BAB II. STUDI LITERATUR
2.1. Teknologi Augmented Reality Vallino (1998) menjabarkan sistem augmented reality (AR) sebagai suatu sistem yang membuat suatu pemandangan nyata dengan menambahkan objek maya yang dibuat oleh komputer termasuk objek 3D. Saat pengguna sistem bergerak objek virtual tersebut tampak seolah objek tersebut memang secara nyata ada di sana. Idealnya objek tersebut harus dapat berinteraksi dengan pengguna secara alami. Menurut Ekengren (2009) AR adalah aplikasi yang bertujuan untuk menambahkan apa yang dialami pengguna di dunia nyata dengan unsur-unsur maya tanpa menghilangkan unsur-unsur dunia nyata. AR juga adalah alat untuk berinteraksi dengan objek digital dalam konteks fisik.
2.1.1. Workflow Pembuatan Augmented Reality Untuk pembuatan aplikasi AR ada workflow dasar yang menurut Domhan (2010) dimiliki oleh semua aplikasi AR yang menggunakan marker seperti yang terlihat pada gambar 2.1.
5
6
Gambar 2.1 - Work Flow AR (Domhan, 2010) Seperti terlihat pada gambar 2.1 setelah menangkap gambar dari kamera, marker dipisahkan dari smua bagian gambar yang lain. Kemudian bentuk dari marker diambil dan dari 4 ujung luar dari marker tersebut diperhitungkan proses translasi dari objek 3D. Hasil proses tersebut diaplikasikan ke objek yang ada sehingga objek 3D dapat ditampilkan dengan posisi yang relatif terhadap marker.
2.1.2. Mobile Augmented Reality SDK (Paredes
&
Simonetti,
2013)
Augmented
Reality
SDK
memfasilitasi banyak bagian dalam fungsi aplikasi AR yaitu: AR recognition, AR tracking dan AR content rendering. Komponen pengenalan pada AR berfungsi sebagai otak dari aplikasi AR. Komponen tracking dapat dianalogikan sebagai mata dari AR, dan content rendering berfungsi sebagai pelapis atau pemberi informasi digital pada dunia nyata. Berbagai fungsi dan library untuk pengembangan AR disediakan melalui SDK agar pengembang aplikasai dapat menggunakan fungsi pengenalan, pelacakan, dan rendering seefisien mungkin.
7
Augmented Reality SDK dapat dikategorikan sebagai berikut: o Geo-located AR Browsers, memungkinkan pengguna untuk membuat aplikasi AR berbasis lokasi dengan memanfaatkan GPS dan IMU yang ada pada perangkat mobile dan perangkat wearable lainnya. o Marker based AR, menggunakan gambar-gambar khusus sebagai markers, untuk membuat suatu pengalaman AR. o Natural Feature Tracking AR bergantung pada fitur-fitur khusus atau unik yang ada pada gambar objek-objek atau lingkungan yang disimpan sebagai marker. Penambahan citra dilakukan dengan melacak permukaan gambar atau berdasarkan pendekatan SLAM (Simultaneous Location and Mapping). Sedangkan untuk Mobile augmented reality sendiri adalah sebuah antar muka berbasis AR yang memiliki potensi menjadi zero-click interface dari Internet of Things ini berarti pengguna tidak lagi harus melakukan klik untuk mendapatkan informasi yang mereka perlukan, terhubung pada suatu objek seperti melalui berbagai fungsi AR berdasarkan kategori-kategori AR yang ada (Katier, 2011).
2.1.3. Vuforia AR SDK Vuforia (Amin & Govilkar, 2015) sebuah
AR SDK yang
dikembangkan untuk smartphone atau perangkat mobile yang lain, SDK ini membuat perangkat mobile dapat menjalankan fungsi-fumgsi AR pada
8
video yang ditangkap dengan perangkat secara langsung. Perangkst lunak ini menggunakan kemampuan teknologi computer vision untuk mengenali dan melacak suatu objek, yang di tangkap oleh kamera. Teknologi ini dapat mengenali objek dan melacak banyak objek secara individu dan membedakan masing-masing objek yang ditangkap kamera secara real time.
