PENERAPAN TEKNIK ANIMASI WAJAH PADA KARAKTER 3D HUMANIS

BERBASIS MIMETIC MUSCLES

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh :

LEVYN TRIASTONO TAUFIQ

NIM : 201210370311273

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadiraqt Allah SWT atas Berkat, Rahmad, dan Hidayah-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul PENERAPAN

TEKNIK ANIMASI WAJAH PADA KARAKTER 3D HUMANIS

BERBASIS MIMETIC MUSCLES dapat selesai tepat pada waktunya. Dan

sholawat serta salam penulis curahkan kepada jujungan kita Nabi besar

Muhammad SAW yang telah menuntun kita ke jalan yang di ridhai Allah SWT.

Laporan tugas akhir yang penulis buat ini ditulis untuk memenuhi

persyaratan dan menyelesaikan studi pada Program Sarjana 1 Teknik Informatika

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulisan laporan tugas akhir ini tisak akan berhasil dengan baik tanpa

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak yang telak bersedia meluangkan waktu,

tenaga, dan pikirannya. Oleh karena itu ucapan terima kasih, dipersembahkan

kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas

Akhir ini, terutama kepada :

1. Kedua orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan dukungan

baik moril ataupun materiil untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir.

2. Bapak Yuda Munarko S.Kom., S.Mc selaku Dosen Pembimbing I dan

Bapak Hardianto Wibowo, S. Kom. MT. selaku Dosen Pembimbing II

yang telah bersabar meluangkan waktu, tenaga, dan perhatiannya untuk

memberikan bimbingan, pengarahan dalam menyelesaikan laporan

Tugas Akhir dan dapat selesai dengan baik.

3. Sahabatku Ryansyah dan Irvan Wahyu yang banyak memberikan

semangat dan mau meminjamkan laptop, teman-teman Tim VOL,

v

teman-teman seperjuangan kelas game 2015 dan kelas F, serta mas

Andry yang mau membagi ilmunya dalam bidang pemodelan 3D.

Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis menyadari terdapat

banyak kekurangan dan keterbatasan. Untuk itu, penulis sangat mengharapkan

saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempuranaan

laporan ini. Akhirnya semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi

pembaca, khususnya bagi mahasiswa dan umumnya bagi masyarakat luas.

Malang, Januari 2017

Penulis

Levyn Triastono Taufiq

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. x

BAB I : PENDAHULUAN..................................................................................... 1

1.1 LATAR BELAKANG ........................................................................................... 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH .................................................................................... 2

1.3 TUJUAN PENELITIAN ........................................................................................ 2

1.4 BATASAN PERMASALAHAN .............................................................................. 2

1.5 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................... 3

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ................................................................................ 4

BAB II : LANDASAN TEORI .............................................................................. 6

2.1 OTOT WAJAH ................................................................................................... 6

2.1.1 Otot Pada Area Mata dan Alis ................................................................ 7

2.1.2 Otot Pada Area Hidung ........................................................................... 7

2.1.3 Otot Pada Area Mulut dan Rahang ......................................................... 7

2.1.4 Otot Pada Area Dahi ............................................................................... 7

2.2 GERAKAN OTOT WAJAH MANUSIA ................................................................... 7

2.3 TEKNIK ANIMASI ............................................................................................. 8

2.3.1 Animasi Tradisional ................................................................................ 8

2.3.2 Computer Animation ................................................................................ 9

2.3.3 Rotoscoping ............................................................................................. 9

2.3.4 Keyframe ................................................................................................ 10

2.3.5 Scripted Animation ................................................................................ 11

2.4 SOFTWARE YANG DIGUNAKAN ...................................................................... 11

vii

2.4.1 Otot Pada Area Mata dan Alis .............................................................. 11

2.4.2 Otot Pada Area Hidung ......................................................................... 13

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 16

3.1 PENGENALAN ................................................................................................ 16

3.2 MODEL WAJAH 3 DIMENSI .............................................................................. 16

3.3 RIGGING......................................................................................................... 18

3.4 SKINNING ....................................................................................................... 19

3.5 MESH DEFORMER ........................................................................................... 20

3.6 GERAKAN OTOT WAJAH ................................................................................. 21

BAB IV : IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ............................................. 26

