APLIKASI AUGMENTED REALITY ANATOMI RANGKA MANUSIA MENGGUNAKAN LIBRARY VUFORIA PADA PLATFORM iOS HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi
ADDE ARYA KRISNAMURTTI NIM. 0804505067
JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di perguruan tinggi lain, dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan pada daftar pustaka.
Denpasar, Juli 2015
Adde Arya Krisnamurtti
ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
iii
BERITA ACARA TUGAS AKHIR
iv
ABSTRAK
Anatomi manusia merupakan disiplin ilmu mengenai struktur penyusun tubuh. Permasalahan terjadi dengan alat peraga anatomi yang berupa gambar 2 dimensi dan patung miniatur masih sulit untuk mendeskripsikan atau memberi penggambaran bagian-bagian anatomi rangka manusia. Diperlukan suatu pendekatan yang lebih baik agar pengalaman belajar anatomi rangka manusia menjadi lebih jelas dan menarik. Augmented reality (AR) merupakan salah satu teknologi yang sedang berkembang sangat pesat hampir di seluruh dunia. Pemanfaatan teknologi augmented reality telah dipakai dalam berbagai bidang salah satunya adalah pendidikan. Implementasi augmented reality berbasis mobile untuk mendeskripsikan anatomi rangka manusia merupakan sebuah alternatif untuk menciptakan pengalaman belajar yang lebih menarik. Pengembangan aplikasi augemented reality rangka manusia ini menggunakan Library Vuforia. Hasil pengujian menunjukkan bahwa aplikasi mampu menampilkan objek 3 dimensi anatomi rangka manusia. Jarak ideal yg dicapai untuk pendeteksian adalah 10 hingga 30 cm dengan persentase luas marker yang tidak terlihat adalah tidak lebih dari 75% pada pendeteksian.
Kata kunci : anatomi, rangka, augmented reality, marker
ABSTRACT
Human anatomy is a discipline of the constituent structures of the body. The problem occurs with props anatomical form of 2-dimensional images and miniature sculpture. That is still difficult to describe or give a good perspective of anatomical parts of the human skeleton. There is need a better approach to build human skeletal anatomy learning experience to becomes clear and interesting. Augmented reality (AR) is a technology that is growing very rapidly in almost all the world. Utilization of augmented reality technology has been used in various fields one of which is education. Implementation based mobile augmented reality to describe the anatomy of the human skeleton is an alternative to create a learning experience more interesting.Augemented application development framework of this human reality using Vuforia Library. The test results indicate that the application is capable of displaying 3-dimensional objects human skeletal anatomy. That the ideal distance is achieved for the detection of 10 to 30 cm with wide percentage invisible marker that is not more than 75% in the detection.
Keywords: anatomy, skeleton, augmented reality, marker
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas berkat rahmat Tuhan Yang Maha Esa akhirnya kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Aplikasi Augmented Reality Anatomi Rangka Manusia Menggunakan Library Vuforia pada Platform iOS” yang diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan Program Sarjana Strata Satu (S1) Jurusan Teknologi Informasi. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik universitas Udayana.
2.
Bapak Dr. Eng. Putu Agung Bayupati, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Prof. Dr. I Ketut Gede Darma Putra, S.Kom., M.T., selaku dosen pembimbing I dan Bapak A. A. Kompiang Oka Sudana, S.Kom., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan Tugas Akhir ini.
4.
Bapak I Gusti Made Arya Sasmita, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing akademik, yang telah memberikan bimbingan selama menempuh pendidikan di Jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana.
5.
Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam pembuatan tugas akhir ini.
6.
Teman-teman veteran Teknologi Informasi angkatan 2008 yang masih tetap berjuang di detik-detik terakhir: Onny Diar, Dika Pradita, Veda Andreyana, Oka Widiarsana, Hary Sadewa, Erlangga Putra dan yang lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu-satu. Sangat disadari bahwa Tugas Akhir
ini masih jauh dari tingkat
kesempurnaan, oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun
vi
sangat kami harapkan. Besar harapan kami semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca. Demikian pengantar dari penulis, apabila dalam Tugas Akhir ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan, baik disengaja maupun tidak, kami mohon maaf, Atas perhatiannya kami ucapkan terima kasih.
