IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY UNTUK MEDIA PENGENALAN GEDUNG REKTORAT UNIVERSITAS SILIWANGI Dhea Aditya Nugraha, Acep Irham Gufroni, Husni Mubarok Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Siliwangi E-mail :
[email protected] ABSTRACT In its promotional activities, Siliwangi University utilizes website technology which connected through the Internet and the use of brochures that can be provided for visitors in rectorate building and faculty. This study aims to provide information visually on the Rectorate building of University Siliwangi and create applications that can display objects in three dimensions (3D) with the implementation of Augmented Reality (AR) which can combine two-dimensional or three-dimensional virtual objects into a real environment and can be used as a Rectorate building introduction. Augmented Reality (AR) is a variation of the Virtual Environment, or commonly called the Virtual Reality that allows users to be in a virtual environment as a whole. Marker is a tangible object which used to determine the position and display the objects in three-dimensional (3D) that have been detected by the camera. System development method used in the production of Augmented Reality applications is Global method Extreme Programming (GXP), and used the Black-Box testing. The end result of this research is the application of Augmented Reality (AR) based on Android and a marker that serves to display the object model of three-dimensional (3D), including the Rectorate Building, 1st floor and 2nd floor of Rectorate Building. Keywords: University Siliwangi, Augmented Reality, 3D Objects, Android ABSTRAK Dalam kegiatan promosinya, Universitas Siliwangi memanfaatkan teknologi website yang terhubung melalui jaringan internet serta menggunakan brosur yang dapat diberikan bagi pengunjung di gedung rektorat maupun fakultas. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan informasi secara visual tentang gedung rektorat kampus Universitas Siliwangi dan membuat aplikasi yang dapat menampilkan objek tiga dimensi (3D) dengan mengimplementasikan teknologi Augmented Reality (AR) yang dapat memadukan objek maya dua dimensi atau tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata dan dapat digunakan sebagai media pengenalan gedung Rektorat. Augmented Reality (AR) merupakan sebuah variasi dari Virtual Environment atau yang biasa disebut dengan Virtual Reality yang memungkinkan pengguna berada pada lingkungan maya secara keseluruhan. Marker merupakan sebuah objek nyata yang digunakan untuk menentukan posisi serta menampilkan objek tiga dimensi (3D) yang telah dideteksi oleh kamera. Metode pengembangan sistem yang digunakan pada proses pembuatan aplikasi Augmented Reality ini adalah metode Global Extreme Programming (GXP), serta menggunakan metode pengujian Black-Box. Hasil akhir dari penelitian ini adalah aplikasi Augmented Reality (AR) berbasis Android serta sebuah marker yang berfungsi untuk menampilkan model objek tiga dimensi (3D) yang diantaranya adalah Gedung Rektorat, Gedung Rektorat lantai 1, dan Gedung Rektorat lantai 2. Kata Kunci : Universitas Siliwangi, Augmented Reality, Objek 3D, Android I.
Pendahuluan Dalam proses kegiatan promosinya, pihak Universitas Siliwangi memanfaatkan teknologi website yang terhubung melalui jaringan internet sebagai media promosi serta sarana penunjang bagi mahasiswa. Selain memanfaatkan peranan website sebagai media promosi, pihak Universitas Siliwangi menggunakan brosur yang dapat diberikan bagi pengunjung di gedung rektorat maupun fakultas, sehingga pengunjung dapat mengetahui informasi secara umum tentang Universitas Siliwangi. Untuk mendukung media promosi tersebut, diusulkan sebuah teknologi yang dapat dimanfaatkan sebagai media pengenalan untuk memperkenalkan fasilitas akademik di gedung rektorat UNSIL dalam bentuk tiga dimensi (3D) yang mencakup informasi secara umum, canggih, dan menarik. Perkembangan teknologi perangkat lunak dan perangkat keras pada saat ini yang semakin berkembang pesat disertai dengan munculnya teknologi baru, salah satu teknologi yang
ada pada saat ini adalah Augmented Reality (AR) yang merupakan sebuah variasi dari lingkungan virtual atau lebih sering disebut Virtual Reality (VR). Teknologi AR yang semakin berkembang pada saat ini telah menghasilkan berbagai macam tools, System Development Kit (SDK) maupun Engine yang mendukung dan dapat digunakan dalam proses pengembangan aplikasi Augmented Reality. Dengan melihat latar belakang tersebut, solusi yang akan diambil pada penelitian ini adalah dengan memanfaatkan teknologi Augmented Reality pada penelitian yang kemudian diimplementasikan pada aplikasi Augmented Reality yang digunakan untuk menampilkan model objek tiga dimensi (3D) pada smartphone dengan sistem operasi Android. Batasan masalah pada penelitian ini adalah : a. Penelitian dilakukan di Institusi Perguruan Tinggi Universitas Siliwangi. b. Pembuatan aplikasi Augmented Reality ini dikembangkan untuk Android. 1
c.
