Implementasi Augmented Reality untuk Pembelajaran Organ Mata Berbasis Android

Seminar Nasional Ilmu Komputer (SNIK 2016) - Semarang, 10 Oktober 2016 ISBN: 978-602-1034-40-8

Implementasi Augmented Reality untuk Pembelajaran Organ Mata Berbasis Android Alfian Nurlifa1, Amaludin Arifia2, Rini Khoirianti3 1,2,3

Jurusan Teknik Informatika, FT, Universitas PGRI Ronggolawe Tuban Email: [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak Teknologi Augmented Reality dapat menjadi alternatif sebagai media pembelajaran. Augmented Reality merupakan teknologi yang menggabungkan objek maya dua dimensi atau tiga dimensi ke dalam dunia nyata. Pada penelitian ini, aplikasi yang dibangun adalah aplikasi pembelajaran organ mata, yang bisa dijalankan pada smartphone Android. Kamera pada mobile phone digunakan sebagai media pengenalan objek (marker), sedangkan marker dibuat dalam bentuk buku “ARMata”. Pembelajaran multimedia tersebut berbasis android yang mana dibangun dengan menggunakan Vuforia sdk. Extension Unity sebagai library sistem, software Blander digunakan untuk membuat objek 3D organ mata dan menganimasikannya, serta android SDK sebagai tools API (Aplication Programming Interface), agar sistem yang telah dibangun dapat berjalan di Android mobile. Aplikasi “ARMata” dapat menunjukkan bagian-bagian dari organ mata, beberapa kelainan mata seperti miopi, hipermetropi, astigamtis, dan presbiopi dalam bentuk 3D. Kata Kunci: Augmented reality, aplikasi pembelajaran, organ mata, android Abstract Augmented Reality technology may become an alternatif as learning media. Augmented Reality is a technology that fuse two or three dimensional virtual object into reality. In this study, the application was built on purpose as ocular organ learning, that can be operate on Android Smartphone. The mobile phone camera was used as object recognizing media (marker), thus marker was built in “ARMata” book. That Multimedia learning was based on android which was developed by Vuforia sdk. Extension Unity as library system, Blander Software as maker of 3D ocular organ object and also animated it, also SDK android as API (Aplication Programming Interface) tools, so that the system that was already built may run on android mobile. “ARMata” application can show parts of ocular organ, some ocular disease such as miopia, hypermetropia, astigmatisme, and presbiopia in 3D object. Keyword: Augmented reality, learning application, ocular organ, android

1. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi yang semakin pesat dan canggih berpengaruh pula pada perkembangan media pembelajaran. Metode pembelajaran menggunakan media teknologi dan peralatan pendukungnya digunakan agar para siswa dapat lebih memahami pelajaran yang diajarkan. Augmented Reality (AR) merupakan teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan atau tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata, dengan kata lain benda dalam dunia maya dapat kita tampilkan ke dunia nyata secara realtime. Media pembelajaran juga mempunyai peran yang penting, karena tanpa adanya media dalam proses belajar mengajar, siswa akan sulit mengerti apa yang dijelaskan oleh pendidik serta akan membuat siswa lebih cepat merasa bosan dan jenuh serta kurang ketertarikan untuk belajar. Pembelajaran organ mata dengan menggunakan teknologi Augmented Reality dan menggunakan buku disertai marker khusus. Marker atau penanda ini digunakan sebagai media informasi mengenai organ mata dalam bentuk 3D dan informasi. Penggunaan media pembelajaran dengan Augmented Reality diharapkan dapat menarik para siswa sehingga lebih antusias belajar mengenai organ mata. Selain itu juga diharapkan dapat memudahkan para siswa untuk lebih mudah memahami pelajaran mengenai organ mata. 2. METODE 2.1 Organ Mata Mata merupakan salah satu panca indera. Adanya cahaya yang mengenai suatu benda dipantulkan ke organ mata, sehingga benda tersebut terlihat oleh mata [1]. Bagian-bagian mata terdiri dari kornea, sklera, lensa kristalin, iris, pupil, otot mata, vitreus humor, retina, koroid dan saraf optik. Kornea berfungsi untuk membantu memfokuskan bayangan pada benda retina. Cahaya yang diterima kornea akan diteruskan ke bagian dalam mata yang kemudian berakhir di retina. Koroid merupakan lapisan pembuluh darah pada mata, yang terletak di antara retina dan sklera yang berfungsi untuk mengalirkan oksigen dan nutrisi ke retina. Lensa kristalin berfungsi untuk mengatur letak bayangan supaya jatuh tepat di bintik kuning. Lensa mata mempunyai tugas untuk memfokuskan cahaya dan meneruskanya supaya jatuhnya tepat di

