DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
YUSUF ROKHMAT NIM : 23206323 Program Studi Teknik Elektro
SEKOLAH TINGGI ELEKTRONIKA INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG
Oleh Yusuf Rokhmat
Bandung, 23 Juli 2008 Menyetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Emir Mauludi Husni
Ir. Tunggal Mardiono, M.Sc. i
ABSTRAK DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG
Oleh
YUSUF ROKHMAT NIM : 23206323 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO Salah satu misi Museum Geologi Bandung adalah menyediakan informasi dan materi edukasi geologi. Berdasarkan data pengunjung musuem tahun 2007, pengunjung didominasi oleh kalangan pelajar (sekitar 85%). Oleh karena itu dalam mendesain alat peraga untuk museum harus pendekatan terhadap karakteristik pelajar dan mata pelajaran kegunungapian di SMP. Prasyarat desain media peraga di museum harus bersifat menarik, informatif, Interaktif dan mendidik. Prelimenary design alat peraga ini, dibangun berbasiskan aplikasi Augmented Reality. Penyajian alat peraga tersebut dalam kemasan meja landscape dan MagicBook. Aplikasi tersebut berisi animasi virtual bertemakan kegunungapian atau disebut juga Augmented Reality Volcano.
Berdasarkan hasil pengujian yang langsung didemokan di museum geologi bandung, pengunjung museum mayoritas menilai alat peraga ini lebih menarik, interaktif dan mempunyai pengalaman lebih. Penilaian tersebut dibandingkan dengan alat peraga lain yang sudah ada dan berupa pengisian kueisoner oleh pengunjung museum geologi pada tanggal 9 juli 2008.
. Keyword : Alat peraga museum geologi, Prelimanary desain , Augmented Reality Volcano.
ii
ABSTRACT AUGMENTED REALITY VOLCANO DESIGN FOR EXHIBITION MEDIA IN BANDUNG GEOLOGY MUSEUM
By
YUSUF ROKHMAT NIM : 23206323 ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM One of mission Bandung Geological Museum is providing information and material education about geology. According to museum visitor on year 2007, it was dominated by student (about 85 percent). Thus to design exhibiton media for Bandung Geological Museum must be approchment to Student and also volcanology material lesson. Prelimanary Design Exhibition media for museum should be attractive, informative and educated.
Preliminary design exhibition media, based on Augmented Reality application. It was made and presentation by landscape desk and MagicBook. The topic aplication content material about volcanology virtual animation mention Augmented Reality Volcano.
According to testing by demonstration site in Bandung Geologic Museum, most of visitor opinion, this tool is most interisting, interactive and personal experience than existing presentation media in museum. This testing held at Museum on July, 9th, 2008.
Keyword : Exhibiton media for Bandung Geological Museum, Prelimanary Design , Augmented Reality Volcano.
iii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang atas rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Shalawat dan salam tercurah kepada Rasulallah Muhammad SAW beserta keluarganya. Selama melaksanakan penelitian ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ary Setijadi Prihatmanto, selaku Dosen Tesis I yang telah memberikan materi tesis dengan baik dan seluruh dosen pengajar Game Technology. 2. Dr. Ir. Emir Mauludi Husni, selaku pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini. 3. Ir. Tunggal Mardiono M.Sc., selaku pembimbing II, yang telah mencurahkan perhatian dan waktunya yang demikian banyak dalam penyelesaian tesis ini. 4. Kedua orangtua ku yang telah memberikan segalanya dengan tulus, jasa yang tak pernah dapat terbalaskan. 5. Ke sepuluh kakak ku, ke duapuluh keponakan ku yang tercinta, motivasi, inspirasi dan intuisi kalian yang membangkitkan semangat. 6. Keluarga besar Bpk Drs. Supriadi, MM, atas jasa baik, dukungan dan motivasi. 7. Dra. Hj. Teriska, M.Ed Kepala PPPPTK TK dan PLB yang telah memberikan kesempatan untuk menempuh kuliah S2 di ITB. 8. Teman-teman batch V, Game Technology, kelompok ARVolcano, kebersamaan penuh kehangatan, ini bukan segalanya tapi boleh jadi awal dari segalanya. 9. Seluruh staf dan karyawan Laboratorium, yang telah memberikan banyak sekali bantuannya. 10. Kepala Museum Geologi Bandung, Koordinator Harian Bapak Adang, Kasie Peragaan Bapak Yanuar, Kasubbag TU Bapak Tetep, Tenaga Fungsional Bapak Indio dan seluruh staf museum yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tesis ini. iv
Penulis menyadari bahwa tesis ini bukanlah tanpa kelemahan, untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya.