Pengembangan aplikasi ini menggunakan Unity dan Vuforia. d. Perancangan sistem Augmented Reality ini menggunakan teknik marker based tracking. e. Model objek tiga dimensi (3D) dibuat menggunakan Cinema 4D (C4D). f. Aplikasi Augmented Reality ini digunakan sebagai media pengenalan Gedung Rektorat. g. Menggunakan satu marker untuk menampilkan tiga objek virtual tiga dimensi (3D). II. Landasan Teori A. Definisi Augmented Reality Augmented Reality dapat didefinisikan sebagai teknologi yang menggabungkan objek maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi lalu memproyeksikan objek-objek maya tersebut dalam waktu nyata. Tidak seperti realitas maya yang sepenuhnya menggantikan kenyataan, namun Augmented Reality hanya menambahkan atau melengkapi kenyataan (Azuma, 1997). Menurut Ludwig, Augmented Reality dapat didefinisikan sebagai sebuah interaksi antara manusia dan komputer, yang menambahkan objek-objek virtual ke indra nyata yang disediakan oleh sebuah kamera video dalam waktu sebenarnya (Ludwig, dkk., 2005). Sedangkan menurut Zhou, Augmented Reality adalah sebuah teknologi yang memungkinkan citra maya yang dihasilkan komputer untuk melapisi objek-objek fisik secara tepat dalam waktu sebenarnya (Zhou, dkk., 2008). B. Augmented Reality dan Virtual Reality Augmented Reality merupakan sebuah variasi dari Virtual Environtments atau biasa disebut dengan Virtual Reality. Teknologi ini memungkinkan pengguna berada dalam sebuah lingkungan virtual secara keseluruhan. Pengguna yang menggunakan Virtual Reality tidak dapat melihat dunia nyata. Sebaliknya, teknologi Augmented Reality memungkinkan penggunanya melihat dunia nyata serta objek-objek virtual secara bersamaan (Azuma, 1997). Menurut Milgram, Virtual Reality dan Augmented Reality saling berkaitan satu sama lain. Pada tahun 1994, Milgram membuat sebuah konsep yang digunakan untuk menggabungkan antara Virtual Reality dan Augmented Reality yang disebut dengan Reality-Virtuality (VR) Continuum (Milgram, dkk., 1994).
