Implementasi Semantik Augmented Reality pada Pemodelan Tata Surya Nur Muhammad Firdaus Hidayat, Dr. Surya Sumpeno,S.T.,M.Sc., Christyowidiasmoro ST.MT.Msc Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS II. DASAR TEORI
Abstrak--- Sejak kecil, manusia telah diajari tentang berbagai macam fenomena alam tata surya yang terjadi disekitarnya. Contohnya dari fenomena tersebut adalah gerhana matahari, gerhana bulan, dan urutan planet di tata surya. Selain melalui pengamatan langsung di alam sekitar, dapat diajarkan pula melalui buku pelajaran sekolah maupun ensiklopedia. Gambar pada buku yang menerangkan tata surya biasanya hanya berupa gambar dua dimensi yang diam. Augmented reality digunakan untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai fenomena tersebut dengan menampilkan obyek dua dimensi atau tiga dimensi ke lingkungan nyata secara real time.
2.1 Augmented Reality Augmented Reality (AR) didefinisikan sebagai sebuah teknologi yang mampu menggabungkan benda dua dimensi ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata secara real time. Dengan adanya AR, lingkungan nyata yang ada di sekitar akan dapat berinteraksi dalam bentuk virtual. Segala informasi tentang obyek dan lingkungan dapat ditambahkan ke dalam sistem AR yang kemudian informasi-informasi tersebut akan ditampilkan ke lingkungan nyata secara real-time. Ada sebuah definisi dari AR yang dikemukakan oleh Ronal Azuma pada tahun 1997. Ronald Azuma menyatakan bahwa AR adalah sesuatu tentang menambahkan dunia nyata dengan informasi virtual dengan meningkatkan indra seseorang dan keterampilan manusia. AR menggabungkan karakter virtual dengan dunia nyata. Ada tiga karakteristik umum dari AR, yaitu : Kombinasi dari lingkungan nyata dengan obyek virtual Tampilan yang interaktif Tampilan dalam bentuk 3D
Abstract— People have been taught about the different kinds of solar systems natural phenomena which occur around them since they were a child. For an instance, they are taught about solar eclipse, lunar eclipse, and the arangement of the planets. Other than learning through direct observation, it could be taught by using school textbooks and encyclopedias. But, Images in those books which explain the solar system is usually just a twodimensional images. Augmented Reality is used to provide a better explanation of the phenomenon by presenting two dimensional or three dimensional models in real time. Keyword : Augmented Reality, Solar system , Simulation
I. PENDAHULUAN kecil, manusia telah diajari tentang berbagai macam fenomena alam tata surya yang terjadi disekitarnya. Selain melalui pengamatan langsung di alam sekitar, dapat diajarkan pula melalui buku pelajaran sekolah maupun ensiklopedia. Buku merupakan acuan utama seorang siswa dalam mempelajari ilmu sains di sekolah. Gambar pada buku yang menerangkan tata surya biasanya hanya berupa gambar dua dimensi yang diam. Hal ini dapat menyulitkan seorang pengajar untuk memberikan penjelasan mengenai fenomena tata surya yang ada dengan tepat. Gambar berupa animasi atau video tentunya lebih memberikan gambaran yang jelas kepada siswa daripada gambar diam dua dimensi. Dibutuhkan suatu cara agar seseorang dapat mengajarkan pelajaran sains secara menyenangkan dengan media yang menarik dan komunikatif Permasalahan tersebut dapat diselesaikan dengan adanya teknologi Augmented Reality (AR), yang didefinisikan sebagai sebuah teknologi yang mampu menggabungkan benda dua dimensi ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata secara real time. Aplikasi AR akan menggunakan marker (penanda), dimana ketika penanda tersebut dideteksi menggunakan kamera secara real time, akan muncul tampilan virtual tiga dimensi di atasnya. AR tersebut akan dilengkapi dengan skenario yang dirancang menggunakan metode semantic data model sehingga tampilan aplikasi ini dapat lebih menarik dan interaktif
S
2.2 Semantic Network Semantic network merepresentasikan pengetahuan sebagai sebuah jaring yang mirip dengan graph. Ide, kejadian, situasi atau obyek hampir selalu memiliki struktur yang majemuk, yang direpresentasikan dalam semantic network oleh struktur yang sesuai dengan node (digambarkan dengan lingkaran atau kotak), yang merepresentasikan unit konseptual, dan penghubung langsung( digambarkan sebagai panah antar node) yang merepresentasikan hubungan antar unit. Sebuah permasalahan dapat digambarkan dalam sebuah diagram, didefinisikan secara matematis, atau diprogram di komputer. Semua hal itu akan menjadi semantic ketika kita memberi sebuah penjelasan ke dalam tiap node dan link. Jaringan semantik bertujuan untuk memberikan gambaran tentang segala jenis pengetahuan yang dapat didefisikan dengan bahasa yang dipakai sehari-hari. Sebuah sistem jaringan semantik tidak hanya mencakup struktur data tersimpan secara eksplisit namun juga metode untuk secara otomatis mendapatkan sesuatu dari struktur yang lebih besar atau dari pengetahuan yang tersirat.