233

Seminar Nasional Ilmu Komputer (SNIK 2016) - Semarang, 10 Oktober 2016 ISBN: 978-602-1034-40-8

bagian retina. Iris berfungsi untuk memberikan warna mata, dan mengatur perbesaran pupil (kondisi ini dilakukan untuk membatasi banyaknya jumlah cahaya yang dapat masuk ke iris). Iris terletaknya di tengah bola mata dan tepat di belakang kornea. Pupil adalah celah yang terbentuk akibat iris, fungsi dari celah ini adalah tempat cahaya masuk. Otot mata berfungsi untuk mengatur besar dan kecilnya lensa, selain itu juga berfungsi sebagai penyangga lensa kristalin. Vitreus humor berbentuk seperti cairan bening dan biasanya mengisi rongga mata yang berfungsi untuk mempertahankan tekanan di dalam bola mata agar tetap bundar dan tidak kempes. Retina adalah lapisan yang terdapat di bagian belakang dinding bola mata dimana disitu tempat bayangan akan dibentuk. Istilah lain dari bagian ini adalah selaput jala, dimana bagian ini adalah bagian yang peka terhadap cahaya. Terlebih pada bintik kuning, retina sendiri memiliki fungsi untuk menangkap cahaya dan kemudian meneruskannya sampai ke saraf mata. kemudian cahaya akan diterima di ujung-ujung saraf yang ada di bagian selaput jala. Sklera merupakan Lapisan luar mata yang berwarna putih, berserat, tembus cahaya, elastis dan mengandung kolagen. Syaraf ini berfungsi untuk meneruskan rangsang cahaya yang datang dari retina menuju ke otak. Tugasnya sendiri memang untuk meneruskan rangsang cahaya supaya sampai ke otak. Saraf optik membawa semua informasi yang akan diproses di dalam otak. Pada akhirnya kita dapat melihat suatu objek atau benda. 2.2 Kelainan Pada Mata Mata manusia dapat mengalami kelainan mata, seperti halnya miopi, hipermetropi, astigmatis dan presbiopi. Mata miopi adalah mata dengan lensa terlalu cembung atau bola mata terlalu panjang. Dengan demikian, objek yang dekat akan terlihat jelas karena bayangan jatuh pada retina. Mata hipermetropi adalah mata dengan lensa yang terlalu pipih atau bola mata terlalu pendek. Dengan demikian, objek yang dekat akan terlihat kabur karena bayangan jatuh di belakang retina, sedangkan objek yang jauh akan terlihat jelas karena bayangan jauh dari retina. Mata astigmatis adalah mata dengan lengkungan permukaan kornea atau lensa yang tidak rata. Mata presbiopi adalah suatu keadaan dimana lensa kehilangan elastisitasnya karena bertambahnya usia. Dengan demikian, lensa mata tidak dapat berakomodasi lagi dengan baik [1]. 