Bandung, Juli 2008 Penulis
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................... ii ABSTRACT ................................................................................................................ iii KATA PENGANTAR ................................................................................................ iv DAFTAR ISI ............................................................................................................... vi PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ........................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... x DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang............................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ......................................................................................... 3
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian...................................................................... 3
1.4
Batasan Masalah ............................................................................................ 4
1.5
Metodologi Penelitian ................................................................................... 5
1.6
Sistematika Penulisan .................................................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................................. 8 2.1
Museum Geologi Bandung ............................................................................ 8
2.1.1
Sejarah Museum Geologi ....................................................................... 8
2.1.2
Konsep, Visi Misi dan Tugas Pokok dan Fungsi (TUPOKSI) Museum
Geologi Bandung ................................................................................................. 8 2.1.3 2.2
Ruang Peragaan.................................................................................... 10
Media Pembelajaran .................................................................................... 11
2.2.1
Konsep Media Pembelajaran ............................................................... 11
2.2.2
Museum sebagai Sumber Pembelajaran .............................................. 12 vi
2.3
Gunungapi ................................................................................................... 13
2.3.1
Pengertian Gunungapi .......................................................................... 13
2.3.2
Gunung Merapi dan Gunung Sumbing ................................................ 13
2.3.3
Pemodelan Fenomena Gunungapi ....................................................... 15
2.4
Digital Elevation Model (DEM).................................................................. 18
2.5
Heightmap ................................................................................................... 19
2.6
Visualisasi dan Grafis 3D ............................................................................ 20
2.7
Augmented Reality ....................................................................................... 22
2.8
ARToolKitPlus ............................................................................................ 24
2.9
Computer Graphics ..................................................................................... 24
BAB III ANALISIS KEBUTUHAN SISTEM ......................................................... 25 3.1
Kebutuhan Software .................................................................................... 25
3.1.1
Tracker Library (ARToolKitPlus) ........................................................ 25
3.1.2
Rendering Engine (OpenGL) ............................................................... 25
3.1.3
Software Development (Microsoft Visual C++ .NET 2003)................ 25
3.1.4
Data Digital (dem) ............................................................................... 26
3.1.5
3D Visual Model Creator ( 3ds MAX 2008 dan 3dem)....................... 26
3.1.6
Tekstur (googleearth) ........................................................................... 26
3.1.7
Engine SPH (Smooth Particles Hydrodynamic) .................................. 26
3.2
Kebutuhan Hardware .................................................................................. 26
3.2.1
Komputer ............................................................................................. 26
3.2.2
Webcam ............................................................................................... 27
3.2.3
Fiducial Marker .................................................................................... 27
3.3
Spesifikasi Syarat Kebutuhan Desain.......................................................... 27
3.3.1
Karakteristik User/ Identify User Characteristics ............................... 27
3.3.2
Alat Peraga Museum ............................................................................ 30 vii
BAB IV DESAIN ARVOLCANO ........................................................................... 34 4.1
Pendahuluan ................................................................................................ 34
4.2
Metodologi desain ....................................................................................... 34
4.2.1 4.3
Menentukan Tujuan / Identify the need and purpose ........................... 36
Konsep dan Desain Teknis .......................................................................... 36
4.3.1
Penentuan Topik .................................................................................. 36
4.3.2
Gambaran sistem yang akan dibuat...................................................... 36
4.3.3
Pemilihan Teknologi ............................................................................ 37
4.3.4
Desain penyajian / perangkat keras. ..................................................... 38
4.4
Spesifikasi Desain ....................................................................................... 41
4.5
Desain Isi MagicBook.................................................................................. 46
4.6
Desain Isi Meja Landscape ......................................................................... 47
BAB V IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ....................................................... 49 5.1
Implementasi Visualisasi 3D ....................................................................... 49
5.1.1
Visualisasi di MagicBook..................................................................... 49
5.1.2
Pengolahan Data Digital Menjadi bentuk Augmented Reality ............. 52
5.1.3
Visualisasi di Meja Landscape ............................................................ 59
5.1.4
Implementasi Perangkat Keras............................................................. 60
5.2
Pengujian Sistem Aplikasi ARVolcano. ..................................................... 62
5.2.1
Pengujian Fungsional. .......................................................................... 62
5.2.2
Pengujian terhadap User ...................................................................... 62
5.3
Analisis Hasil Pengujian ............................................................................. 68
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 71 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 73
viii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
Tesis S2 ini tidak dipublikasikan, terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam.