EJAK
1
b. Gerhana Matahari Sebagian Gerhana ini terjadi pada permukaan Bumi yang berada dalam penumbra Bulan. Sinar Matahari tertutup sebagian. c. Gerhana Matahari Cincin Gerhana ini terjadi jika bayangan Bulan tidak cukup menutup sinar Matahari. Matahari masih terlihat bersinar di sekeliling bayangan Bulan. Gerhana Matahari ini terjadi saat Bulan berada pada jarak terjauh dari Bumi.
Ekor M
i
i
Hewa n
Adalah
Burung
lah
ala Ad
ny a
Elang
h ala
Kucing
pu
Ad
h
ala
Anjing
Adalah
Ad
h
Mamalia
em
Ad a
em M
a ny pu
Gagak
Gambar 2.2 Proses terjadinya gerhana matahari
Gambar 2.1 contoh diagram semantic sederhana
2.5 Gerhana Bulan Proses Gerhana bulan, seperti pada gambar 2.3, terjadi ketika bumi berada di antara bulan dan matahari dan terletak pada satu garis lurus. Pada saat itu sebagian atau keseluruhan penampang bulan tertutup oleh bayangan bumi, sehingga sinar matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalang oleh bumi. Gerhana bulan ada tiga macam, yaitu gerhana bulan total. Sebagian, dan penumbra. a. Gerhana bulan total Gerhana ini terjadi jika seluruh bagian bulan berada dalam umbra bumi b. Gerhana bulan sebagian Gerhana ini terjadi jika separuh bagian bulan berada dalam umbra bumi. Sedangkan separuh yang lain berada dalam penumbra bumi. Bulan kelihatan bersinar sebagian c. Gerhana bulan penumbra Gerhana ini terjadi jika seluruh bagian bulan berada dalam penumbra bumi
Gambar 2.1 menunjukkan sebuah hubungan antara Amir sebagai seorang kostumer bank dengan tabungannya. Obyek direpresentasikan dengan sebuah lingkaran, dan hubungan antar obyek digambarkan dengan tanda panah dengan dtambahkan penjelasan mengenai hubungan antar masingmasing node. 2.3 Tata Surya Tata surya merupakan suatu sistem yang terdiri atas matahari dan benda-benda langit yang beredar mengelilinginya. Karena diedari oleh benda-benda langit di sekelilingnya. matahari dikatakan sebagai pusat tata surya. Dalam peredarannya, benda-benda langit tersebut mempunyai lintasan edar tertentu yang berbentuk elips, dengan matahari terletak pada salah satu fokusnya. Tata surya dimana bumi berada terdiri dari delapan buah planet beserta satelit yang mengelilingi matahari sebagai pusatnya. Ke delapan planet tersebut adalah merkurius, venus, bumi, mars, jupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. 2.4 Gerhana Matahari Gerhana matahari terjadi ketika posisi bulan terletak di antara bumi dan matahari sehingga menutup sebagian atau seluruh cahaya Matahari. Walaupun Bulan lebih kecil, bayangan Bulan mampu melindungi cahaya matahari sepenuhnya karena Bulan yang berjarak rata-rata jarak 384.400 kilometer dari Bumi lebih dekat dibandingkan Matahari yang mempunyai jarak rata-rata 149.680.000 kilometer. Pada saat tertentu, posisi bulan berada di antara bumi dan matahari pada satu garis lurus. Hal ini mengakibatkan bayangan bulan jatuh ke permukaan bumi. Gerhana Matahari , ada tiga macam, yaitu gerhana Matahari total, sebagian, dan cincin. Proses terjadinya gerhana matahari tersebut ditunjukkan pada gambar 2.2