Namun tidak semua objek di deteksi oleh aplikasi ini, hanya
beberapa objek yang sudah ditentukan sebelumnya yang akan dikenali hal ini dikarenakan terbatasnya CPU dan GPU pada perangkat mobile. Applikasi AR berdasarkan Vuforia SDK terdiri atas kamera yang menangkap frame gambar dan meneruskan frame tersebut ke fungsi pelacak. Kemudian fungsi konversi akan mengkonversi gambar ke format yang sesuai untuk diproses OpenGL ES rendering dan untuk traking internal, Tracker kemudian memanggil beberapa set data dalam satu waktu. Data set tersebut juga berisi algoritma yang akan mendeteksi objek pada dunia nyata pada frame video yang ditangkap kamera. Selanjutnya Video Background Renderer me-render gambar dari kamera, dan pada saat yang sama Aplikasi meng-query kondisi objek yang menghasilkan input baru yang digunakan untuk mengupdate dan merender objek yang di tambahkan pada tampilan video. Database pada perangkat menyimpan marker pada perangkat. Vuforia SDK mendukung berbagain tipe targets baik 2D and 3D, termasuk juga kemampuan mendeteksi banyak target marker khusus dalam satu waktu, juga kemampuan melacak target dalam kondisi gelap atau bahkan tertutup sebagian dan berbagai fitur lain seperti:
9
o Kemampuan mendeteksi target silinder untuk melacak gambar target pada permukaan silinder, o Mendeteksi target berupa gambar tanpa marker khusus secara local dan dapat mengenali 5 marker sekaligus, o Pengenalan target melalui cloud untuk melacak jutaan target sekaligus. o Deteksi oklusi lokal menggunakan tombol virtual dimana sebagian dari gambar target di pilih sebagai marker terpisan dan dapat digunakan sebagai tombol, o Fitur memilih dan membuat target secara real time sesuai dengan kebutuhan pengguna. o Kemampuan melacak suatu huruf atau kata yang dapat digunakan juga sebagai marker . Extended tracking yang memungkinkan aplikasi menyimpan target dan tetap dapat menampilkan luaran yang benar sekalipun target tidak lagi terlihat contohnya saat kamera didekatkan pada target marker hingga sebagian target hilang dari video objek AR akan tetap berada pada posisi yang sesuai marker.
2.1.4. Augmented Reality di Berbagai Bidang Augmented reality saat ini banyak dipakai di berbagai bidang seperti hasil penelitian Almeida (2011) AR memiliki faktor inovasi dan unsur yang sangat menarik yang cocok dengang teknologi
10
modern. Sehingga AR sangat bisa digunakan dalam berbagai bidang contohnya:
AR di bidang Pendidikan Penelitian Almeida (2011) menujukan bahwa di dalam ruang
kelas AR dapat berguna dalam pembelajaran. Salah satunya AR dapat menangkap dan menyimpan gerakan pengajar yang kemudian pada gerakan tersebut ditambahkan informasi digital yang dapat membantu proses
penyampaian
materi
ajar.
Contohnya
saat
pengajar
mengajarkan fisika dia dapat menggerakan marker yang dilapisi 3D model bola yang dihantamkan pada marker lain untuk menunjukan simulasi gerakan saat terjadi tumbukan antar 2 objek.
AR di bidang bisnis Seperti penelitian oleh Ekengren (2009) dengan mobile AR
dapat di gunakan untuk memperbesar peluang bisnis dikarenakan fungsi teknis yang dimiliki smartphone dalam kehidupan manusia sehari-hari. Sehingga perusahaan yang memiliki strategi mobile terutama AR dapat memiliki hasil lebih dan mampu mendahului yang lain dalam pembentukan bisnis model yang baru.
AR di bidang arsitektur
Fungsi AR dalam bidang ini salah satunya dalam desain interior yang disebutkan oleh Domhan (2010). Aplikasi AR dapat digunakan untuk melihat apakah suatu perabot sesuai dengan ruangannya sebelum membeli perabot tersebut. Penggunaan lain
11
adalah untuk mengatur posisi perabot, dimana pengguna dapat melihat dulu posisi mana yang cocok untuk perabot tersebut sebelum mulai melakukan penataan.
2.2. Pembelajaran Anatomi Tubuh Manusia Pembelajaran anatomi d kenal sebagai mata pelajaran yg sulit untuk di pelajari, dikarenakan banyaknya informasi yang hatus diserap siswa dan cara pembelajaran yg terlalu monoton membuat siswa cepat bosan dalam mempelajari hal tersebut. Selain itu pengajar juga kesulitan memotivasi pelajar untuk mempelajari banyaknya struktur dan nama organ-organ tubuh manusia, sekalipun pada akhirnya dapat dipelajari materi yang begitu banyak dan waktu yang begitu singkat dalam mempelajarinya membuat siswa cepat melupakan materi yang sudah mereka pelajari dan membuat hasil pembelajaran sulit diterapkan pada keadaan nyata (Mackenzie, Baily, Nitsche, & Rashbass, 2007).