maka sistem kemudian dapat menampilkan objek virtual pada tempat yang telah ditentukan (Siltanen, 2012). D. Android Android adalah sebuah sistem operasi open-source berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat layar sentuh seperti smartphone dan tablet. E. Vuforia Vuforia merupakan sebuah Augmented Reality library yang didistribusikan oleh Qualcomm. Library ini dapat digunakan dalam proyek-proyek non-komersial atau komersial. Library pada Vuforia mendukung frame marker dan target pelacakan fitur alami serta multi-target yang merupakan kombinasi dari beberapa target. Library ini juga dilengkapi dengan fungsi render dasar (Video Background dan OpenGL 3D rendering), aljabar linier (transformasi matrix/vector) dan kemampuan untuk berinteraksi dengan menggunakan virtual button. F. Unity Unity adalah sebuah game engine yang memiliki berbagai macam fungsi yang dapat digunakan untuk membuat bentuk objek tiga dimensi (3D) atau konteks interaktif lain seperti visualisasi arsitektur 3D, animasi 3D, serta pengembangan aplikasi berbasis mobile. G. Navigasi Menurut Vaughan, memetakan struktur merupakan sebuah tugas yang harus dimulai pada awal tahap perencanaan karena peta navigasi menggambarkan hubungan di antara bermacam area isi dan membantu dalam mengorganisasi isi dan pesan (Vaughan, 2004 ). H. Pengujian Black-Box Pengujian Black-box juga disebut sebagai behavioral testing, pengujian ini memfokuskan pada kebutuhan fungsional dari sebuah aplikasi perangkat lunak. Teknik pengujian Black-box memungkinkan serangkaian kondisi masukan yang sepenuhnya akan melaksanakan persyaratan fungsional untuk sebuah program (Pressman, 2010). Pengujian Black-box berusaha untuk menemukan kesalahan dalam kategori berikut: 1. Fungsi yang tidak benar atau fungsi yang hilang. 2. Kesalahan user interface (antarmuka pengguna). 3. Kesalahan dalam struktur data atau akses database eksternal. 4. Kesalahan perilaku (behavior) atau kesalahan kinerja. 5. Inisialisasi dan pemutusan kesalahan. I. Global Extreme Programming (GXP) Menurut Ferdiana, pengembangan perangkat lunak dapat dilakukan dalam lima fase yang masing – masing memiliki fungsi, yaitu Exploration, Planning, Iteration, Production, dan Maintenance (Ferdiana, 2010).
Gambar 2.1 Reality-Virtuality Continuum (Milgram, dkk., 1994) C. Marker-based Tracking Marker-based tracking bekerja dengan cara mendeteksi serta mengenali marker untuk menentukan lokasi dan orientasi dari kamera, dengan kamera yang telah dikalibrasi 2
1. Pemodelan Fungsional Pemodelan fungsional merupakan pemodelan yang dilakukan untuk mendeskripsikan berbagai alur proses pada aplikasi Augmented Reality. Pemodelan ini digambarkan dengan menggunakan Flowchart, Use Case, Activity Diagram dan Navigational Structure.
Gambar 3.1 Global Extreme Programming SDLC (Ferdiana, 2010) 1. Exploration phase Fase ini memfokuskan pada penyamaan visi antara pengembang dengan klien, penentuan strategi pengerjaan, hingga kesepakatan kedua belah pihak bahwa hal-hal yang tercantum dalam dokumen eksplorasi adalah apa yang diinginkan oleh klien. 2. Planning phase Fase ini memfokuskan pada fase perencanaan yang meliputi pemilihan kebutuhan yang sesuai dengan batasanbatasan yang dimiliki oleh klien dan pengembang. 3. Iteration phase Pada fase ini dilakukan eksekusi perencanaan iterasi yang terbagi menjadi beberapa kegiatan utama seperti pembuatan arsitektur, pembuatan kode, dan melakukan tes unit pada setiap modul. 4. Production phase Fase produksi adalah fase validasi dan verifikasi terhadap hasil solusi pada fase iterasi. Pada fase ini berbagai evaluasi dilakukan meyakinkan bahwa apa yang dikembangkan sesuai dengan harapan klien. 5. Maintenance phase Fase ini memfokuskan pada layanan dukungan setelah aplikasi tersebut dikembangkan. Dalam fase ini dilakukan perbaikan kesalahan dan penyesuaian kecil pada solusi serta memungkinkan terjadinya kesepakatan untuk pengembangan sistem selanjutnya.
Gambar 3.2 Navigational Structure Aplikasi Augmented Reality
III. Metodologi Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah metode Global Extreme Programming (GXP). Implementasi Global Extreme Programming A. Exploration Phase Fase eksplorasi yang dilakukan untuk mengumpulkan data yaitu dengan melihat kebutuhan klien, kebutuhan perangkat lunak, kebutuhan perangkat keras, estimasi serta penelusuran hasil estimasi proyek yang diperlukan dalam proses pembuatan aplikasi Augmented Reality. B. Planning Phase Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, pada fase ini terdapat dua proses pemodelan, yaitu pemodelan fungsional dan non-fungsional.