Gambar 2.3 Proses terjadinya gerhana bulan 2.6 ARTookit Adalah library yang digunakan untuk membangun aplikasi AR. Salah satu kesulitan dalam mengembangkan augmented reality adalah masalah dalam tracking sudut pandang pengguna secara real time sehingga model virtual selaras dengan lingkungan da obyek dunia nyata. ARToolkit menggunakan algoritma visi komputer untuk memecahkan masalah tersebut. ARToolkit video tracking libraries menghitung posisi kamera di dunia nyata dan orientasi relatif terhadap marker di dunia nyata. Didalam ARToolKit sudah terdapat sistem pelacakan dan source code lengkap sehingga memudahkan pemrogram untuk
a. Gerhana Matahari Total Gerhana ini terjadi pada permukaan Bumi yang berada dalam umbra Bulan. Pada bagian itu, sinar Matahari tertutup sepenuhnya. Bagian Bumi yang terkena gerhana ini menjadi gelap gulita. 2
melakukan pemrograman pada berbagai platform atau menyesuaikannya untuk aplikasi mereka sendiri.
ArTooKit bekerja seperti pada gambar 3.2. Video Streaming dari kamera
2.7 Unity 3D Adalah sebuah software yang digunakan untuk membuat game berformat 3D atau aplikasi-aplikasi interaktif lainnya seoeprti visualisasi arsitektur ataupun animasi real-time 3D. Unity dapat dijalankan pada OS windows, Mac OS X, Android,Ipad, Iphone serta dapat dijalankan di konsol-konsol game seperti Xbox 360, Playstation 3,dan Wii. Unity 3D juga dapat digunakan untuk membuat aplikasi berbasis Web. Unity terdiri dari editor untuk mendesain dan mengembangkan game, dan juga game engine untuk mengeksekusi produk yang dibuat. Unity mirip seperti Blender Game Engine, Gamestudio,dan Virtools yang juga menggunakan lingkungan grafis yang terintegrasi sebagai metode utama untuk pengembangannya.
Video Streaming ke layar
Mencari Marker
Marker
Menentukan posisi dan orientasi marker
Render Obyek 3D
Posisi dan Orientasi Obyek
Ti={Pi,Ri}
Render Obyek 3D
Posisi dan Orientasi Obyek
ID Marker
Alur kerja dari ArToolkit : 1. Kamera menangkap video dan mengirimkan ke komputer 2. Software akan mencari marker persegi dan mengenalinya 3. Setelah ditemukan, dilakukan perhitungan untuk menghitung posisi relatif kamera ke kotak hitam pada marker 4. Model komputer grafis 3D di render dalam frame video 5. Hasil akhir ditampilkan kembali pada layar secara real time ArToolKit memiliki kemampuan untuk menampilkan obyek maya ke dalam lingkungan AR. Akan tetapi, perangkat lunak ini memiliki kelemahan dalam hal rendering model. Sehingga untuk menampilkan sebuah pemodelan dengan sebuah simulasi yang tampak nyata, diperlukan sebuah physic engine . 3.3 Unity3D sebagai Graphic Renderer Unity terdiri dari editor untuk mendesain dan mengembangkan game, dan juga game engine untuk mengeksekusi produk yang dibuat. Unity mirip seperti Blender Game Engine, Gamestudio, dan Virtools yang juga menggunakan lingkungan grafis yang terintegrasi sebagai metode utama untuk pengembangannya. Hal ini membuat Unity3D memungkinkan untuk membuat simulasi-simulasi yang lebih nyata seperti yang ada pada banyak game pada umumnya. Dengan demikian, simulasi tersebut dapat dilakukan dengan lebih mudah oleh perangkat ini. Proses rendering pada unity3d digambarkan seperti pada gambar 3.3
Ti={Pi,Ri}
Mengenali Marker
Video Streaming ke layar