4.1 IMPLEMENTASI .............................................................................................. 26

4.1.1 Model Wajah Manusia 3 Dimensi ......................................................... 26

4.1.2 Iimporting Blender File ke Unity3D ...................................................... 27

4.1.3 Proses Animasi Gerakan Otot Wajah .................................................... 28

4.1.4 Gerakan Otot Wajah dengan Memanipulasi Koordnat XYZ dan

Pemberian Nilai maksimum dan Minimum .................................................... 29

4.2 PENGUJIAN .................................................................................................... 44

BAB V : PENUTUP ............................................................................................. 51

5.1 KESIMPULAN ................................................................................................. 51

5.2 SARAN .......................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 53

viii

DAFTAR GAMBAR

Tabel 2.1 Tabel Pembagian otot pada wajah pada penelitian Jacobo Bibliowics ... 8

Tabel 3.1 Tabel Jumlah Rigging ........................................................................... 19

Tabel 4.1 Tabel koordinat pembentuk gerakan otot alis kanan keatas .................. 29

Tabel 4.2 Tabel nilai pembentuk gerakan otot alis kanan keatas ......................... 29

Tabel 4.3 Tabel koordinat pembentuk gerakan otot alis kiri keatas ..................... 30

Tabel 4.4 Tabel nilai pembentuk gerakan otot alis kiri keatas ............................. 31

Tabel 4.5 Tabel koordinat pembentuk gerakan kedua otot alis keatas ................. 32

Tabel 4.6 Tabel nilai pembentuk gerakan kedua otot alis keatas ......................... 32

Tabel 4.7 Tabel koordinat pembentuk gerakan kedua otot alis bawah ................ 33

Tabel 4.8 Tabel nilai pembentuk gerakan kedua otot alis kebawah ..................... 33

Tabel 4.9 Tabel koordinat pembentuk gerakan kelopak mata menutup ............... 34

Tabel 4.10 Tabel nilai pembentuk gerakan kelopak mata menutup ..................... 35

Tabel 4.11 Tabel koordinat pembentuk gerakan otot hidung ............................... 36

Tabel 4.12 Tabel nilai pembentuk gerakan otot hidung ....................................... 36

Tabel 4.13 Tabel koordinat pembentuk gerakan senyum ke kanan ..................... 37

Tabel 4.14 Tabel nilai pembentuk gerakan senyum ke kanan .............................. 38

Tabel 4.15 Tabel koordinat pembentuk gerakan senyum ke kiri ......................... 39

Tabel 4.16 Tabel nilai pembentuk gerakan senyum ke kiri .................................. 39

Tabel 4.17 Tabel koordinat pembentuk gerakan senyum ..................................... 40

Tabel 4.18 Tabel nilai pembentuk gerakan senyum ............................................. 40

Tabel 4.19 Tabel koordinat pembentuk gerakan cemberut .................................. 41

Tabel 4.20 Tabel nilai pembentuk gerakan cemberut .......................................... 42

Tabel 4.21 Tabel koordinat pembentuk gerakan Mulut Terbuka ......................... 43

Tabel 4.22 Tabel nilai pembentuk gerakan mulut terbuka ................................... 43

ix

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar anatomi otot wajah manusia ................................................. 6

Gambar 2.2 Pembuatan animasi tradisional ........................................................... 9

Gambar 2.3 Pembuatan animasi rotoscoping ....................................................... 10

Gambar 2.4 Pembuatan animasi keyframe ........................................................... 10

Gambar 3.1 Referensi wajah manusia .................................................................. 16

Gambar 3.2 Proses pembuatan model wajah ........................................................ 17

Gambar 3.3 Rigging pada model 3 dimensi mengacu pada otot wajah ............... 18

Gambar 3.4 Range weight paint ........................................................................... 20

Gambar 3.5 Contoh weigth paint pada bagian pipi .............................................. 20

Gambar 3.6 Salah satu bentuk deformasi pada permukaan objek ........................ 21

Gambar 3.7 Wajah Normal ................................................................................... 22

Gambar 3.8 Gerakan Alis Kanan dan Kiri ........................................................... 22

Gambar 3.9 Gerakan alis bersamaan .................................................................... 23

Gambar 3.10 Gerakan Kelopak Mata Menutup.................................................... 23

Gambar 3.11 Gerakan Hidung .............................................................................. 24

Gambar 3.12 Gerakan Mulut Dan Pipi Kanan serta Kiri ..................................... 24

Gambar 3.13 Gerakan senyum dan cemberut ....................................................... 25

Gambar 3.14 Gerakan Mulut Terbuka .................................................................. 25

