BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Masalah Perkembangan teknologi telah membawa banyak perubahan pada aspek
kehidupan, salah satunya dalam proses belajar mengajar. Teknologi telah menggeser paradigma belajar manusia terutama pada kalangan muda, dari cara belajar yang berorientasi pada buku menjadi berorientasi pada komputer, internet, dan file-file digital. Perkembangan jaringan dan internet menyebabkan siswa tidak lagi harus memiliki buku teks untuk dapat belajar, materi dan berbagai ilmu dapat diperoleh dari internet dengan cepat, mudah, dan murah bahkan gratis. Berkembangnya teknologi grafis dan multimedia memperkenalkan media belajar baru melalui suara, video, animasi, dsb. Salah satu teknologi tersebut adalah Augmented Reality (AR) yang menggabungkan dunia nyata dan dunia virtual melalui penambahan objek-objek buatan komputer pada tampilan dunia nyata. AR ini telah banyak digunakan dan diteliti keefektifannya dalam membantu proses belajar pada berbagai kalangan usia dan bidang [1]. Sebuah studi di Brazil [2] membuktikan peningkatan daya tangkap anak-anak kisaran usia 4-8 tahun dengan penggunaan AR sebagai alat untuk pembelajaran. Rubita Freitas dan Pedro Campos mengembangkan System of Augmented Reality for Teaching (SMART) [3], aplikasi edukasi berbasis AR yang dikhususkan sebagai alat bantu untuk mengajar siswa kelas 2 SD. Riset yang
1
dilakukan menggunakan aplikasi SMART membuktikan penggunaan aplikasi AR efektif meningkatkan pembelajaran pada siswa kelas 2 SD, terutama pada kelompok siswa yang prestasi belajarnya menengah kurang. Seiring dengan perkembangan media dan cara belajar, teknologi juga telah membawa perubahan pada cara manusia berinteraksi dengan komputer. Diawali dengan interaksi melalui perangkat seperti mouse dan keyboard, kemudian berkembang dan populernya teknologi layar sentuh yang memberikan model interaksi yang lebih natural dan intuitif bagi pengguna untuk menyentuh objek pada komputer pada layar dengan tangan. Selanjutnya, teknologi interaksi manusia dengan komputer berkembang ke cara yang jauh lebih natural dan intuitif untuk manusia, di antaranya melalui suara, mimik wajah, dan hand gesture. Interaksi hand gesture yang memberikan keleluasaan penggunaan tangan untuk mengontrol komputer serta berinteraksi dengan objek pada komputer melalui gerak-gerak tangan yang natural seperti dalam kehidupan sehari-hari ini telah dan masih menjadi perhatian dalam pengembangan interaksi manusia dan komputer. Pengembangan interaksi melalui hand gesture ini telah banyak dilakukan melalui penggunaan berbagai jenis sensor, di antaranya penggunaan sensor gloves sebagai pendeteksi lokasi tangan serta jari-jari untuk kemudian diinterpretasikan menjadi suatu perintah kontrol kepada komputer [4][5], penggunaan webcam untuk menginterpretasikan perintah kontrol dari image tangan yang ditangkap [6] atau utilisasi dua buah webcam dan melakukan kalibrasi antara keduanya untuk
2
mendapatkan informasi depth dari image yang ditangkap [7][8] sehingga lokasi tangan dalam ruang 3D (x,y,z) bisa didapat, dan penggunaan IR range camera yang mampu menangkap data depthimage untuk kemudian diinterpretasikan menjadi kontrol kepada komputer. IR range camera banyak dipilih sebagai sensor dalam pengembangan
interaksi
hand
gesture
karena
kapabilitas,
kemudahan
mendapatkannya dan harga yang cukup murah, salah satunya adalah Microsoft Kinect[9][10 [11]. Telah banyak penelitian yang melakukan pengenalan hand gesture berdasarkan fitur fingertips dan palm dari tangan. Mokhtar M. Hasan et. al. [12] mengembangkan deteksi terhadap fitur palm dan fingertips dan juga melakukan pengurutan terhadap fingertips yang terdeteksi sebagai dasar untuk pengenalan hand gesture. Nasser H. Dardas et. al. menggunakan teknik bag of features untuk melakukan klasifikasi hand gesture
dengan
mendeteksi
mengelompokkannya
ke
keypoints
cluster-cluster,