Menentukan Posisi dan Orientasi Marker
Gambar 3.2 Cara Kerja ARToolkit
Unity3D
Video Streaming dari kamera
Marker
Mengenali Marker
III. DESAIN DAN IMPLEMENTASI 3.1 Desain Sistem Diperlukan sebuah kamera, sebuah komputer, dan juga marker obyek untuk memodelkan suatu obyek. Kamera digunakan sebagai media visi untuk mengambil frame-frame video untuk dapat diterima komputer sebagai video masukan. Komputer yang telah diinstal aplikasi tersebut digunakan untuk memproses citra digital frame demi frame. Secara keseluruhan rancangan sistem aplikasi digambarkan seperti gambar 3.1
UnityART
Mencari Marker
ID Marker
Gambar 3.1 Rancangan Sistem Aplikasi Untuk mendeteksi adanya penanda yang ada pada setiap frame, dibutuhkan suatu tracking system library, sehingga proses pembacaan dan pelacakan penanda dapat dilakukan. Salah satu yang dapat dilakukan adalah menggunakan ARToolKit. ArToolKit memiliki kemampuan untuk menampilkan obyek maya ke dalam lingkungan AR. Akan tetapi, perangkat lunak ini memiliki kelemahan dalam hal rendering model. Sehingga untuk menampilkan sebuah pemodelan dengan sebuah simulasi yang tampak nyata, diperlukan sebuah physic engine .
Gambar 3.3 Proses Rendering Unity3D
3.2 Augmented Reality menggunakan ARToolkit 3
3.4 Rancangan simulasi gerhana matahari dan gerhana bulan
Urutan berikutnya
Venus
Urutan berikutnya
Bumi
Uranus
Urutan berikutnya
Saturnus
Urutan berikutnya
Jupiter
Urutan berikutnya
Mars
Teks Penjelasan
Urutan berikutnya
tuk mb
on en mp Ko
Gerhana Bulan
mu nc
Teks Penjelasan un c
Sudut pandang dari bumi
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
Neptunus
Bulan
Me
Me mp a uny mp i n one
Sinar Matahari
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
ko
n
a ulk
ko
un mp Me yai ne o mp n
nc mu
Me
Matahari
n ne k po tu m en Ko emb p
en on tuk mp en Ko mb pe
Ko pe mp mb on en en tuk
Bagian dari
Gambar 3.5 Diagram semantik simulasi tata surya
Remote
n
Merkurius
pe
Gerhana
dar i
Jika diberi
uk
t en
Bag ian
i dar
Matahari
ulk a
Urutan berikutnya
en
Ba
Mu nc ul
da ri gia n
mb pe Jika diberi
Penumbra
i
r da
n ne
K pe omp mb on en en tu k
an gi
o mp
di Menja
Remote Me m
Matahari
Bumi
Gerhana Sebagian
Bagian dari
Teks Penjelasan
Urutan berikutnya
Gerhana Total Ba
ul nc Mu
Ko
Menjadi
n gia Ba
Gerhana Matahari
Bumi
Men
n
Mu nc ul
di
Bulan
Penumbra
Umbra
jadi
nja
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
ul nc Mu
Me
ulk a
Umbra
Teks Penjelasan
m Me
c un
ulk
IV.IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
an
4.1 Pengujian Pembentukan Bayangan pada Gerhana Matahari Untuk membuat suatu obyek dapat menerima bayangan dan menghasilkan bayangan, dalam Unity3D obyek harus diberikan sebauh komponen bernama mesh renderer. Komponen ini bertugas untuk proses rendering dari suatu obyek yang akan ditampilkan. Mesh renderer mengambil geometri dari Mesh Filter dan mengolahnya pada posisi yang didefinisikan oleh komponen transformasi dari obyek Agar pembentukan bayangan dapat terlihat jelas, percobaan dilakukan dengan menggeser kamera dalam bidang koordinat x dan y ke arah obyek bumi untuk melihat efek bayangan yang dihasilkan dari sumber cahaya.