Gambar 4.1 Hasil render model wajah manusia 3 dimensi .................................. 26

Gambar 4.2 Hirarki otot wajah yang sudah diatur pada Unity 3D ....................... 27

Gambar 4.3 Gambar perubahan mesh deform pada Blender dan Unity ............... 28

Gambar 4.4 Hasil gerakan otot alis kanan Keatas setelah transformasi ............... 30

Gambar 4.5 Hasil gerakan otot alis kiri setelah transformasi ............................... 31

Gambar 4.6 Hasil gerakan kedua otot alis keatas ................................................ 32

Gambar 4.7 Hasil gerakan kedua otot alis kebawah ............................................. 34

Gambar 4.8 Hasil gerakan kelopak mata menutup ............................................... 35

Gambar 4.9 Hasil gerakan otot pada hidung ........................................................ 37

Gambar 4.10 Hasil gerakan senyum ke kanan ..................................................... 38

Gambar 4.11 Hasil gerakan senyum ke kiri ......................................................... 39

Gambar 4.12 Hasil gerakan senyum ..................................................................... 41

Gambar 4.13 Hasil gerakan cemberut .................................................................. 42

Gambar 4.14 Hasil gerakan mulu terbuka ............................................................ 44

Gambar 4.15 Perbandingan Wajah Normal .......................................................... 45

Gambar 4.16 Perbandingan Gerakan Otot Alis Kiri Ke atas ................................ 45

Gambar 4.17 Perbandingan Gerakan Otot Alis Kanan Ke atas ........................... 46

Gambar 4.18 Perbandingan Gerakan Kedua Otot Alis Ke atas ........................... 46

Gambar 4.19 Perbandingan Gerakan Kedua Otot Alis Ke bawah ...................... 47

Gambar 4.20 Perbandingan Gerakan Menutup Mata .......................................... 47

Gambar 4.21 Perbandingan Gerakan Otot Hidung .............................................. 48

ix

Gambar 4.22 Perbandingan Gerakan Senyum Ke kiri ........................................ 48

Gambar 4.23 Perbandingan Gerakan Senyum Ke kanan .................................... 49

Gambar 4.24 Perbandingan Gerakan Senyum ..................................................... 49

Gambar 4.25 Perbandingan Gerakan Cemberut .................................................. 50

Gambar 4.26 Perbandingan Gerakan Membuka Mulut ....................................... 50

53

DAFTAR PUSTAKA

[1] Demetri Terzopoulos, Keith Waters, "Phisically-Based Facial Modelling,

Analysis, and Animation", Department of Computer Science, University of

Toronto, Toronto, 1994.

[2] Peter M. Prendergast, "Anatomy of the Face and Neck", Springer-Verlag

Berlin Heidelberg, 2012.

[3] F. Maharani, "Video Clip animasi 3d sebagai saran penunjang promosi album

grup band "performance harmonic"," Jurnal Tugas Akhir Universitas Sebelas

Maret Surakarta, 2008.

[4] C. Arrahman, "Penggabungan Animasi 2D dan Video dengan Teknik

Rotoscoping menggunakan Toon Boom Harmony," AMIKOM Yogyakarta,

Yogyakarta, 2014.

[5] A. H. Sutopo, Pengembangan Bahan Ajar berbasis Multimedia, Jakarta,

2010.

[6] Terence Benja Küderle, "Muscle-Based Facial Animation," University of

Applied Science Wedel (FH), Wedel, Germany, 2005.

[7] Marco Fratarcangeli, "Computational Models for Animating 3D Virtual

Faces," Division of Image Coding, Department of Electrical Engineering,

Linköping University, SE-581 83 Linköping, Sweden, 2013.

[8] Wikipedia, "Facial Muscles":Wikipedia, [Online]. Available:

https://en.wikipedia.org/wiki/Facial_muscles. [Accessed 3 November 2016].

[9] Jacobo Bibliowicz, "An Automated Rigging System For Facial Animation",

Cornell University, 2005.

[10] Hardianto Wibowo, "Pengenalan Ekspresi Wajah Secara Otomatis

Berdasarkan Facial Action Coding System (FACS) menggunakan Metode

Template Maching," Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember, Surabaya, 2015.

[11] Blender,"Features": Blender.org [Online] Available :

https://www.blender.org/features. [Accessed 3 January 2017]

[12] A. I. Paramitha, "Animasi 3D Kisah Ayu Intan Permani," STMIK AMIKOM

Purwokerto, Purwokerto, 2014