2.2.1.
Pemanfaatan Sarana Fisik Pada pembelajaran ini meliputi pembelajaran melalui gambar-gambar
pada buku, serta penggunaan perangkat fisik seperti patung model anatomi dan atau cadaver. Pada pembelajaran menggunakan cadaver meliputi pembedahan yang didemonstrasikan pengajar dan kemudian di praktekan siswa dengan dipandu oleh pengajar. Untuk mempelajari dan mengerti struktur tubuh secara 3D diperlukan pengamatan dan partisipasi aktif dari siswa yang mengikuti pembelajaran. Sedangkan cara pembelajaran lainnya
12
adalah menggunakan model anatomy dari plastik yang bertahan lebih lama dibandingkan tubuh manusia. Namun penggunaan model ini mendapat masalah yaitu tidak ada tubuh manusia yang terbentuk dan tersusun serapi model plastik, bahkan model plastik memiliki
warna-warna
yang
membedakan tiap organ, berbeda dari kondisi nyata (Sugand, Abrahams, & Khurana, 2010). Namun pada akhirnya penggunaan model plastik dan buku tidak dapat meliputi variasi kondisi-kondisi biologis manusia dan kurang dapat memberikan representasi yang akurat. Sehingga pada akhirnya kurangnnya representasi nyata dalam visualisasi dapat berujung pada kesalahan diagnosa dan malpraktik dalam kondisi klinis dimana calon dokter berhadapan langsung dengan pasien mereka.
2.2.2.
Pemanfaatan Sarana Multimedia Sementara pada pengajaran anatomi dengan menggunakan materi
digital pada komputer (anatomical informatics) siswa dapat lebih banyak melihat dan mengetahui terlebih dahulu apa yang akan mereka hadapi dalam ruang operasi sehingga dapat memanfaatkan waktu sebaik mungkin saat melakukan pembelajaran dengan cadaver (Nincarean, Alia, Halim, & Rahman, 2013). Pembelajaran anatomi di masa mendatang harus lebih banyak dibantu oleh bantuan visual diluar ruang operasi karena berdasarkan penelitian (Sugand et al., 2010) siswa yang mempelajari materi pembelajaran berbasis komputer baik web atau pun sejenis memiliki nilai lebih tinggi pada saat
13
ujian dibandingkan mereka yang tidak menggunakan bantuan komputer sebagai alat belajar mereka. Pada
akhirnya
pembelajaran
anatomi
seperti
modul-modul
pembelajaran lain perlu dilakukan revisi dan pengembangan untuk dapat mempertahankan kegunaannya terutama dalam penggunaannya sebagai panduan menuju dunia praktik (Sugand et al., 2010). Bahkan setelah lulus diharapkan siswa tetap dapat mempertahankan semua pengetahuan yang mereka pelajari sepanjang karir mereka tanpa melihat pelatihan praktik mereka selama masa studi.
2.3. Studi Topik-Topik Penelitian Sebelumnya Dalam pembelajaran anatomi tubuh manusia mahasiswa seperti yang dihasilkan survey dan penelitian-penelitian sebelumnya (Gunawan, 2013) siswa memerlukan bantuan dalam hal seperti:
Gambar pada buku kurang jelas,
Sulitnya mengetahui posisi anatomi,
Sulitnya mengetahui posisi anatomi,
Alat peraga kurang praktis,
Kesulitan memahami bentuk pada animasi.
