds-

smv.googlecode.com/svn/trunk/FDS/trunk

/Manuals/All_PDF_Files/FDS_5_Technic

al_Reference_Guide.pdf, 23 Juli 2010.

[6] Kevin McGrattan, Randall McDermott,

Simo Hostikka, dan Jason Floyd (23 Juni

2010). “Fire Dynamic Simulator (Version

5) User’s Guide”. http://fds-

smv.googlecode.com/svn/trunk/FDS/trunk

/Manuals/All_PDF_Files/FDS_5_User_Gu

ide.pdf, 23 Juli 2010.

[7] Somesekaran, Sanandanan (2005).

“Using Particle System to Simulate Real-

Time Fire”.

http://www.docstoc.com/docs/18448354/P

article-System-Simulation-and-Re, 03

Agustus 2010.

[8] URL :

http://tutorial.smkn6dki.or.id/index.php?ac

tion=downloadfile&filename=Bab%20II%

20Kegiatan%20Pemelajaran%203.pdf&dir

ectory=public_downloads/Kurikulum_Mul

timedia/Modul16%20Mengembangkan%2

0Animasi%20Dimensi%20Tiga%20(3D%

Page 15: Perbandingan Software Blender 3D dan Fire Dynamic ...publication.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/1069/1/50406364.pdf · terinspirasi dari sebuah lagu berjudul Yello. Selain dalam

20Animation)&PHPSESSID=cf19a0d71e8

fb289642d565b034e8e4d, 23 Juni 2010.

[9] URL :

http://ndundupan.wordpress.com/2009/01/

23/blender-3d-open-source-sofware/ , 25

Juni 2010.

[10] URL :

http://en.wikipedia.org/wiki/Blender_(soft

ware), 26 Juni 2010.

[11] URL :

http://ndundupan.blogspot.com/2009/03/se

jarah-blender-3d.html, 26 Juni 2010.

[12] URL :

http://www.blender.org/development/archi

tecture/, 26 Juni 2010.

[13] URL :

http://animasiblender.wordpress.com/categ

ory/tutorial/bab-1-blender-interface/, 29

Juni 2010.

[14] URL :

http://en.wikipedia.org/wiki/Fire_Dynamic

s_Simulator, 01 Juli 2010.

[15] URL :

http://www.siggraph.org/education/materia

ls/HyperGraph/animation/particle.htm, 07

Juli 2010.

[16] URL :

http://id.wikipedia.org/wiki/Api , 09 Juli

2010.

[17] Vanzine, Yuri (2007). “Real-Time

Volumetric Rendering of Fire in a

Production System : Feasibility Study”.

http://www.cs.iusb.edu/thesis/YVanzine_t

hesis.pdf, 20 Juni 2010.