IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM MEMPELAJARI HURUF ALPHABETIC UNTUK ANAK-ANAK
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Choirul Ummam 08.12.3347
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2013
IMPLEMENTATION OF AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY IN LEARNING THE ALPHABET LETTERS FOR KIDS IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM MEMPELAJARI HURUF ALPHABETIC UNTUK ANAK-ANAK Choirul Ummam Andi Sunyoto Jurusan Sistem Informasi STMIK AMIKOM YOGYAKARTA ABSTRACT Augmented reality is often called augmented reality, a technology that combines the virtual object or two-dimensional to three-dimensional in a real three-dimensional environment and projecting the virtual objects in real time. This technology is still a bit new and popular application in Indonesia. Augmented reality is a technology that combines the low cost of printed materials (markers) with 3D graphics. Early age children in Indonesia have a high interest in the world of IT, but unfortunately many parents today do not take advantage of this interest, which is very useful when applied to learning because it increases the motivation for children to learn early age. Before the rise of multimedia learning, the parents or the teachers explained conventionally by using the media to explain the board and use the tools alpabetic introduction letters, but shortcomings in conventional teaching methods are some children experience boredom, especially for early childhood is still inside childhood who loved to play, taking advantage of this technology as a medium of learning, the children were able to play while learning. Keywords: Augmented Reality
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah Realitas tertambah atau sering disebut augmented reality, teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata. Teknologi ini baru populer dan masih sedikit penerapannya di Indonesia. Augmented reality adalah teknologi berbiaya rendah yang menggabungkan bahan yang dicetak (marker) dengan grafik 3D. Anak-anak usia dini di Indonesia mempunyai ketertarikan yang tinggi terhadap dunia IT, tapi sayangnya banyak para orang tua sekarang tidak memanfaatkan ketertarikan ini, yang sangat bermanfaat jika diterapkan pada pembelajaran karena akan meningkatkan motivasi belajar anak untuk usia dini. Sebelum maraknya multimedia pembelajaran, para orang tua ataupun para guru menjelaskan secara konvensional yaitu menjelaskan dengan menggunakan media papan tulis dan menggunakan alat bantu pengenalan huruf-huruf alpabetic, tetapi kekurangannya pada metode pembelajaran konvensional adalah beberapa anak mengalami kejenuhan , apalagi untuk anak usia dini masih dalam masa kanak-kanak yang senang bermain , dengan memanfaatkan teknologi ini sebagai media belajar, anak-anak pun dapat bermain sambil belajar. Dari hal tersebut diatas, maka diperlukan suatu aplikasi untuk mengimplementasikan huruf alpabetic yang memanfaatkan teknologi augmented reality dan aplikasinya dapat digunakan oleh orang tua / para guru kapanpun dan dimanapun untuk media belajar anakanak.
1
2.
Landasan Teori
2.1
Augmented Reality
2.1.1 Pengertian Augmented Reality Augmented Reality atau sering disingkat dengan AR adalah teknologi yang menggabungkan benda maya ke dalam lingkungan nyata secara real time. AR yang masih mengizinkan penggunanya untuk melihat dunia nyata dengan objek maya yang dihasilkan dengan komputer ditumpankan pada dunia nyata.
2.1.2
Pengaplikasian
2.1.2.1 Kedokteran Dokter dapat menggunakan AR sebagai visualisasi dan latihan pertolongan untuk pembedahan. Mungkin saja memungkinkan mengambil data 3D pasien dalam waktu nyata menggunakan sensor non-invasive seperti Magnetic Resonance Imaging (MRI), Computed Tomography scans (CT), atau ultrasound imaging. Data ini kemudian dirender dan dikombinasikan di waktu nyata dengan tampilan pasien secara nyata. Efek ini dapat memberikan dokter tampilan X-ray di dalam seorang pasien.