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1
Metodologi Penelitian ....................................................................6
Gambar 2.1
Denah Museum Geologi Bandung.................................................10
Gambar 2.2
Letusan Gunung Merapi dari sudut pandang .................................14
Gambar 2.3
Gunung Sumbing ...........................................................................15
Gambar 2.4
Pemodelan Pembentukan Gunungapi ..........................................17
Gambar 2.5
Pemodelan lapisan struktur bumi .................................................18
Gambar 2.6
Peta Persebaran Gunungapi di Indonesia ......................................18
Gambar 2.7
Data Heightmap .............................................................................20
Gambar 2.8
Bentuk-bentuk primitif 3D ............................................................21
Gambar 2.9
Alat Bantu Pemodelan Grafis ........................................................22
Gambar 2.10
Model Virtual dengan menggunakan HMD .................................23
Gambar 2.11
Alur Proses Augmented Reality .....................................................24
Gambar 3.1
Grafik pengunjung musuem dari tahun 1969 – 2007 ....................28
Gambar 3.2
Alat peraga museum berupa Lukisan dan foto ..............................31
Gambar 3.3
Alat peraga museum, fosil dan batuan kegunungapian .................31
Gambar 3.4
Maket 3D Gunungapi ....................................................................32
Gambar 4.1
Engineering Design Method ..........................................................35
Gambar 4.2
Desain MagicBook .........................................................................39
x
Gambar 4.3
Desain meja dan unit visualisasi ....................................................40
Gambar 4.4
Desain layout penempatan meja peraga berbasis AR ....................41
Gambar 4.5
Scenario Diagram Magic Book ....................................................42
Gambar 4.6
Komponen MagicBook...................................................................43
Gambar 4.7
Deployment Diagram ARVolcano .................................................43
Gambar 4.8
Use Case System MagicBook .........................................................44
Gambar 4.9
Use Case halaman MagicBook ......................................................45
Gambar 4.10
Sequence Diagram Magic Book .....................................................45
Gambar 4.11
Pemodelan pembentukan gunungapi..............................................46
Gambar 4.12
Pemodelan lapisan irisan bumi.......................................................46
Gambar 4.13
Peta persebaran gunungapi di Indonesia ........................................47
Gambar 4.14
Diagram Skenario meja landscape peraga berbasis AR ................47
Gambar 4.15
Use Case Diagram meja peraga berbasis AR .................................48
Gambar 4.16
Sequence Diagram meja peraga berbasis AR ................................48
Gambar 5.1
Grid vertex pada 3dsmax................................................................49
Gambar 5.2
Model Pembentukan Gunungapi ....................................................50
Gambar 5.3
Lapisan Perut Bumi ........................................................................50
Gambar 5.4
Tipe-tipe letusan .............................................................................51
Gambar 5.5
Model virtual persebaran gunungapi di Indonesia.........................51
Gambar 5.6
Diagram Alir visualisasi ARVolcano ............................................52
Gambar 5.7
Tampilan Awal Software 3dem.....................................................54
Gambar 5.8
Tampilan 3dem setelah membuka file dem ...................................54 xi
Gambar 5.9
Patch Smaller Area Gunung Merapi ...........................................55
Gambar 5.10
Terrain Color Scale.....................................................................55
Gambar 5.11
Heightmap Gunung Merapi dan Gunung Sumbing ...................56
Gambar 5.12
Tekstur Gunung Merapi dan Gunung Sumbing ..........................58
Gambar 5.13
Model Virtual Letusan Merapi ....................................................59
Gambar 5.14
Model Virtual Letusan Gunung Sumbing ...................................60
Gambar 5.15
Unit Proses ...................................................................................61
Gambar 5.16
Meja Marker dan Unit Visual .....................................................61
Gambar 5.17
Respon Pengunjung Terhadap banyaknya informasi ..................63
Gambar 5.18
Respon Pengunjung Terhadap Ke-detail-an Obyek ....................64
Gambar 5.19
Respon Pengunjung Tentang Kebosanan yang Ditimbulkan ......64
Gambar 5.20
Respon Pengunjung Terhadap Tingkat Ketertarikan ................64
Gambar 5.21
Respon Pengunjung Terhadap Tingkat Kesenangan yang Dirasakan .....................................................................................65
Gambar 5.22
Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Penggunaan Alat Peraga ..........................................................................................66
Gambar 5.23
Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Memahami Materi .66
Gambar 5.24
Respon Pengunjung Terhadap Interaktifitas Sarana Peraga .....67
Gambar 5.25
Respon Pengunjung Terhadap Experience yang Didapatkan .....67
Gambar 5.26
Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Metoda Interaksi ....68
Gambar 5.17
Respon Pengunjung Terhadap banyaknya informasi..................69
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Data Gunung Merapi .....................................................................14
Tabel 1.2
Data Gunung Sumbing ..................................................................15
Tabel 3.1
Data Pengunjung Museum Tahun 2007 ........................................29
Tabel 3.2
Data Pengunjung Museum dari kalangan pelajar Tahun 2007 .....29
Tabel 3.3
Kelebihan dan kekurangan lukisan/foto ........................................30
Tabel 3.4
Kelebihan dan kekurangan fosil/ batuan kegunungapian .............31
Tabel 3.5
Kelebihan dan kekurangan maket .................................................32
Tabel 3.6
Kelebihan dan kekurangan film dokumenter ..............................32
Tabel 3.7
Spesifikasi Desain Magic Book ..................................................39
Tabel 5.1
Tabel Pengujian fungsional...........................................................40
Tabel 5.2
Hasil Pengujian dengan user .........................................................68
Tabel 5.3
Alat Peraga yang Paling Diminati.................................................69
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
1.
KUESIONER
2.
FOTO-FOTO KEGIATAN PENGUJIAN DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG (9 JULI 2008).
xiv
