APLIKASI AUGMENTED REALITY MAGIC BOOK PENGENALAN BINATANG UNTUK SISWA TK
TUGAS AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi
I DEWA GEDE WAHYA DHIYATMIKA NIM: 1104505049
JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015
ii
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
I Dewa Gede Wahya Dhiyatmika
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
iv
BERITA ACARA TUGAS AKHIR
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Asung Kerta Wara Nugraha-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir yang berjudul “Aplikasi Augmented Reality Magic Book Pengenalan Binatang untuk Siswa TK”. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, saya mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini saya menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Teknologi Informasi Universitas Udayana.
2.
Bapak Dr. Eng. I Putu Agung Bayupati, ST.,MT. 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 yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan Tugas Akhir ini.
4.
Ibu Ni Made Ika Marini Mandenni, S.T., M.Kom. selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan Tugas Akhir ini.
5.
Orang tua serta anggota keluarga yang telah banyak memberikan dukungan baik jasmani maupun rohani selama penulis menyusun Tugas Akhir ini.
6.
Saudari Ni Luh Kadek Diah Pradnya Yoni yang telah banyak memberikan dukungan baik jasmani maupun rohani selama penulis menyusun Tugas Akhir ini.
7.
Teman-teman seperjuangan Dharmawan Setiadi, Wahyu Gautama, Gandhi Arsawiguna, Agung Jodi, Putut Rendra, Gde Arya, Teguh Baskara, Dedek Charaka, Wira Darma, Saputra Mahardika, Ryon Waryanta, Dharma Prateka Adi Palguna, Angga Nugraha, Aditya Nugraha dan teman-teman Teknologi Informasi 2011 yang selalu memberikan support dan semangat selama penulis menyusun Tugas Akhir ini.
vi
8.
Saudara Yudi Arta Permana, Bambang Yudha, Andhika Fajar, Hangga Prawira, Sindhu Murti, Surya Diatmika, Bayu Pratama Putra, Adi Wesnawa dan Yoga Astika yang telah memberikan dukungan baik jasmani maupun rohani selama penulis menyusun Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna baik dalam materi
maupun penulisannya. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.
Bukit Jimbaran, April 2015
I Dewa Gede Wahya Dhiyatmika
vii
ABSTRAK
Augmented reality (AR) merupakan salah satu teknologi yang sedang berkembang sangat pesat hampir di seluruh dunia. Teknologi Augmented Reality merupakan sebuah teknologi visual yang menggabungkan objek atau dunia virtual ke dalam tampilan dunia nyata secara real time. Binatang bisa juga disebut dengan fauna maupun satwa yang terdapat di alam semesta. Media yang mengangkat tema pengenalan binatang bagi Siswa TK, seperti poster binatang dan buku-buku ensiklopedia belum mampu menjadi media pengenalan binatang yang efektif bagi siswa, menangani permasalahan tersebut maka dibuat Aplikasi Augmented Reality Magic Book Pengenalan Binatang untuk Siswa TK. Aplikasi ini diharapkan mampu menumbuhkembangkan imajinasi anak-anak mengenai binatang sehingga anakanak bisa membedakan jenis-jenis binatang dengan baik serta dapat digunakan sebagai pembelajaran mengenai jenis-jenis binatang pada platform Android. Pembuatan aplikasi ini memiliki beberapa tahapan yaitu identifikasi masalah, menentukan tujuan dan sasaran, analisis kebutuhan, perancangan sistem, perancangan desain, pembuatan sistem dan testing sistem. Aplikasi ini dapat menampilkan objek 3 dimensi beserta suara dari binatang dan menampilkan informasi dari binatang yang dikelompokkan menurut makanan dan habitat dari binatang. Aplikasi ini dibuat untuk membantu guru dan orang tua siswa mengenalkan jenis binatang kepada anak-anaknya. Kata Kunci: Magic Book, Augmented Reality, Binatang, Android, Siswa TK.