Gambar 3.3 Flowchart proses menampilkan model objek tiga dimensi (3D)
3
Gambar 3.6 Menu AR
Gambar 3.4 Use Case Diagram Aplikasi Augmented Reality
Gambar 3.7 Menu How To
Gambar 3.8 Menu About
Gambar 3.5 Activity Diagram Aplikasi Augmented Reality 2. Pemodelan Non-Fungsional Pemodelan non-fungsional merupakan pemodelan yang dibuat untuk menggambarkan rancangan user interface (antarmuka pengguna) dalam bentuk storyboard dan membuat draft model tiga dimensi (3D).
Gambar 3.9 Perancangan Marker
Gambar 3.10 Draft Model Gedung Rektorat
Gambar 3.5 Menu Utama 4
Gambar 3.11 Draft Model Lantai 1 Gedung Rektorat
Gambar 3.10 Draft Model Lantai 2 Gedung Rektorat Iteration Phase Fase iterasi merupakan fase yang melakukan berbagai hal umum yang dilakukan dalam proses pembuatan kode perangkat lunak. Proses pembuatan kode pada aplikasi ini menggunakan bahasa pemograman C# dengan menggunakan library yang terdapat Unity yaitu UnityEngine. D. Production Phase Fase produksi merupakan fase yang menentukan selesai atau tidaknya suatu aplikasi. Pada fase ini juga terdapat small release yang merupakan hasil keluaran dari fase iterasi, small release mendeskripsikan sebagian fitur kerja pada aplikasi dan digunakan sebagai masukan pada fase produksi. Selain small release, pada fase ini terdapat acceptance test yang merupakan masukan pada fase produksi dan dilakukan pengujian dengan metode pengujian Black-box pada aplikasi Augmented Reality. IV. Hasil dan Pembahasan Implementasi Aplikasi Augmented Reality Proses implementasi aplikasi Augmented Reality ini dilakukan dengan menggunakan metodologi Global Extreme Programming dan metode pengujian User Acceptance Testing dan Black-box. Berikut ini merupakan proses implementasi aplikasi Augmented Reality. A. Model Tiga Dimensi (3D) Proses pembuatan model tiga dimensi (3D) pada aplikasi ini menggunakan Cinema 4D yang telah disesuaikan dengan denah Gedung Rektorat yang disediakan oleh pihak BAUMK. Berikut ini merupakan hasil implementasi draft model objek tiga dimensi yang telah dibuat. C.
Gambar 4.2 Model objek tiga dimensi Lantai 1
Gambar 4.3 Model objek tiga dimensi Lantai 2 Marker Marker merupakan sebuah penanda yang berfungsi untuk mengidentifikasi objek tiga dimensi yang akan ditampilkan pada layar. B.
Gambar 4.5 Marker Aplikasi Augmented Reality User Interface (Antarmuka Pengguna) User Interface (Antarmuka pengguna) merupakan mekanisme komunikasi yang menghubungkan antara pengguna dengan sistem, berikut ini merupakan hasil implementasi user interface (Antarmuka pengguna) yang terdapat pada setiap menu aplikasi Augmented Reality. C.
Gambar 4.1 Model objek tiga dimensi Gedung Rektorat
5
Gambar 4.6 Hasil implementasi User Interface Menu Utama
Pembuatan kode dibuat dengan menggunakan bahasa pemograman C# pada Visual Studio dengan mengembangkan berbagai macam class yang terdapat pada UnityEngine library. 1. Kode unit navigasi Kode unit navigasi merupakan kode yang berfungsi untuk mengatur navigasi antar menu yang saling berhubungan. 2. Kode unit fungsi Kode unit ini digunakan untuk mengatur fungsi yang terdapat pada aplikasi Augmented Reality, yang diantaranya adalah, fungsi Screenshot layar, Rotasi objek tiga dimensi, fungsi Hide/Show objek tiga dimensi, dan orientasi pada layar. E. Pengujian Black-Box 1. Pengujian Black-Box Pengujian Black-box dilaksanakan pada fase Iterasi pada metode Global Extreme Programming setelah proses pembuatan kode. Pengujian Black-box bertujuan untuk memeriksa kesalahan fungsional pada user interface (antarmuka pengguna), fungsi tombol yang tidak benar atau hilang. Berikut ini merupakan hasil pengujian Black-box pada menu AR pada proses menampilkan objek tiga dimensi dan pada saat mendeteksi marker pada kamera.