Ditambah hasil penelitian berupa survey (Yeom, 2011) yang menunjukan bahwa
mahasiswa
memerlukan
bantuan
visualisasi
dari
pembelajaran
menggunakan materi 2D dikarenakan materi 2D sulit di bayangkan pada dunia 3D, visualisasi dan penerapan pengetahuan yang ada pada kondisi klinis, dan visualisasi dari relasi antar organ yang berbeda. Selain itu juga mengenai
14
pembedahan mayat, beberapa responden menyatakan pembedahan merupakan cara terbaik untuk pembelajaran anatomi. Namun, proses pembedahan tersebut sulit dan sangat terbatas oleh waktu (tidak bisa dilakukan sewaktu-waktu dan harus bergantian dengan banyak mahasiswa yang lain). Penggunaan model 3D lebih menarik bagi siswa, sebab model 3D lebih interaktif sehingga sangat membantu dalam pembelajaran terutama untuk mengexplorasi lapisan-lapisan yang berbeda pada organ tubuh dan tubuh manusia seperti pembuluh darah dan atau syaraf. Sehingga pada penelitian ini peneliti ingin mengembangkan sistem pembelajaran anatomi tubuh manusia berbasis android dengan memanfaatkan teknologi augmented reality berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya seperti: Nicholson, C, Wrj, & Sj, (2006) meneliti penggunaan aplikasi AR untuk pembelajaran anatomi telinga manusia dengan grup random dan grup control. Grup
control
adalah
siswa
yang tidak
menggunakan
aplikasi
untuk
pembelajarannya dan grup random untuk siswa yang menggunakan aplikasi pemelajaran dengan AR. Mereka mengevaluasi hasil quiz dari tiap group dan menghasilkan perbedaan mean nilai 18% dengan confidence interval 12% hingga 24% sangat signifikan (p < 0.001) sehingga menganjurkan untuk meneliti lebih lanjut penelitian untuk pembelajaran dengan memanfaatkan 3D models. Chien et al.,(2010) meneliti penggunaan sistem AR untuk pembelajaran anatomi tengkorak manusia. Sistem ini menggunakan aplikasi pada desktop yang dilengkapi webcam. Sistem diujikan pada 30 siswa yang belum pernah mengikuti kelas anatomi. Mahasiswa tersebut dibagi kedalam 3 kelompok masing-masing
15
10 orang. Grup A menggunaka buku, grup B menggunakan VR dan grup C menggunakan AR. Kemudian pengguna mengisi quisioner dan pertanyaan yang disediakan dan mengisi kolom umpan balik yang disediakan. Hasil penelitian ini menunjukan sistem AR dapat membantu mahasiswa untuk mempelajari struktur anatomi yang kompleks sekalipun. Kandikonda
(2011)
meneliti
perbandingan
fitur
virtual
reality
dibandingkan augmented reality untuk pembelajaran anatomi tulang belakang manusia. Kandikonda membuat model 3D dengan 3D Maya sebagai objek penelitian dari sisi virtual reality. Lalu menggunakan model 3D tersebut kedalam aplikasi AR pada flash untuk augmented reality. Kemudian dari kedua hasil pembuatan tersebut dilakukan pengamatan dan dibuat sebuah tabel perbandingan dari hasil pengamatan. Dari tabel tersebut disimpulkan bahwa baik VR maupun AR sangat berguna untuk pembelajaran anatomi tubuh manusia. Gunawan (2013) meneliti penggunaan aplikasi AR untuk pembelajaran anatomi tubuh manusia. Aplikasi AR dibuat sebagai web based AR sebagai sarana pembelajaran. Web dipilih agar memudahkan pengguna untuk mengakses sebab tidak diperlukan instalasi.Evaluasi penelitian menggunakan quisionaire dan perbandingan fitur terhadap aplikasi sejenis.Hasil evaluasi menunjukan konsep pembelajaran berbasis aplikasi lebih mudah dimengerti, lebih menarik dan mudah digunakan. AR dapat menjadi alternative pembelajaran dan alat peraga sehingga dapat membantu visualisasi ke bentuk 3D. Hazidar dan Sulaiman (2014) meneliti merancang sistem pembelajaran anatomi jantung manusia berbasis mobile augmented reality. Aplikasi tersebut
16
dibuat dengan teknik pengembangan AR yang membagi aplikasi kedalam 3 bagian penting:
Camera vision: Pada tahap ini kamera berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan menilai tingkat kesesuaian marker.
Capture, tracking and Identify: proses ini menentukan ukuran objek 3D berdasarkan ukuran marker. Kemudian informasi yang didapat dari proses-proses sebelumnya dianalisa untuk mendapat visualisasi yang sesuai.
Visual display: proses menampilkan informasi dan model 3D pada pengguna .
2.3.1.
Perbandingan Penelitian Sejenis
Kemudian dari hasil peneliti mengumpulkan penelitian-penelitian tersebut, dalam studi literatur ini. Peneliti membandingkannya satu dengan yang lain seperti dalam tabel 2.1: Tabel 2.1 – Hasil Penelitian Sebelumnya No Penulis 1
Judul
Metode
Platform
(Nicholson et A randomized
Pembelajaran anatomi
Aplikasi
al., 2006)
Controlled study
telinga bagian tengah dan
berbasis web
of a Computer-
dalam dengan media
generated three-
model 3D telingayang
dimensional model ditampilkan pada for teaching ear anatomy
komputer.