Gambar 3.4 Diagram semantik simulasi gerhana Rancangan simulasi menggunakan diagram semantik terlihat seperti pada gambar 3.4. Dalam simulasi gerhana matahari dan gerhana bulan diuji coba proses bagaimana terjadinya gerhana matahari dan gerhana bulan tersebut. Simulasi akan dilakukan dengan memodelkan bagaimana posisi matahari, bulan, dan bumi ketika terjadi gerhana tersebut. Selain itu ditunjukkan pula bagaimana proses pembentukan bayangan yang terjadi ketika berlangsung gerhana matahari, dan juga bagaimana penampakan bulan ketika gerhana bulan terjadi. Pemandangan terjadinya gerhana bulan dan matahari dari sudut pandang pengamat dari bumi juga akan diperlihatkan. Pemodelan ini dilengkapi juga dengan informasi mengenai fenomena tersebut yang akan diberikan dalam bentuk penjelasan singkat yang akan ditampilkan pada layar 3.5 Rancangan Simulasi Tata Surya Dalam simulasi pemodelan susunan planet di tata surya,dilakukan uji coba bagaimana susunan planet di tata surya dengan benar, dengan matahari sebagai pusatnya. Gambar 3.x menggambarkan rancangan sistem dari simulasi tata surya
a)Tidak ada bayangan
b)Mulai tampak bayangan
c)Bayangan terlihat jelas
Gambar 4.1 Percobaan pergeseran kamera virtual untuk melihat bayangan Dari gambar 4.1 terlihat bahwa bayangan tidak tampak jika jarak antara kamera yang menangkap bayangan terlalu jauh dari obyek yang menerima bayangan.
4
Tabel 1. Pengujian pembentukan bayangan pada simulasi gerhana matahari Jarak kamera dengan bumi
Jenis Cahaya Directional Light
Sumbu X
Sumbu Y
159,504
63,792
149,892
59,305
139,429
54,421
129,074
49,620
119,51
45,141
Sumbu Z 16,691 16,691 16,691 16,691 16,691
Spot Light
Point Light
Bayangan Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada Sedikit Terlihat Terlihat Jelas
Tidak ada Sedikit Terlihat Terlihat Jelas
Terlihat Jelas Terlihat Jelas Terlihat Jelas Terlihat Jelas Terlihat Jelas
a)Belum aktif
b)Aktif
Gambar 4.3 Percobaan blob shadow projector 4.3 Simulasi Gerhana Matahari Pada percobaan ini, bulan ditempatkan dalam satu garis lurus dengan matahari dan bumi. Posisi bulan terletak di antara matahari dan bumi. Marker bulan digeser sedikit demi sedikit untuk dapat melihat proses gerhana matahari yang terjadi.