viii
ABSTRACT Augmented reality (AR) is one of the rapid developing technology in the world. Augmented Reality technology is a visual technology that combines objects or virtual world into real world appearance in real time. Animals can also be called with fauna and wildlife that are exist in the universe. The media that presents the animal introduction theme for kindergardens, like animal poster and encyclopedia books has not been able to become an effective animal identification media for students, as the solution of this problem we created Augmented Reality Animal Introduction Magic Book Application for Kindergarten Students. This application expected to build the student's imagination about the animals so that children can differentiate between types of animals and can be used as learning tool about the types of animals on the Android platform. This application made by several stages that are problems identification, determine goals and objectives, requirements analysis, system design, design planning, system manufacturing, testing of the system. This application can display 3-dimensional objects along with the voice of the animal and showing the information of the animal that categorized by the food and the habitat. This application was created to help teachers and parents to introduce species of animals to their children. Keywords: Magic Book, Augmented Reality, Animal, Android, Kindergarten
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................... i HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii PERNYATAAN .................................................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................................................... iv BERITA ACARA TUGAS AKHIR .....................................................................v KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi ABSTRAK .......................................................................................................... viii ABSTRACT .......................................................................................................... ix DAFTAR ISI...........................................................................................................x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Latar Belakang ....................................................................................................... 1 Rumusan Masalah .................................................................................................. 2 Tujuan Penelitian ................................................................................................... 2 Manfaat Penelitian ................................................................................................. 2 Batasan Masalah .................................................................................................... 2 Sistematika Penulisan ............................................................................................ 3
BAB II TIJAUAN PUSTAKA ..............................................................................5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11
State of the Art ....................................................................................................... 5 Pengenalan Binatang.............................................................................................. 6 Augmented Reality ................................................................................................. 6 2.3.1 Sejarah Augmented Reality ......................................................................... 7 Augmeneted Reality Book ...................................................................................... 9 Vuforia ................................................................................................................. 10 Android ................................................................................................................ 11 Marker ................................................................................................................. 12 Unity 3D .............................................................................................................. 14 Autodesk Maya .................................................................................................... 15 Adobe Photoshop ................................................................................................. 16 2.10.1 Peningkatan Fitur Setiap Versi Photoshop................................................ 17 Deteksi Tabrakan (Occlusion Based Detection) .................................................. 18
BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM .....................................20 3.1 3.2
3.3
3.4
3.5
Waktu dan Tempat Penelitian .............................................................................. 20 Data ...................................................................................................................... 20 3.2.1 Sumber Data ............................................................................................. 20 3.2.2 Jenis Data .................................................................................................. 20 3.2.3 Metode Pengumpulan Data ....................................................................... 20 Masukan dan Keluaran Perangkat Lunak ............................................................ 21 3.3.1 Masukan Perangkat Lunak........................................................................ 21 3.3.2 Keluaran Perangkat Lunak........................................................................ 21 Alat Penelitian ..................................................................................................... 21 3.4.1 Konfigurasi Perangkat Lunak ................................................................... 22 3.4.2 Konfigurasi Perangkat Keras .................................................................... 22 Gambaran Umum Sistem ..................................................................................... 22
x
3.6
3.5.1 Diagram Alir (Flowchart) Penggunaan Aplikasi ...................................... 23 Perancangan Sistem Aplikasi............................................................................... 24 3.6.1 Structure Chart Aplikasi ........................................................................... 25 3.6.2 Use Case Diagram .................................................................................... 26 3.6.3 Diagram Alir Perancangan Aplikasi ......................................................... 26 3.6.4 Perancangan Antarmuka Aplikasi............................................................. 28 3.6.5 Pembuatan Marker pada Target Manager Vuforia ................................... 31 3.6.6 Integrasi Library Vuforia dan Marker dengan Unity................................ 34 3.6.7 Desain Dan Pembuatan Buku Marker ...................................................... 37
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM ...........................................38 4.1 4.2
4.3 4.4
4.5 4.6
4.7
Gambaran Umum Aplikasi .................................................................................. 38 Hasil Perancangan ............................................................................................... 39 4.2.1 Scene Splash screen .................................................................................. 40 4.2.2 Scene Main Menu...................................................................................... 40 4.2.3 Scene Kamera_AR .................................................................................... 41 4.2.4 Scene Panduan .......................................................................................... 42 4.2.5 Scene Keluar ............................................................................................. 42 Uji Coba Aplikasi pada Samsung Galaxy S5 ...................................................... 43 Pengujian Pendeteksian dan Pelacakan ............................................................... 55 4.4.1 Pengujian Pendeteksian ............................................................................ 55 4.4.2 Hasil Evaluasi ........................................................................................... 60 Analisa Sistem Aplikasi ....................................................................................... 60 Perhitungan dan Penyajian Data .......................................................................... 61 4.6.1 Aspek Kesesuaian Proses .......................................................................... 61 4.6.2 Aspek Waktu Deteksi ............................................................................... 62 4.6.3 Aspek User Interface dan Fitur................................................................. 63 Kelebihan dan Kekurangan Aplikasi ................................................................... 63