17
2
(Chien et al.,
Interactive
Sistem pembelajaran
Seperangkat
2010)
Augmented reality
anatomi tengkorak
komputer,
system
menggunakan teknologi
dilengkapi
AR dengan memanipulasi dengan model 3D tengkorak
webcam
menggunakan 2 tangan. 3
(Kandikonda, Using Virtual
Menggunakan 3D Maya
Menggunakan
2011)
Reality and
dan Blender untuuk
Aplikasi (Flash
Augmented
membuat model 3D
dan 3D Maya)
Reality to Teach
tulang belakang
pada
Human Anatomy
kemudian menggunakan
Komputer
Flash untuk pembelajaran berbasis AR, dan 3D Maya sebagai pembelajaran berbasis VR 4
(Gunawan,
Aplikasi
Aplikasi AR berbasis
Aplikasi
2013)
Augmented
web untuk pembelajaran
berbasis web
Reality Berbasis
anatomi tubuh manusia
Web Untuk
dengan penjelasan
Pembelajaran
anatomi dan posisinya.
Anatomi Tubuh Manusia 5
(Hazidar &
Visualization
Aplikasi AR berbasis
Aplikasi
Sulaiman,
Cardiac Human
mobile untuk
berbasis
2014)
Anatomy using
menampilkan materi
mobile
Augmented
pembelajaran seputar
Reality Mobile
jantung yang bisa
Aplication
digunakan dimana saja dan kapan saja.
18
Melihat hasil penelitian-penelitian pada tabel dan kebutuhan siswa untuk belajar, peneliti menyimpulkan bahwa dalam pembelajaran anatomi tubuh manusia diperlukan alat pembelajaran seperti:
Memberikan bantuan visualisasi susunan organ dalam tubuh manusia,
Memiliki kemampuan untuk melihat berbagai lapisan tubuh manusia,
Memberikan keterangan yang komperhensif dan sesuai dengan materi pebelajaran yang mudah dimengerti,
Memberikan mobilitas bagi siswa sehingga dapat belajar dimana saja dan kapan saja.
Serta melihat hasil penelitian sebelumnya (Westerfield, 2012) di University of Canterbury yang membuktikan bahwa metode pembelajaran dengan memanfaatkan model 3D meningkatkan hasil pembelajaran mahasiswa sebanyak 25% dibandingkan hasil pembelajaran mahasiswa yang tidak menggunakan sistem. Didukung dengan hasil penelitian oleh Nifakos, Tomson, dan Zary (2014) yang juga menyimpulkan bahwa teknologi augmented reality dapat
memperkaya
sarana
pembelajaran
dan
menambah
interaktifitas,
pemahaman meteri serta mengurangi kompleksitas pada pembelajaran medis.
2.3.2.
Pengembangan dari Penelitian Sejenis
Melihat bagaimana penelitian-penelitian tersebut dapat mendukung bahwa metode pembelajaran ini merupakan metode yang dapat membantu siswa dalam pembelajaran yang memerlukan bantuan lebih dalam visualisasi materi pembelajaran yang ada. Maka peneliti membuat aplikasi pembelajaran yang
19
dapat melengkapi dan mengembangkan hasil penelitian yang ada agar dapat menjawab kebutuhan alat bantu pembelajaran. Peneliti menggabungkan beberapa metode yaitu pada penelitian yang ada:
Penggunaam model 3D untuk pembelajaran.
Pemanfaatan teknologi AR.
Pemanfaatan perangkat android. Kemudian menerapkannya menjadi sebuah aplikasi mobile berbasis
android untuk pembelajaran antomi. Sehingga hasil penelitian ini akan berupa merancang aplikasi AR berbasis android yang memiliki kelebihan: 1. Sebagai sarana bantu mempelajari anatomi tubuh manusia melalui tampilan 3D pada marker. 2. Mampu untuk menampilkan anatomi tubuh manusia pada 2 lapisan yaitu lapisan luar kulit dan bagian organ dalam. 3. Menampilkan model 3D yang lebih detail pada bagian organ tertentu yang disentuh. 4. Aplikasi dapat menerima input sentuhan layar sebagai perintah untuk memilih bagian tubuh. 5. Keterangan mengenai organ tubuh akan muncul saat pengguna menyentuh model organ tubuh pada model 3D yang ditampilkan aplikasi. Melalui kemampuan yang dimiliki aplikasi ini diharapkan dapat menutup kekurangan yang ada dari penelitian sebelumnya dan dapat membatu siswa dalam mempelajari anatomi tubuh manusia.