2.1.3
XML Extensible Markup Language
atau disingkat XML adalah sebuah format teks
sederhana dan sangat fleksibel yang berasal dari SGML (ISO 8879). Mula-mula di design untuk menemukan tantangan dari penerbitan elektronik skala besar, XML-pun berperan sangat penting dan meningkat dalam pertukaran data yang bermacam-macam dari data pada web dan yang lainnya.
2.1.4
ActionScript 3.0 ActionScript 3.0 adalah sebuah bahasa pemrograman berorientasi objek yang
sangat kuat. AS3 merupakan langkah penting yang signifikan dalam evolusi kemampuan dalam Flash Player runtime. AS3 digunakan untuk membangun aplikasi rich internet dengan cepat yang mana menjadi bagian penting dari pengalaman mengunakan web AS3 berbasis pada ECMAScript, bahasa pemrograman berstandard internasional untuk scripting. AS3 tunduk dengan spesifikasi bahasa ECMAScript. Edisi ke tiga (ECMA262). AS3 juga berisi fungsi berbasis pekerjaan secara berkelanjutan pada ECMAScript Edisi 4, terjadi dalam body standard ECMA. ActionScript di eksekusi dengan menggunakan ActionScript Virtual Machine (AVM) yang sudah tertanam dalam Flash Player.
2
2.1.5
FlashBuilder 4 Adobe Flash Builder (sebelumnya dikenal sebagai Adobe Flex Builder) adalah
sebuah lingkungan pengembangan terpadu (IDE) yang dibangun pada platform Eclipse yang mempercepat pengembangan aplikasi Internet kaya (RIA) dan aplikasi desktop crossplatform, terutama untuk platform Adobe Flash . Adobe Flash Builder 4 tersedia dalam tiga edisi: Standard, Premium dan Pendidikan. Paket ini tersedia secara gratis untuk penggunaan non-komersial oleh mahasiswa dan pengembang. Adobe Flash Builder menawarkan built-in editor kode untuk MXML dan ActionScript. Flex Builder 3 menambahkan dukungan untuk analisis kinerja. Sebelum versi 4, produk ini dikenal sebagai Flex Builder. Perubahan nama ini dimaksudkan untuk menandakan hubungannya dengan produk lain di Adobe Flash platform dan untuk membuat perbedaan yang jelas antara open source gratis Flex SDK dan IDE.
2.1.6
FLARToolKit FLARToolkit adalah sebuah pustaka/ library untuk aplikasi augmented reality yang
berbasiskan FLASH (Action Script 3). FLARToolkit merupakan turunan dari NyARToolkit berbasiskan java yang diturunkan dari ARToolkit. FLARToolkit dibuat untuk menjembatani para web developer
yang ingin menerapkan teknologi augmented reality. FLARToolkit
dibuat oleh Saqoosha atau yang bernama asli Tomohiko Koyama, seorang developer Flash dan CTO dari perusahaan Katamari. Versi Rilisnya pertamakali diluncurkan pada Mei 2008.
Gambar 2.1 Jalur turunan dari ARToolkit FLARToolkit
melakukan
langkah-langkah
augmented reality : 1. Mengambil gambar dari webcam. 2. Binarize input image 3. Pelabelan
3
berikut
untuk
membuat
gambar
4. Pencarian kotak. 5. Penyesuaian dengan pola /marker. 6. Calculate transform matrix 7. Render objek 3D
2.1.7
FLARManager FLARManager adalah framework ringan yang menjadikan membuat aplikasi
agumented reality berbasis flash yang menggunakan library FLARToolkit menjadi lebih mudah. FLARManager dapat digunakan pula untuk beberapa 3D engine (Papervision3d, away3d,Alternativa3D, dan Sandy3D). FLARManager juga mendukung multiple marker dan pattern. 3.