Dari tabel 1 terlihat bahwa pada pengujian dengan directional light dan spot light, saat kamera berada cukup jauh dari obyek yang terkena bayangan bulan, bayangan yang terbentuk tidak dapat terlihat dari layar. y sehingga jarak bumi dan kamera pada sumbu x = 159,504, dan y = 63,792, hasilnya bayangan belum terlihat seperti pada gambar 4.1(a). Pada saat kamera digeser pada bidang x dan y sehingga jarak bumi dan kamera pada sumbu x = 129,074 dan y= 49,620 bayangan mulai terlihat namun masih samar-samar seperti pada gambar 4.1(b). Ketika kamera digeser lagi jarak bumi dan kamera pada sumbu x =119,51 dan y=45,141 bayangan bulan pada bumi sudah terlihat jelas bentuknya seperti pada gambar 4.1(c). Namun, hasil yang berbeda didapatkan ketika menggunakan cahaya jenis point light. Pada jarak yang cukup jauh, point light dapat menghasilkan bayangan yang terlihat jelas oleh mata. Hanya saja, bentuk bayangan tersebut tidak sesuai dengan yang seharusnya. Bayangan terlihat tidak membentuk bulat utuh seperti pad gambar 4.2. Akibatnya, tampilan gerhana akan terlihat sangat tidak realistis dan tidak menarik
a)Tampilan simulasi
b)Bulan dilihat dari sudut pandang pengamat dari bumi
Gambar 4.4 Simulasi gerhana matahari sebagian Gambar 4.4 di atas menunjukkan bagaimana simulasi dilakukan. Terlihat meskipun posisi bulan berada di depan matahari, namun terlihat bahwa bulan seolah-olah tertelan oleh matahari. Bulan tidak dapat menutupi sebagian area matahari dengan jelas. Namun hal ini tidak terjadi ketika gerhana matahari total terjadi, dimana pada saat itu bulan akan terlihat menutupi matahari sepenuhnya.Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.5
Gambar 4.5 Hasil simulasi proses gerhana matahari 4.3 Pengujian Pembentukan Bayangan pada Gerhana Bulan Percobaan dilakukan dengan mendekatkan kamera pada sumbu Y. Pada saat jarak antara kamera dan bumi terlalu jauh, bayangan bumi yang mengenai permukaan bulan masih belum dapat terlihat, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6 (a).
Gambar 4.2 Bayangan yang dihasilkan cahaya jenis point light 4.2 Percobaan menggunakan Blob Shadow Projector Percobaan ini dilakukan dengan menggeser bulan ke area terjadinya gerhana. Pada saat posisi matahari, bumi, dan bulan tidak membentuk gerhana matahari, atau ketika bulan tidak berada dalam area terjadinya gerhana, maka komponen ini tidak aktif, seperti pada gambar 4.3(a) Komponen ini aktif dan menghasilkan bayangan ketika proses terjadinya gerhana dimulai, dimana bulan mulai memasuki area dimana gerhana terjadi, seperti pada gambar 4.3(b)
a)Tidak ada bayangan
b)Mulai tampak bayangan
c)Bayangan terlihat jela
Gambar 4.6 Percobaan kamera virtual untuk mengetahui pembentukan bayangan
5
Pada simulasi ini, dilakukan pengurutan marker planet sesuai urutan planet pada tata surya. Ketika marker planet diletakkan, akan muncul sebuah kotak berisi informasi tentang planet tersebut.
Namun, bayangan tersebut baru terlihat hanya jika jarak antara kamera yang menangkap gambar obyek, dengan obyek tersebut berada dalam jarak yang cukup dekat. Pada tabel 2 terlihat ketika kamera berada pada titik yang cukup jauh dari bulan, bayangan dari bumi tidak terlihat mengenai bulan. Namun pada jarak bumi dan kamera pada sumbu x = 128.36 dan y= 17.54 , bayangan bumi mulai tampak pada permukaan bulan, seperti pada gambar 4.6 (b). Kemudian pada titik x=128.36 dan y = 27.54, efek bayangan tersebut baru dapat terlihat jelas, seperti gambar 4.6(c). Tabel 2. Pengujian pembentukan bayangan pada simulasi gerhana bulan Jarak kamera dengan bumi Sumbu X
Sumbu Y
128,36
-13,54
128,36
-3,54
128,36
7,54
128,36
17,54
128,36
27,54
Sumbu Z 1664,0 3 1664,0 3 1664,0 3 1664,0 3 1664,0 3
a)Satu marker
Gambar 4.9 Pengujian menggunakan satu marker dan dua marker dalam urutan yang benar
Jenis Cahaya Directional Light
Point Light
Spot Light
Kemudian marker berikutnya diletakkan di sisi kiri atau kanannya. Jika urutan planet yang diberikan selanjutnya benar, maka model AR planet berikutnya dimunculkan. Kemudian informasi mengenai planet berikutnya akan ditampilkan, sedangkan informasi mengenai planet yang sebelumnya tidak ditampilkan kembali, seperti pada gambar 4.9 dan gambar 4.10, dimana dilakukan pengujian menggunakan sampai empat marker
Bayangan Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada Sedikit Terlihat Terlihat Jelas
Tidak ada Sedikit Terlihat Terlihat Jelas
Tidak ada Tidak ada Tidak ada Sedikit Terlihat Terlihat Jelas
4.4 Simulasi Gerhana Bulan Pada percobaan ini, bulan ditempatkan dalam satu garis lurus dengan matahari dan bumi. Bedanya dengan gerhana matahari, posisi bulan terletak di belakang bumi, dengan bumi terletak diantara matahari dan bulan.