2.3 Augmented Reality Augmented Reality adalah teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata. Augmented Reality hanya menambahkan atau melengkapi kenyataan. Benda-benda maya menampilkan informasi yang tidak dapat diterima oleh pengguna dengan inderanya sendiri [2]. Teknologi Augmented Reality bertujuan untuk menciptakan lingkungan baru dengan menggabungkan lingkungan nyata dan virtual. Sehingga pengguna merasa bahwa kedua lingkungan tersebut adalah sama, yaitu nyata. Dengan kata lain, pengguna tidak merasakan perbedaan yang dirasakan antara Augmented Reality dengan lingkungan nyata. Dengan teknologi Augmented Reality informasi tentang objek dan lingkungan di sekitar kita dapat ditambahkan dalam sistem Augmented Reality. Yang kemudian informasi tersebut akan ditampilkan di atas layer dunia nyata secara realtime. Augmented Reality sekarang makin populer, banyak bidang yang sudah menerapkan teknolgi AR di dalamnya, misalnya pendidikan, militer, kesehatan dan lain sebagainya. 2.4 Marker Marker yang dimaksud disini adalah pola yang dibuat dalam bentuk gambar yang akan dikenali oleh kamera. Pola marker dapat dibuat dengan Paint atau Photoshop. Marker merupakan trigger atau pemicu yang akan dikenali oleh kamera webcam sebagai bentuk simbol model 3D dari setiap objek modeling ponsel. Bentuk dari marker sebuah persegi hitam dan ditengahnya terdapat bagian bentuk putih bisa berbentuk gambar, angka, huruf atau apa saja. Di dalam pola marker yang merupakan ilustrasi hitam dan putih persegi dengan batas hitam tebal dan latar belakang putih digunakan agar komputer mengenali posisi dan orientasi marker dan menciptakan dunia virtual 3D [3]. Marker yang digunakan di dalam menjalankan program Augmented Reality dengan menggunakan Unity haruslah di impor terlebih dahulu kepada Unity dengan pola yang unik hingga akan menampilkan pola atau objek yang akan ditampilkan sesuai dengan apa yang diinginkan. 2.5 Perangkat yang Dibutuhkan Vuforia merupakan library yang digunakan sebagai pendukung adanya Augmented reality pada Android. Vuforia menganalisa gambar dengan menggunakan pendeteksi marker dan menghasilkan informasi 3D dari marker yang sudah dideteksi via API [4]. Unity Game Engine merupakan software yang digunakan untuk membuat video game 3D atau konten yang interaktif lainnya seperti, visual arsitektur dan realtime