Analisis dan Perancangan
3.1 Tinjauan Umum Augmented Reality adalah teknologi yang menggabungkan objek maya / virtual dengan lingkungan nyata. AR memang bukan teknologi baru akan tetapi di dalam dunia pendidikan teknologi ini masih menjadi hal baru terutama di Indonesia. Dibeberapa negara AR telah diterapkan dalam dunia pendidikan, bahkan di Thailand AR telah diterapkan di beberapa sekolah. Teknologi AR menjadi penting bagi pendidikan karena dalam penelitian yang telah dilakukan Teknologi AR dapat memotivasi siswa sekaligus memberi pengalaman baru dalam belajar yang berujung pada suksesnya pembelajaran. Pembelajaran di taman kanak-kanak tentang huruf alpabetic banyak yang masih menggunakan metode pembelajaran sederhanya yaitu dijelaskan melalui media papan tulis dan beberapa alat bantu simulasi alpabetic.
3.2
Analisis Kebutuhan Sistem
3.2.1
Kebutuhan Fungsional Kebutuhan fungsional adalah kebutuhan yang berisi proses-proses apa saja yang
dapat dilakukan oleh sistem. a. Sistem dapat menampilkan huruf 3D berupa membuat kalimat. b. Sistem dapat menampilkan animasi mario yang nantinya akan bergerak mengikuti arah tombol yang ditekan. c.
Sistem juga dapat menampilkan animasi suara berbeda, sesuai dengan objek tombol yang ditekan.
4
3.2.2
Kebutuhan Non Fungsioanal Analisis kebutuhan non fungsional dilakukan untuk mengetahui spesifikasi
kebutuhan
untuk
sistem.
Spesifikasi
kebutuhan
melibatkan
analisis
perangkat
keras/hardware, analisis perangkat lunak/software,analisis sumber daya manusia/brainware.
3.2.3
Kebutuhan Perangkat Keras Aspek ini menyangkut tentang kebutuhan hardware atau perangkat keras. Dalam
hal ini perangkat keras yang dimaksud adalah komputer yang digunakan untuk membangun sistem tersebut. Dalam membangun aplikasi multimedia dibutuhkan spesifikasi yang baik untuk mempercepat proses dalam membangun aplikasi tersebut. Adapun perangkat keras yang digunakan dalam pembuatan aplikasi ini adalah sebagai berikut : 1.
Intel Centrino 2.00 GHz
2.
Memory 1.00 GB
3.
Hardisk 160GB
4.
Monitor 14 inc
5.
Keyboard
6.
Mouse
7.
Webcam
8.
Printer
Sedangkan untuk menjalankan aplikasi ini dapat dijalankan pada spesifikasi komputer di bawah Pentium III. Spesifikasi komputer tidak terlalu berpengaruh karena aplikasi ini tidak memerlukan instalasi, yang paling berpengaruh adalah kualitas video camera.
3.2.4
Kebutuhan Perangkat Lunak Kebutuhan perangkat lunak dibagi menjadi 2 macam: 2.
Perangkat lunak bagi developer a.
Adobe Flash Player 11
b.
3D engine ( away_3D )
c.
FlashBuilder4
d.
Adobe Photoshop Cs 3
3. Perangkat lunak bagi pengguna / user Adobe Flash Player 11
5
3.2 Analisis Kelayakan Sistem 3.2.1
Kelayakan Teknologi Aplikasi ini layak untuk diterapkan karena saat ini adalah era pembelajaran
multimedia. Baik guru/orang tua sudah memiliki laptop/komputer (sudah termasuk webcam dan speaker) karena tuntutan pembelajaran.
3.2.2
Kelayakan Operasional Terkoneksinya internet menjadikan arus informasi mengalir begitu cepat. Apalagi
dengan keaktifan orang tua/guru mencari informasi menjadikan meraka mudah menangkap informasi baru.