dari
sekumpulan
kemudian
training
membangun
image, sebuah
gesturevocabulary berdasarkan pola lokal yang sama pada setiap cluster tersebut [13].X. Zabulis et. al. [14] mengembangkan pengenalan hand gesture berbasis aturan yang bergantung pada jumlah fingertips yang terdeteksi serta lokasi relatif masingmasing terhadap palm. Ashis Pradhan et. al. [15] menggunakan binary representation untuk menunjukkan jari-jari yang aktif (terangkat) dengan mengutilisasi fingertips serta jarak relatifnya terhadap palm berkonsep pada jarak-jarak setiap fingertips ke palm berbeda untuk membedakan jari mana yang terangkat. Penelitian-penelitian di
3
atas menjadikan posisi fingertips dan palm dari tangan sebagai dasar untuk pengembangan pengenalan hand gesture. Pada penelitian ini, dikembangkan Real Animapedia: sebuah aplikasi ensiklopedia hewan berbasis AR, di mana objek 3D dari hewan dimunculkan berdasarkan tracking terhadap target yang sudah ditentukan untuk setiap hewan pada lokasi respektif target tersebut, kemudian pengguna dapat melakukan tiga jenis manipulasi terhadap objek hewan tersebut; translasi, rotasi, dan skalasi dengan hand gesture yang sudah ditentukan. Sistem AR yang digunakan adalah markerless AR, di mana tidak diperlukannya penanda eksplisit sebagai target deteksi. Selain mempelajari karakteristik umum hewan secara visual melalui objek 3D tersebut, pengguna juga dapat mempelajarinya melalui informasi deksriptif mengenai hewan bersangkutan yang disajikan dalam bentuk paragraf singkat. Pengguna juga dapat memilih opsi untuk melihat video singkat tentang hewan tersebut. Aplikasi ini dikembangkan dengan memanfaatkan Intel Creative Senz 3D Perceptual Camera, sebuah kamera dengan kapabilitas depth sensing yang dapat memberikan akses ke gambar RGB dan depth dari objek yang ditangkapsebagai pembaca input gerakan tangan dari pengguna untuk kemudian digunakan sebagai kontrol untuk aplikasi dengan mengutilisasi Intel Perceptual Computing SDK 2013 sebagai library untuk mengakses data kamera. Pengenalan hand gesture dilakukan dengan melakukan klasifikasi berdasarkan fitur dari tangan yaitu palm dan fingertips dengan aturan yang telah ditentukan;
4
jumlah fingertips yang terdeteksi, serta posisi dan orientasi dari fingertips tersebut terhadap palm.
1.2
Perumusan Masalah
Masalah-masalah yang dirumuskan dalam penelitian ini adalah : 1.
Bagaimana kapabilitas object recognition dari Intel Creative Senz 3D Camera dan Intel SDKuntuk menyediakan fitur augmented reality pada aplikasi ensiklopedia hewan?
2.
Apakah sistem pengenalan hand gesture berdasarkan fitur palm dan fingertips dari tangan dapat digunakan untuk menyediakan manipulasi objek virtual?
1.3
Batasan Masalah
Penelitian akan dibatasi pada hal-hal berikut: 1. Pengembangan aplikasi ini tidak mencakup pengembangan proses hand tracking dan object recognition, tetapi difokuskan pada memanfaatkan hand tracking dan object recognition yang disediakan Intel Perceptual Computing SDK 2013 untuk mengenali, menginterpretasikan hand gesture untuk melakukan manipulasi terhadap objek 3D yang dimunculkan. 2. Performa deteksi hand gesture terbatas pada kapabilitas kamera dan SDK yang digunakan. 3. Jumlah hewan yang terdapat di dalam aplikasi ini hanya 3 hewan saja.
5
1.4
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan sebuah aplikasi ensiklopedia
hewan di mana pengguna dapat melihat objek hewan 3D yang dimunculkan secara augmented reality serta berinteraksi dengan objek hewan tersebut menggunakan tangan. Melalui penggunaan elemen multimedia yang menarik serta interaksi yang natural, penelitian ditujukan untuk menghasilkan media belajar yang dapat menstimuli proses belajar anak-anak.
1.5
Manfaat Penelitian Aplikasi ensiklopedia hewan yang dikembangkan diharapkan dapat membantu
proses belajar serta mempercepat daya tangkap anak-anak dalam belajar melalui tampilan virtual yang menarik.
6