BAB V PENUTUP................................................................................................65 5.1 5.2
Simpulan .............................................................................................................. 65 Saran .................................................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................67
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Vuforia Structure ............................................................................ 11 Gambar 2.2 Logo Android. ............................................................................... 12 Gambar 2.3 Quick Response Code .................................................................... 13 Gambar 2.4 Fiducial Marker ............................................................................ 13 Gambar 2.5 Markerless Marker ......................................................................... 14 Gambar 2.6 Unity 3D ......................................................................................... 15 Gambar 2.7 Autodesk Maya 2014 ..................................................................... 16 Gambar 2.8 Adobe Photoshop CC ..................................................................... 17 Gambar 2.9 Occlusion Yang Terjadi Karena Interaksi Antar Objek ................. 18 Gambar 3.1 Gambaran Umum ........................................................................... 26 Gambar 3.2 Flowchart Aplikasi Augmented Reality Pengenalan Binatang ....... 27 Gambar 3.3 Rancangan Structure Chart Aplikasi ............................................. 28 Gambar 3.4 Use Case Diagram aplikasi ............................................................ 29 Gambar 3.5 Flowchart perancangan aplikasi .................................................... 31 Gambar 3.6 Rancangan tampilan splash screen aplikasi ................................... 32 Gambar 3.7 Rancangan Tampilan User Interface ............................................. 33 Gambar 3.8 Rancanganan tampilan scene utama aplikasi ................................. 33 Gambar 3.9 Gambar Objek marker.................................................................... 34 Gambar 3.10 Pop Up Login pada Vuforia ......................................................... 35 Gambar 3.11 Membuat database marker .......................................................... 35 Gambar 3.12 Proses upload gambar .................................................................. 36 Gambar 3.13 Tahap download marker .............................................................. 36 Gambar 3.14 Build Setting pada Unity .............................................................. 37 Gambar 3.15 File library Vuforia ...................................................................... 37 Gambar 3.16 Proses import library Vuforia pada Unity ................................... 38 Gambar 3.17 File library Vuforia yang terdapat di Unity ................................. 38 Gambar 3.18 File marker (penanda) .................................................................. 39 Gambar 3.19 Proses import file atau marker pada Unity................................... 39 Gambar 3.20 Marker yang sudah berhasil di-import pada Unity ...................... 40 Gambar 3.21 Perancangan buku marker ............................................................ 40 Gambar 4.1 Proses interaksi perangkat lunak dengan user................................ 42 Gambar 4.2 Splash screen aplikasi .................................................................... 43 Gambar 4.3 Scene main menu aplikasi .............................................................. 44 Gambar 4.4 Scene Kamer_AR ........................................................................... 45 Gambar 4.5 Scene Panduan ................................................................................ 45 Gambar 4.6 Scene Keluar.................................................................................. 46 Gambar 4.7 Splash Screen ................................................................................ 47 Gambar 4.8 Tampilan main menu ...................................................................... 47 Gambar 4.9 Tampilan Objek 3 Dimensi Harimau. ............................................ 48 Gambar 4.10 Tampilan Objek 3 Dimensi Serigala. ........................................... 48 Gambar 4.11 Tampilan Objek 3 Dimensi Pinguin. ............................................ 49 Gambar 4.12 Tampilan Objek 3 Dimensi Domba. ............................................ 49 Gambar 4.13 Tampilan Objek 3 Dimensi Kelinci. ............................................ 50 Gambar 4.14 Tampilan Objek 3 Dimensi Beruang. ........................................... 50 xii
Gambar 4.15 Tampilan Objek 3 Dimensi Ikan Paus.......................................... 51 Gambar 4.16 Tampilan Objek 3 Dimensi Zebra. ............................................... 51 Gambar 4.17 Tampilan Objek 3 Dimensi Lembu Laut...................................... 52 Gambar 4.18 Tampilan Objek 3 Dimensi Kura-kura Darat. .............................. 52 Gambar 4.19 Tampilan Objek 3 Dimensi Kucing. ............................................ 53 Gambar 4.20 Tampilan Objek 3 Dimensi Armadilo. ......................................... 53 Gambar 4.21 Tampilan Objek 3 Dimensi Anjing. ............................................. 54 Gambar 4.22 Tampilan Objek 3 Dimensi Babi. ................................................. 54 Gambar 4.23 Tampilan Objek 3 Dimensi Bunglon. .......................................... 55 Gambar 4.24 Tampilan Objek 3 Dimensi Elang. ............................................... 55 Gambar 4.25 Tampilan Objek 3 Dimensi Rusa. ................................................ 56 Gambar 4.26 Tampilan Objek 3 Dimensi Gajah. ............................................... 56 Gambar 4.27 Tampilan scene panduan .............................................................. 57 Gambar 4.28 Tampilan scene keluar.................................................................. 57 Gambar 4.29 Ilustrasi uji coba menutup area marker ........................................ 60 Gambar 4.30 Ilustrasi uji coba menggunakan multi marker .............................. 62
xiii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Spesifikasi perangkat smartphone ..................................................... 58 Tabel 4.2 Jenis perangkat waktu deteksi marker ............................................... 59 Tabel 4.3 Tabel Pengujian Marker dari jarak terendah sampai tinggi ............... 59 Tabel 4.4 Hasil pengujian jarak rata-rata maximum marker ............................. 59 Tabel 4.5 Tabel Pengujian Marker dari tertinggi sampai rendah. ...................... 60 Tabel 4.6 Hasil pengujian jarak rata-rata minimum marker .............................. 60 Tabel 4.7 Hasil pengujian luas permukaan marker............................................ 61 Tabel 4.8 Nilai augmentedable warna pada marker .......................................... 62 Tabel 4.9 Aspek kesesuaian proses .................................................................... 65 Tabel 4.10 Aspek waktu deteksi ........................................................................ 65 Tabel 4.11 Aspek user interface dan fitur.......................................................... 66
xiv