3.3 Perancangan Sistem 3.3.1
Perancangan Konsep Merancang konsep merupakan dasar dalam pembuatan aplikasi multimedia, karena
di sini diperlukan dasar permikiran dan kreatif yang sesuai dengan tujuan dibuatnya aplikasi tersebut, agar penyusunan dalam pembuatan aplikasi tersebut dapat digunakan dengan baik dan mengena pada sasaran yaitu sebagai sarana pembelajaran bagi anak-anak sekaligus menimbulakan motivasi dalam belajar karena aplikasi tersebut menerapkan teknologi baru yang diterapkan pada pembelajaran di indonesia. Konsep aplikasi augmented reality yang penyusun rancang adalah aplikasi augmented reality yang dapat mensimulasikan objek huruf yaitu berupa penyusun kalimat secara 3D ketika marker yang pempunyai pola tertentu dihadapkan pada kamera. User dapat membuat kalimat dengan cara menekan tombol objek yang telah tersedia. Huruf yang ditampilakan berbentuk 3D, userpun dapat menggeser atau memutar posisi marker.
6
Gambar 3.1 Flowchart Sistem
a. Use Case Diagram
Gambar 3.2 Use Case Diagram pada AR Membuat Kalimat
7
b. Class Diagram
User
Marker
Anak-anak
-ID Marker :Number -onMarkerAdded :void -onMarkerUpdate :void -onMarkerRemove :void
Sound
Display
-musik01:Sound -musik02:Sound -musik03:Sound -musik04:Sound -musik05:Sound
-Alphabet:String -arrAbjad:array -arrDisp:Array
+play(musikNum:Number) :void +stop(musikNum:Number) :void -musikAdded:sound -musikRemove:sound
3.3.2
Perancangan Marker Ada beberapa syarat dalam pembuatan marker, berikut syaratnya:
Berbentuk bingkai segi 4 sama sisi
Berwarna hitam
Tengahnya berisi pola
Pola di dalam bingkai harus unik (jika diputar-putar bentuk pola tidak sama)
Ukuran optimal marker untuk media cetak berkisar antara 5-10 cm dengan kamera 1.3 mega pixel
Gambar 3.3 Marker
8
1. Marker berpola simbol 1 merupakan objek tombol 1. 2. Marker berpola simbol 2 merupakan objek tombol 2. 3. Marker berpola simbol 3 merupakan objek tombol 3. 4. Marker berpola simbol 4 merupakan objek tombol 4. 5. Marker berpola simbol 5 merupakan objek tombol 5. 6. Marker berpola simbol 6 merupakan objek display.
4.
Implementasi dan Pembahasan
4.1
Pembuatan Marker Penulis menggunakan Photoshop CS3 untuk membuat marker. Langkah-lahkah
pembuatan marker adalah sebagai berikut : 1. Buka aplikasi Photoshop CS3 2. Buat file seperti gambar dibawah.
Gambar 4.1 Contoh marker 3.
Buka browser dan click alamat link
berikut http://flash.tarotaro.org/ar/MGO2.swf. 4. Pada “mode select:” pilih “load marker image”. Pilih marker yang hendak di generate dan click tombol “Open”. 5. Selelah muncul markernya beserta garis merah yang mengelilingi marker click tombol “Get Pattern”.
9
Gambar 4.2 Marker yang dikelilingi garis merah 6. Click tombol “Save Current”.
Gambar 4.3 Marker yang hendak disimpan 7. Simpan file marker dengan tipe file “pat” seperti contoh “marker01.pat”.
4.2 Pengujian Sistem Pengujian sistem ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetest apakah sistem aplikasi yang dibuat sudah berjalan dengan baik dan sesuai dengan harapan atau belum. Hal ini dilakukan agar nantinya sistem yang dibuat tidak menimbulkan masalah dikemudian hari. Berikut disajikan table pengujian aplikasi multimedia untuk mengimplementasikan huruf alpabetic dengan berbasis teknologi augmented reality.
10
Gambar 4.4 Tampilan saat program dijalankan Tabel 4.1 Tabel Pengujian No
Teknik Pengujian
Hasil Pengujian
Hasil Diharapkan
1.
