Simulasi gerak manusia pada Animasi 3D cerita Al-Fiil menggunakan metode Forward Kinematics dan Inverse Kinematics

مستخلص البحث

إن تطوير التكنولوجيا سريع للغاية ، مما يتطلب منا الحصول على المعلومات بسرعة وسهولة. الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد كوسيلة تعلم ستجعلها أكثر إثارة للاهتمام وأسهل للفهم. تحكي قصة الفيل عن الحدث الرهيب لكيفية اقتراب الملك أبرهة من مهاجمة الكعبة ، ولكن تم إحباطه من قبل الله سبحانه وتعالى من خلال إرسال ملائكةه متجسرين كجيش طيور أبابيل يحمل الصوان من الجحيم ، ثم رميه على كل جيش ملك أبرهة لاختراق من فوق مثل الأوراق التي تأكلها اليرقات. يركز هذا البحث على الحركات البشرية ثلاثية الأبعاد عند المشي. الغرض من هذه الدراسة هو إنتاج نمط مشي بشري حقيقي. التلاعب هو عملية إضافة عظم إلى شخصية أو تحديد حركة على جسم ميكانيكي. الكينماتيكا الأمامية هي وظيفة تقوم بتعيين الزوايا إلى المواضع بمعلمات الموضع والاتجاه. الكينماتيكا العكسية هي وظيفة لتحديد كل حركة لنظام من الموقع المطلوب تحقيقه. يتم اختبار هذا البحث من خلال مقارنة دوران زاوية عظم اليد وموضع المستجيب النهائي للقدم في النسخة ثلاثية الأبعاد للمشي البشري باستخدام الكينماتيكا الأمامية والكينماتيكا العكسية مع المشي البشري في العالم الحقيقي. حصلت النتائج على أن الشخصيات ثلاثية الأبعاد عند المشي لها أوجه تشابه مع الكائن الأصلي بمتوسط ​​خطأ 5.45٪ من 12 بيانات. البيانات في شكل عظامين في اليدين وعظامين في الساقين في عدة أوضاع عند المشي.

ABSTRACT

The development of technology is very fast, requiring us to obtain information quickly and easily. 3D animation as a learning medium will make it more interesting and easier to understand. Al-Fiil's story tells about the terrible event of how King Abraha was about to attack the Kaaba, but was thwarted by Allah SWT by sending his angels incarnated as an Ababil bird army carrying flint from hell, then throwing it at every army of Abraha's king to penetrate from above down like the leaves that are eaten by caterpillars. This research focuses on 3D human movements when walking. The purpose of this study is to produce a real human walking pattern. Rigging is the process of adding bone to a character or defining movement on a mechanical object. Forward kinematics is a function that maps angles to positions with position and orientation parameters. Inverse kinematics is a function to determine every movement of a system from the position to be achieved. Testing of this research is by comparing the rotation of the angle of the hand bone and the end-effector position of the foot in the 3D version of human walking using Forward kinematics and inverse kinematics with human walking in the real world. The results obtained that human 3D characters when walking have similarities with the original object with an average error of 5.45% from 12 data. The data is in the form of 2 bones in the hands and 2 bones in the legs in several poses when walking.

ABSTRAK

Perkembangan teknologi yang sangat cepat, menuntut kita untuk memperoleh informasi secara cepat dan mudah. Animasi 3D sebagai media pembelajaran akan membuatnya lebih menarik serta mudah dipahami. Kisah Al-Fiil berceritakan tentang peristiwa dahsyat bagaimana raja Abrahah ketika akan menyerang Ka’bah, namun digagalkan oleh Allah SWT dengan mengirimkan malaikatnya yang menjelma sebagai pasukan burung Ababil yang membawa batu api dari neraka, kemudian melemparkannya pada setiap pasukan raja Abrahah hingga menembus dari atas ke bawah seperti daun-daun yang dimakan ulat. Penelitian ini berfokus pada gerakan 3D manusia ketika berjalan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan pola gerak berjalan manusia secara nyata. Rigging adalah proses menambahkan tulang ke karakter atau mendefinisikan gerakan pada benda mekanis. Forward kinematics adalah suatu fungsi yang memetakan sudut terhadap posisi dengan parameter posisi dan orientasi. Inverse kinematics adalah suatu fungsi untuk menentukan setiap pergerakan suatu sistem dari posisi yang ingin dicapai. Pengujian penelitian ini yaitu dengan cara membandingkan rotasi sudut derajat tulang tangan dan posisi end-effector kaki pada gerakan berjalan manusia versi 3D menggunakan metode Forward kinematics dan inverse kinematics dengan gerakan berjalan manusia di dunia nyata. Hasil yang didapat bahwa karakter 3D manusia ketika berjalan memiliki kemiripan dengan objek aslinya dengan rata-rata error sebesar 5,45% dari 12 data. Data tersebut berupa 2 tulang pada tangan dan 2 tulang pada kaki pada beberapa pose gerakan saat berjalan.