Denpasar, Juli 2015
Adde Arya Krisnamurtti
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i PERNYATAAN ..................................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................................................... iii BERITA ACARA TUGAS AKHIR .................................................................... iv ABSTRAK ............................................................................................................ iv ABSTRACT ........................................................................................................... v KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x DAFTAR TABEL................................................................................................ xii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1 Latar belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 3 1.3 Tujuan ....................................................................................................... 3 1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...................................................... 3 1.5 Manfaat ..................................................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6 2.1 State of the Art.......................................................................................... 6 2.2 Konsep Dasar Sistem ................................................................................ 7 2.3 Aplikasi Mobile ........................................................................................ 8 2.4 Anatomi Tulang Manusia ......................................................................... 8 2.4.1 Struktur Molekuler Tulang.............................................................. 10 2.4.2 Histologi dan Metabolisme Tulang ................................................. 10 2.4.3 Pertumbuhan Tulang ....................................................................... 11 2.4.5 Bagian Tulang ................................................................................. 12 2.4.6 Susunan Rangka Tubuh Manusia .................................................... 14 2.5 Sistem Operasi iOS................................................................................. 18 2.6 Augmented Reality .................................................................................. 19 2.7 JavaScript ............................................................................................... 23 2.8 Vuforia Qualcomm ................................................................................. 24 2.8.1 Arsitektur Vuforia ........................................................................... 25 2.8.2 Target Manager .............................................................................. 26 2.8.3 Natural Features dan Augmentable Rating..................................... 27 2.9 Adobe Photoshop.................................................................................... 28 2.9.1 Peningkatan Fitur Setiap Versi Photoshop ...................................... 29 2.10 Unity 3D ............................................................................................. 32 2.11 Autodesk Maya ................................................................................... 34 BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM .................................... 35 3.1 Tempat dan Waktu ................................................................................. 35 3.2 Data......................................................................................................... 35 3.2.1 Sumber Data .................................................................................... 35 3.2.2 Jenis Data ........................................................................................ 35 3.2.3 Metode Pengumpulan Data ............................................................. 36 3.3 Masukan dan Keluaran Perangkat Lunak ............................................... 36 viii
3.3.1 Masukan Perangkat lunak ............................................................... 36 3.3.2 Keluaran Perangkat Lunak .............................................................. 36 3.4 Alat Penelitian ........................................................................................ 37 3.4.1 Konfigurasi Perangkat Lunak ......................................................... 37 3.4.2 Konfigurasi Perangkat Keras .......................................................... 37 3.5 Rancangan Umum .................................................................................. 38 3.5.1 Use Case Diagram .......................................................................... 39 3.5.2 Fungsional Sistem ........................................................................... 39 3.5.2 Perancangan Anatomi Rangka Manusia 3 Dimensi ........................ 41 3.5.3 Penentuan Marker ........................................................................... 45 3.5.4 Pembuatan marker pada Target Manager Vuforia ................................ 46 3.5.5 Integrasi Library Vuforia dan Marker dengan Unity...................... 49 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM ........................................... 52 4.1 Gambaran Penggunaan Aplikasi ............................................................ 52 4.2 Hasil Perancangan .................................................................................. 53 4.2.1 Marker pada Aplikasi Anatomi AR ................................................ 53 4.2.2 Screen Splashscreen ........................................................................ 56 4.2.3 Scene Kamera_AR .......................................................................... 57 4.3 Uji Coba Aplikasi pada Apple iPad 2..................................................... 57 4.4 Pendeteksian dan Pelacakan ................................................................... 62 4.4.1 Pendeteksian.................................................................................... 66 4.4.2 Pelacakan......................................................................................... 68 4.4.3 Hasil Evaluasi.................................................................................. 70 4.4.4 Analisa Kelebihan dan Kekurangan Sistem .................................... 71 BAB V PENUTUP ............................................................................................... 72 5.1 Simpulan ...................................................................................................... 72 5.2 Saran ............................................................................................................ 73 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 74