Mengakses webcam
Video hasil
Video hasil tangkapan
menggunakan code
tangkapan
webcam secara langsung
yang mengimpor dari
webcam secara
dapat ditampilkan pada
library FLARManager.
langsung dapat
layar inti
Keterangan Sukses
ditampilkan pada layar inti 2
Mengcompile script
Muncul objek
Muncul objek
Suksess
Mengcompile scipt
Suara muncul saat
Suara muncul saat
Suksess
untuk menjalankan
tombol ditekan
tombol ditekan
Mengompile seluruh
Muncul objek
Muncul objek membuat
script beserta library
membuat kalimat
kalimat huruf alphabetic
yang diimpor
huruf alphabetic
saat marker dihadapkan
saat marker
pada webcam sekaligus
dihadapkan pada
muncul suara ketika
webcam sekaligus
aplikasi dijalankan pada
muncul suara
saat menekan tombol
untuk memunculkan objek yang bertipe file AS dengan mengimpor library dari away3D 3
file audio 4
ketika aplikasi dijalankan pada saat menekan tombol
11
suksess
4.2.1
Deteksi Marker
Untuk mendeteksi sebuah marker diperlukan beberapa tahapan uji coba, yaitu uji coba marker, uji coba jarak, uji coba resolusi kamera dan focus kamera, dan uji coba pencahayaan. Uji coba tersebut harus dilakukan untuk keberhasilan proses deteksi marker pada tahap implementasi. Berikut 4 uji coba yang dilakukan : 1. Uji coba marker Pada deteksi marker jika terdapat marker yang kembar, maka tidak akan dapat mendeteksi secara baik, karena tidak boleh ada dua atau lebih pola yang sama. Dua atau lebih pola yang sama menyebabkan tracker tidak dapat menentukan posisi pola marker tersebut. Pada marker tracking jika terdapat marker yang kembar seperti pada Gambar 4.13, tidak dapat mendeteksi secara baik (error) karena tidak boleh ada dua atau lebih pola yang yang sama terdeteksi. Dua atau lebih pola yang sama menyebabkan tracker tidak dapat menentukan posisi pola marker tersebut, sehingga menghasilkan matriks transformasi yang kacau.
Gambar 4.5 Kesalahan Deteksi Pola Marker Kembar
12
2. Uji coba jarak Pada uji coba jarak, semakin dekat jarak kamera dengan marker tentunya akan mengakibatkan ukuran marker yang terdeteksi semakin besar sehingga marker dapat tertangkap dengan baik. Namun ketika jarak kamera dengan marker semakin jauh maka ukuran marker yang tertangkap kamera semakin kecil sehingga pola marker menjadi kabur dan mengakibatkan marker menjadi tidak terdeteksi. Berikut akan diuji coba layout marker dengan jumlah marker sebanyak 6 buah. Masing-masing marker berukuran 7,5x7,5 cm. Hasil uji coba dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Uji Coba Jarak Deteksi 6 buah Marker Jarak (meter)
Hasil marker tracking
1
Gagal
0,8
Gagal
0,5
Terdeteksi namun kurang presisi
0,3
Terdeteksi dengan baik
3. Uji coba resolusi dan focus kamera Pada uji coba resolusi kamera, semakin besar resolusi kamera maka semakin besar pula liksel pada setiap frame, maka performa dari marker tracking akan semakin berat, dikarenakan jumlah piksel yang barus dicek akan semakin banyak. Sedangkan pada uji coba focus kamera, focus kamera juga menentukan keberhasilan dari deteksi marker.