234

Seminar Nasional Ilmu Komputer (SNIK 2016) - Semarang, 10 Oktober 2016 ISBN: 978-602-1034-40-8

3D animasi. Unity Game Engine tidak hanya merupakan sebuah game engine, tapi juga merupakan sebuah editor. Unity Game Engine mirip dengan game engine lainnya seperti, Director, Blender game engine, Virtools, Torque Game Builder atau Gamestudio [5]. Kelebihan dari Unity Game Engine yaitu multi platform, Unity Game Engine dapat dioperasikan pada platform Windows dan Mac Os dan dapat menghasilkan game untuk Windows, Mac, Linux, Wii, iPad, iPhone, dan platform Android. Unity Game Engine juga dapat menghasilkan game browser, untuk menjalankan pada web broser diperlukan sebuah plugin yaitu Unity web player plugin. Blender adalah perangkat lunak sumber terbuka grafika komputer 3D. Perangkat lunak ini digunakan untuk membuat film animasi, efek visual, model cetak 3D, aplikasi 3D interaktif dan permainan video. Blender memiliki beberapa fitur termasuk pemodelan 3D, penteksturan, penyunting gambar bitmap, penulangan, simulasi cairan dan asap, simulasi partikel, animasi, penyunting video, pemahat digital, dan rendering [3]. Adobe Photoshop adalah software grafis berbasis bitmap (pixel), yang biasa dipakai untuk mengedit foto, membuat illustrasi bahkan desain web. Sehingga banyak digunakan di studio foto, percetakan, dan bidang yang berkaitan dengan Teknologi Informasi. Perangkat lunak ini banyak digunakan oleh fotografer digital dan perusahaan iklan sehingga dianggap sebagai pemimpin pasar (market leader) untuk perangkat lunak pengolah gambar/foto, dan, bersama Adobe Acrobat, dianggap sebagai produk terbaik yang pernah diproduksi oleh Adobe Systems [6]. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Pembangunan Sistem Dalam pembuatan sistem ini agar lebih menarik dan mudah dipergunakan, maka diperlukan pembangunan interface atau antarmuka. Dalam pengolahan antarmuka dan sistem, digunakan software Unity. Unity merupakan software pembuat game yang populer di kalangan para pengembang game. Untuk pembangunan objek 3D menggunakan software Blender versi 2.6.6. Pembuatan objek meliputi pembuatan model 3D organ mata dan animasinya. Sedangkan untuk pembuatan marker dilakukan dengan mengambil gambar yang akan dijadikan image tracking, kemudian di-upload ke website Qualcom Developer. File yang telah di-upload di website Qualcom tersebut akan dinilai kualitasnya oleh sistem. Semua gambar yang di-upload melalui vuforia akan menghasilkan sebuah sourecode berupa file ekstensi “.xml”. Proses pembangunan Augmented Reality atau pembuatan dengan menggunakan Unity pro 5.0.1f. Proses ini merupakan langkah terpenting dalam pembangunan sistem Augmented Reality. Proses packing merupakan proses atau tahapan akhir dalam pembangunan aplikasi di Unity. Dalam proses ini dibutuhkan Android SDK untuk mem-build ke dalam bentuk *.apk agar bisa dijalankan di perangkat android. 3.2 Implementasi Sistem Pada tampilan awal terdapat splash screen saat aplikasi dijalankan. Setelah akan muncul proses loading sebelum masuk pada halaman menu. Aplikasi “ARMata” ini memiliki menu mulai, panduan, tentang, dan keluar. Menu Mulai adalah menu utama dari aplikasi ini untuk menjalankan Augmented Reality. Ketika marker yang terdapat pada buku sudah terlacak, maka akan ditampilkan objek 3D Organ Mata seperti pada Gambar 1 untuk menampilkan kotak informasi, maka pengguna diharuskan menekan tombol informasi pada marker, selain itu tekan kotak informasi untuk memainkan suara pada informasi tersebut. Kemudian pengguna bisa memilih kembali ke menu awal dengan klik menu pada pojok kiri layar, atau memilih screenshot untuk mengambil gambar tampilan saat sistem dijalankan.

Gambar 1. Tampilan objek 3D organ mata

235

Seminar Nasional Ilmu Komputer (SNIK 2016) - Semarang, 10 Oktober 2016 ISBN: 978-602-1034-40-8

Pada Gambar 2 (a) merupakan tampilan objek 3D mata miopi beserta informasinya, kelainan mata miopi disebabkan oleh jatuhnya bayangan benda di depan retina. Sehingga penderita tidak bisa melihat benda yang jauh. Sedangkan Gambar 2 (b) merupakan tampilan objek 3D mata hipermetropi beserta informasinya, kelainan mata hipermetropi disebabkan oleh jatuhnya bayangan benda di belakang retina. Sehingga penderita tidak bisa melihat benda yang dekat. Pada Gambar 2 (c) merupakan tampilan objek 3D mata astigmatis beserta informasinya, kelainan mata astigmatis atau cacat mata silinder disebabkan oleh jatuhnya bayangan benda di depan dan di belakang retina. Sehingga penderita ketika melihat benda yang jauh maupun dekat akan terlihat kabur. Sedangkan pada Gambar 2 (d) adalah tampilan objek 3D mata presbiopi beserta informasinya, kelainan mata presbiopi atau mata tua merupakan akibat daya akomodasi atau elastisitas retina yang berkurang.