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Tengkorak Manusia ................................................................. 15 Gambar 2.2 Struktur tulang Badan ............................................................................ 16 Gambar 2.3 Susunan Lapisan Sistem Operasi iOS.................................................... 19 Gambar 2.4 Virtuality Continuum ............................................................................. 20 Gambar 2.6 Quick Response code dan semacode...................................................... 23 Gambar 2.7 Objek Mobil 3D Virtual Yang Muncul Pada Kamera .......................... 24 Gambar 2.8 Illustrasi features ................................................................................... 27 Gambar 2.9 Feature dan augmentable rating ............................................................. 28 Gambar 2.10 Tampilan Adobe Photoshop ................................................................ 29 Gambar 2.11 Tampilan Unity 3D .............................................................................. 33 Gambar 3.1 Gambaran Umum Sistem....................................................................... 38 Gambar 3.2 Use case diagram aplikasi ..................................................................... 39 Gambar 3.2 Flowchart Sistem ................................................................................... 40 Gambar 3.3 Referensi gambar tengkorak .................................................................. 41 Gambar 3.4 Pembuatan projek baru pada aplikasi maya........................................... 42 Gambar 3.5 Polygon plane yang digunakan untuk proyeksi ..................................... 42 Gambar 3.6 Proyeksi gambar tengkorak ................................................................... 43 Gambar 3.7 Polygon cube yang digunakan membentuk model tengkorak ............... 43 Gambar 3.8 Pemodelan gambar samping tengkorak ................................................. 44 Gambar 3.9 Pemodelan tengkorak yang terbentuk.................................................... 44 Gambar 3.10 Buku Sobotta sebagai referensi marker ............................................... 45 Gambar 3.11 Marker kerangka dari buku Sobotta .................................................... 45 Gambar 3.12 Proses pembuatan database pada Vuforia manager ............................. 46 Gambar 3.13 Pendaftaran marker pada Vuforia........................................................ 46 Gambar 3.14 Penampilan marker setelah terdaftar dalam target manager............... 47 Gambar 3.15 Menampilkan features yang terdapat pada marker ............................. 47 Gambar 3.16 Memilih target yang akan didownload ................................................ 48 Gambar 3.17 Penamaan file marker saat melakukan proses download .................... 48 Gambar 3.18 Build setting pada unity ....................................................................... 49 Gambar 3.19 File unity extension yang akan diimport .............................................. 49 Gambar 3.20 Detail package unity extension ............................................................ 50 Gambar 3.21 Tampilan pada window project setelah melakukan import ................. 50 Gambar 3.22 File anatomi rangka yang akan diimport pada unity ........................... 50 Gambar 3.24 Detail package anatomi rangka ........................................................... 51 Gambar 3.25 Tampilan window projek setelah melakukan import........................... 51 Gambar 4.1 Gambaran umum penggunaan aplikasi.................................................. 52 Gambar 4.2 Features pada Marker tengkorak........................................................... 53 Gambar 4.3 Features pada Marker tangan ................................................................ 54 Gambar 4.4 Features pada Marker tulang rusuk ....................................................... 54 Gambar 4.5 Features pada Marker Kerangka ........................................................... 55 Gambar 4.6 Features pada Marker tulang belakang ................................................. 55 Gambar 4.7 Features pada Marker tulang pelvis ...................................................... 56 Gambar 4.8 Splashscreen aplikasi RangkaAR .......................................................... 56 Gambar 4.9 Tampilan utama dari aplikasi RangkaAR .............................................. 57 Gambar 4.10 Icon aplikasi anatomi ........................................................................... 58 x
Gambar 4.11 Tampilan splash screen ........................................................................ 59 Gambar 4.12 Tampilan program anatomi AR ........................................................... 59 Gambar 4.13 Tampilan tulang rusuk (ribs) ............................................................... 60 Gambar 4.14 Tampilan tulang tengkorak (skull) ....................................................... 60 Gambar 4.15 Tampilan tulang punggung .................................................................. 61 Gambar 4.16 Tampilan tulang telapak tangan ........................................................... 61 Gambar 4.17 Tampilan tulang panggul ..................................................................... 62 Gambar 4.18 Tampilan stand device dengan iPad .................................................... 63 Gambar 4.19 Tampilan stand device ......................................................................... 64 Gambar 4.20 Velcro pada stand device ..................................................................... 64 Gambar 4.21 Tampilan busur derajat ........................................................................ 65 Gambar 4.22 Tampilan marker book......................................................................... 65 Gambar 4.23 Tampilan marker tengkorak ................................................................ 66 Gambar 4.24 Tampilan proses uji coba ..................................................................... 66 Gambar 4.25 Tampilan uji rotasi marker .................................................................. 70
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Spesifikasi perangkat uji coba .................................................................... 63 Tabel 4.2 Detail waktu pendeteksian.......................................................................... 67 Tabel 4.3 Detail jarak rata-rata ................................................................................... 67 Tabel 4.4 Detail pengujian permukaan marker .......................................................... 68 Tabel 4.5 Detail jarak rata-rata ................................................................................... 69 Tabel 4.6 Detail rotasi ................................................................................................ 69
xii