Gambar 4.6 Hasil Implementasi User Interface Menu AR
Gambar 4.9 Hasil pengujian tidak mendeteksi marker
Gambar 4.7 Hasil Implementasi User Interface Menu How To
Gambar 4.10 Hasil pengujian mendeteksi marker
Gambar 4.8 Hasil Implementasi User Interface Menu About D. Pembuatan Kode Pembuatan kode pada fase iterasi dibagi menjadi dua unit/bagian kode sesuai dengan fungsi yang terdapat pada aplikasi yaitu, unit navigasi, dan unit fungsi. 6
Gambar 4.11 Hasil pengujian Gedung rektorat
Gambar 4.12 Hasil pengujian Lantai 1
Gambar 4.13 Hasil pengujian Lantai 2 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Berdasarkan tujuan pada penelitian ini, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Telah dihasilkan aplikasi Augmented Reality yang dapat berjalan pada smartphone dengan sistem operasi Android 4.3 (JellyBean) yang memiliki fitur rotasi objek tiga dimensi, menyimpan tangkapan layar (screenshot), serta dapat memilih objek tiga dimensi yang ditampilkan. 2. Aplikasi Augmented Reality ini sudah dapat menampilkan informasi visual tentang letak ruangan fasilitas akademik di Gedung Rektorat Universitas Siliwangi. 3. Aplikasi Augmented Reality sudah dapat menampilkan objek tiga dimensi Gedung Rektorat Universitas Siliwangi pada perangkat smartphone Android 4.3 (JellyBean). 4. Aplikasi Augmented Reality ini sudah dapat menampilkan beberapa objek tiga dimensi dengan menggunakan satu marker. B. Saran 1. Aplikasi Augmented Reality ini masih dapat dikembangkan di masa mendatang. Terdapat beberapa kekurangan pada fitur yang terdapat di aplikasi Augmented Reality ini, yang diantaranya adalah, tidak adanya audio yang dapat digunakan untuk menambah informasi yang disajikan, kurangnya kuantitas model objek tiga dimensi (3D) yang ditampilkan, serta tidak adanya animasi yang ditampilkan pada aplikasi Augmented Reality. 2. Dalam proses pembuatan aplikasi ini dibutuhkan perangkat keras yang memiliki spesifikasi cukup tinggi dalam membuat model objek tiga dimensi (3D). V. A.
3. Spesifikasi perangkat keras pada smartphone memiliki keterbatasan dalam memproses objek tiga dimensi (3D), sehingga dapat berpengaruh pada jumlah objek tiga dimensi (3D) dan kualitas objek tiga dimensi yang ditampilkan. DAFTAR PUSTAKA Azuma, R, T (1997). A Survey of Augmented Reality. Teleoperators and Virtual Environments, hal. 355-385. Feng Zhou,.dkk. 2008. Trends in Augmented Reality Teaching, Interaction and Display: A Review of Ten Years in ISMAR. Mixed and Augmented Reality, ISMAR 7th IEE/ACM International Symposium. Cambridge : IEEE. Ferdiana, Ridi. 2010. Rekayasa Perangkat Lunak yang Dinamis dengan Global Extreme Programming. Yogyakarta : Andi. Ludwig, Christine & Reimann, Christian. 2005. Augmented Reality : Information at Focus. Paderborn : Universität Paderborn. Vol. 4, No.1. Milgram P.,dkk. 1994. Augmented Reality: A Class Of Displays On The Reality-virtuality Continuum. Kyoto : Telemanipulator and Telepresence, Vol. 2351. Perry, William .E. 2006. Effective Methods for Software Testing. Vol-Third Edition. Indianapolis : Wiley Publishing, Inc. Pressman, Roger .S. 2010. Software Engineering : A Practitioner's Approach. 7th Edition. New York : McGraw-Hill. Siltanen, S (2012). Theory And Applications Of Markerbased Augmented Reality. Espoo : VTT Science, 2012. Vol. 3. Vaughan, T. 2006. Multimedia: Making It Work. Ed ke-6. Prabawati, Theresia A. dan Triyuliana, Agnes H, penerjemah. Yogyakarta : Andi. Terjemahan dari Multimedia: Making It Work , Sixth Edition. New York: McGraw-Hill.
7