a)Tampilan simulasi
b)Dua marker
a)Tiga marker
b)Empat marker
Gambar 4.10Pengujian menggunakan tiga marker dan empat marker dalam urutan yang benar Pada tabel 3 terlihat bahwa tiap marker dapat menampilkan marker pada urutan sebelumnya. Selain itu, dapat pula ditampilkan urutan planet setelahnya. Kecuali merkurius yang merupakan planet pertama dan neptunus yang merupakan planet terakhir dalam tata surya. Hal ini menandakan penyusunan marker dapat dimulai dari titik awal planet manapun.
b)Bulan dari sudut pandang pengamat dari bumi
Gambar 4.7 Simulasi gerhana bulan total Proses simulasi dilakukan dengan menggeser posisi bulan sedikit demi sedikit memasuki daerah dimana proses gerhana bulan terjadi. Awalnya bulan berada di luar bayangan bumi, dengan sisi permukaan bulan yang menghadap bumi terlihat terang. Kemudian setelah digeser sedikit demi sedikit, permukaan bulan akan terlihat mulai tertutup bayangan gelap.Gambar 4.8 menunjukkan hasil simulasi proses gerhana bulan
Tabel 3 Hasil simulasi mengurutkan marker
Gambar 4.8 Hasil simulasi proses gerhana bulan 4.5 Simulasi Pengurutan Planet pada Tata Surya 6
Planet
Tampilkan Planet sebelumnya
Tampilkan Planet setelahnya
Merkurius
X
√
Venus
√
√
Bumi
√
√
Mars
√
√
Jupiter
√
√
Saturnus
√
√
Uranus
√
√
Neptunus
√
X
Keterangan: (√) Dapat menampilkan obyek; (X) Tidak dapat menampilkan
7
−
−
−
−
8
−
−
−
−
Keterangan: (√) Kesalahan pengurutan dapat terdeteksi; (−) Pengukuran tidak dapat dilakukan
Jika urutan planet salah, maka pada marker planet yang salah tersebut tidak akan ada obyek AR yang muncul. Kemudian akan ada tulisan yang muncul yang menerangkan bahwa terjadi kesalahan dalam penyusunan dan meminta untuk penyusunan kembali seperti pada gambar 4.11
Pada simulasi ini, pendeteksian kesalahan dapat berjalan dengan baik, seperti yang terlihat pada tabel 4. Hanya saja, pada jumlah marker tujuh dan delapan, percobaan tidak dapat dilanjutkan kembali karena marker mulai tidak dapat terbaca. Tabel 5 Pemunculan teks informasi
Gambar 4.11 Pengujian satu marker salah dari tiga marker
Jumlah Marker
Teks Informasi
Kestabilan
1
Muncul
√
2
Muncul
√
3
Muncul
X
4
Muncul
X
5
Muncul
X
6
Muncul
X
Keterangan: (√) Stabil; (−) Tidak Stabil Pada tabel 5 terlihat bahwa pada jumlah marker satu dan dua, tidak ada masalah pada pemunculan teks informasi. Hanya saja, untuk jumlah marker lebih banyak, teks informasi yang muncul tidak dapat memunculkan satu informasi tentang planet dengan stabil. Teks informasi yang muncul berubahubah dari planet satu ke planet lainnya, meskipun pada saat tersebut tidak ada marker planet baru yang ditambahkan
Gambar 4.12Pengujian satu marker salah dari empat marker
V. PENUTUP Setelah melalui perancangan, percobaan, dan pengujian simulasi gerhana matahari, gerhana bulan, dan pengurutan planet-planet dalam tata surya pada lingkungan augemented reality , akhirnya diperoleh beberapa kesimpulan serta kritik dan saran untuk pengembangan kedepan. 5.1 Kesimpulan Dari hasil perancangan dan percobaan seluruh sistem dalam Tugas Akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan :
Gambar 4.13 Pengujian dua marker salah dari empat marker
1) Pada percobaan gerhana matahari dan bulan, obyek tidak dapat menghasilkan bayangan yang dapat terlihat jika jarak antara kamera dan obyek yang menghasilkan bayangan terlalu jauh 2) Pada percobaan pengurutan planet, hasil yang didapatkan masih belum sesuai dengan yang diharapkan, dimana masih terdapat ketidakstabilan pada perpindahan teks informasi dari suatu obyek ke obyek sebelumnya.