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 2. Tampilan objek 3D pada kelainan mata. (a) objek 3D pada mata miopi (b) objek 3D pada mata hipermetropi (c) objek 3D pada mata astigmatis (d) objek 3D pada mata presbiopi 3.3 Studi Penggunaan Analisa aplikasi terhadap pengguna aplikasi dengan kuisioner, akan diberikan kepada remaja yang berusia 11 sampai 15 tahun sejumlah 20 siswa. Analisa dilakukan untuk mendapatkan sebuah kesimpulan dari aplikasi yang sudah dibangun. Siswa diminta untuk menggunakan aplikasi yang disertai dengan buku pembelajaran “ARMata”. Setelah selesai menggunakan aplikasi, kemudian siswa tersebut diminta untuk mengisi kuesioner dengan memberikan 6 pertanyaan yang disertai pilihan jawaban. Dari hasil kuesioner tersebut terlihat bahwa semua siswa menyatakan sangat tertarik dengan aplikasi tersebut. Dari segi kemudahan pada penggunaan aplikasi dalam mempelajari organ mata dengan teknologi augmented reality, dapat disimpulkan bahwa dari 20 siswa, 15 siswa mengatakan bahwa aplikasi “ARMata” mudah digunakan. Semua siswa menyatakan bahwa mereka mudah memahami ketika belajar organ mata dengan menggunakan media pembelajaran “ARMata”. Dari sesi pengetahuan, dari 20 siswa, 13 siswa mengatakan banyak pengetahuan yang didapat dari aplikasi “ARMata” dan 7 siswa mengatakan cukup banyak. Kategori minat siswa dalam belajar anatomi mata dapat disimpulkan bahwa dari 20 siswa mengatakan semuanya tertarik dalam mempelajari anatomi mata dengan menggunakan “ARMata”. Dari hasil kuesioner, dapat dilihat bahwa hasil yang dicapai memiliki tingkat kepuasan yang tinggi mengenai hasil dari tampilan, pemahaman dalam belajar dan ketertarikan pengguna dalam mempelajari organ mata. Dalam penggunaan aplikasi 75% mengatakan mudah untuk digunakan dan 25% mengatakan sangat mudah digunakan.

236

Seminar Nasional Ilmu Komputer (SNIK 2016) - Semarang, 10 Oktober 2016 ISBN: 978-602-1034-40-8

4. SIMPULAN Berdasarkan dari hasil dan pembahasan sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa penggunaan Augmented Reality sebagai media pembelajaran organ mata dapat menarik minat siswa untuk lebih banyak belajar. Media pembelajaran dengan menggunakan Augmented Reality juga membuat siswa lebih mudah dalam mempelajari anatomi dari organ mata dan kelainan pada mata. Augmented Reality pembelajaran organ mata ini masih jauh dari kata sempurna. Diharapkan aplikasi ini dapat digunakan sebagai media pembelajaran organ mata untuk pengembangan selanjutnya, diharapkan aplikasi ini nantinya dapat lebih detail dan luas lagi dalam membahas bagian-bagian mata dan kelainan mata yang lebih spesifik lagi, sehingga lebih banyak informasi yang didapatkan pengguna. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan menjadi media pembelajaran yang lebih interaktif dan banyak digunakan di sekolah-sekolah dalam pembelajaran organ mata. 5. REFERENSI [1] Aryulina. 2007. Biologi SMA/MA Kelas X. Esis, Jakarta. [2] Eka, et al. 2012. Augmented Reality Objek 3 Dimensi dengan Perangkat Artoolkit dan Blender. Universitas Stikubank, Semarang. [3] Irwan, Setiawan. 2012. Penerapan Augmented Reality Pada Kotak Ponsel Sebagai Media Periklanan Virtual. Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer, Yogyakarta. [4] Fathoni, et al. 2012. Alat Musik Perkusi Augmented Reality Berbasis Android. Universitas Muhammadiyah Malang, Malang. [5] Sunarto. 2011. Pembuatan Game 3 Dimensi ME VS ALIENS dengan Menggunakan Unity 3D Game. Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer, Yogyakarta. [6] Hendi, Hendratman. 2010. The Magic of Adobe Photoshop. Informatika, Bandung.

237