4. Uji coba pencahayaan Dalam uji coba factor pencahayaan, dalam melakukan deteksi marker, tidak dibutuhkan pencahayaan yang sangat terang. Pencahayaan yang sangat terang justru mengakibatkan pola marker yang dicetak pada bidang kertas menjadi silau sehingga tingkat kehitaman dari pola menjadi kabur ketika ditangkap oleh kamera. Hal ini tejadi ketika dilakukan uji coba ketika menggunakan pencahayaan lampu didalam ruangan dimana cahaya yang dihasilkan oleh lampu ruangan sangat terang. Oleh karena itu, dalam proses marker tracking, pencahayaan yang diberikan sebaiknya secukupnya saja namun tidak terlalu gelap. Pencahayaan yang secukupnya akan mengakibatkan warna hitam dari pola marker akan lebih tampak sehingga proses marker tracking akan lebih baik.
4.3
Manual Program Menjalankan aplikasi ini sangatlah sederhana. Langkah-langkah penggunakan
aplikasi ini adalah sebagai berikut:
13
1. Siapkan marker yang telah dicetak. 2. Pastikan bahwa sofware webcam telah terinstal dengan benar. 3. Jalankan aplikasi. 4. Maka akan muncul peringatan dan click “allow”.
5. Penutup 5.1 Kesimpulan Berdasarkan penjelasan dari bab-bab sebelumnya, dan dalam rangka mengakhiri pembahasan “Teknologi Augmented Reality untuk Implementasi huruf alphabetic” ini, maka penulis mengambil beberapa kesimpulan, yaitu: 1.
Aplikasi yang dibuat dengan metode pendeteksian pola (marker detection) dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi yang nyata dan menarik (Augmented Reality), dan dapat diimplementasikan secara luas dalam berbagai media. Salah satunya adalah media pembelajaran.
2.
Aplikasi Simulasi Implementasi huruf alphabetic bebasis teknologi Augmented Reality ini mudah dalam pengoperasiannya.
5.2 Saran Augmented Reality pada aplikasi ini ini masih jauh dari sempurna. Beberapa pengembangan yang dapat dilakukan adalah perbaikan pada animasi, objek 3D produk, dan pengembangan penambahan desain masing-masing objek yang bisa lebih baik lagi, Untuk lebih memahami tentang sebuah aplikasi multimedia berbasis teknologi augmented reality diperlukan pemahaman program pengolah objek 3D dan juga memahami pemrograman ActionScript 3 yang baik. Untuk itu penulis memberikan saran dengan harapan bisa dipertimbahakan, yaitu: 1.
Aplikasi Augmented Reality berbasis Flash ini memiliki beberapa bug. Diharapkan bug-bug dari aplikasi ini dapat ditutupi dimasa yang akan datang.
2.
Penggunaan teknologi Augmented Reality di Indonesia terutama dalam penerapannya untuk pembelajaran masih sangat sedikit, sehingga peluang pemanfaatan secara komersil maupun non-komersil aplikasi berbasis teknologi Augmented Reality ini masih sangat luas.
3.
Kuasai konsep teknologi Augmented Reality terlebih dahulu sebelum membuat aplikasi berbasis teknologi Augmented Reality.
4.
Semoga Aplikasi ini dapat bermanfaat bagi orang tua maupun guru dan dapat memotivasi anak-anak sehingga tujuan dari pembelajaran tercapai.
14
DAFTAR PUSTAKA Febrian, J. 2004. Kamus INFORMATIKA.
Komputer
dan
Istilah
Teknologi
Informasi.
Bandung:
Jogiyanto, HM. 2006. Analisis dan Desain Sistem Informasi. Yogyakarta: Andi Offset. Muhammad, S. 2003. Multimedia Alat Untuk Meningkatkan Keunggulan Bersaing. Yogyakrta: Andi Publisher. Adobe. 2012. Adobe Products, http://www.adobe.com/products/flash-builder.html, Diakses 13 Desember 2012. Anonim. 2003. ARToolkit, http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/, Diakses 13 Juli 2012. Azuma, T. A Surver of Augmented Reality, http://www.cs.unc.edu/ ~azuma/ARpresence.pdf, diakses 14 Desember 2011.
15