Pada gambar 4.12, terlihat bahwa penempatan marker mars dan jupiter terbalik, sehingga muncul tulisan salah. Pada gambar 4.13, terjadi dua kesalahan penempatan, yaitu marker venus dan bumi yang terbalik, serta marker mars dan jupiter. Jika penyusunan sudah benar, maka obyek dapat dimunculkan kembali Tabel 4 Hasil simulasi pendeteksian kesalahan Jumlah marker
1 kesalahan
2 kesalahan
3 kesalahan
4 kesalahan
2
√
−
−
−
3
√
√
−
−
4
√
√
√
−
5
√
√
√
√
6
√
√
√
√
5.2 Kritik dan Saran Untuk pengembangan lebih lanjut mengenai tugas akhir ini, disarankan untuk : 1) Distribusi intensitas cahaya yang mengenai marker sangat mempengaruhi proses pengenalan pattern marker. Hal ini 7
dikarenakan ARToolkit
software
ini
memanfaatkan
library
2) Dibutuhkan spesifikasi komputer yang bagus untuk menjalankan augmented reality pada Unity3D agar pembacaan marker dalam jumlah banyak dapat berjalan dengan baik. 3) Untuk pengembangan lebih lanjut, perlu digunakan algoritma pemrograman yang lebih efektif agar tidak terjadi kesalahan pada pemunculan teks informasi planet DAFTAR PUSTAKA [1] Azuma, Ronald T., “A Survey of Augmented Reality”, In Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6, 4 (August 1997), 355-385. [2] Kato, Hirokazu dan Billinghurst, Mark, “Marker Tracking and HMD Calibration for a Video-Based Augmented Reality Conferencing System”, Human Interface Technology Laboratory, University of Washington. [3] Lehmann, Fritz "Semantic Networks, Computer Math.Applic,Vol.23,No2-5,Great Britain, 1992 [4] Shelton,Brett E, dan Hedley, Nicholas R. "Using Augmented Reality for Teaching Earth-Sun Relationships to Undergraduate Geography Students, IEEE International Augmented Reality Toolkit Workshop, Darmstadt,Germany, 2002 [5] Suhartanti, Dwi, Zulaikha,I.Aziz, Suryani, Y.Erma, “Ilmu Pengetahuan Alam Untuk Kelas VI SD/MI”,Buku Sekolah Elektronik, Jakarta, 2008 [6] Sukirman, Simulasi Objek/Benda Secara Fisik Menggunakan Physic Engine pada Lingkungan Augmented Reality”, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,2011 [7] Gorbala, Brega Teddy, “Aplikasi Augmented Reality Untuk Katalog Pembuatan Rumah”, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,2010 III. BIOGRAFI PENULIS Nur Muhammad Firdaus Hidayat dilahirkan di Jember pada tanggal 28 September 1988, merupakan anak ke empat dari dari pasangan Chusnul Arifien Damuri dan Churotul Ain. Penulis menempuh pendidikan pertama kali di TK Hj. Maryam Batu. Kemudian melanjutkan pendidikan dasar di SD Al Hikmah Surabaya, pendidikan menengah di SMP Al Hikmah Surabaya, dan SMA Negeri 6 Surabaya. Setelah lulus dari pendidikan menengah atas, penulis memilih untuk melanjutkan pendidikan tingginya di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS) pada tahun 2007.
8
