Implementasi Teknologi Markerless Augmented Reality Berbasis Android Sebagai Media Pengenalan Gedung-Gedung di Fmipa Universitas Lampung
1
Didik Kurniawan, 2Anie Rose Irawati dan 3Ardi Yuliyanto 1
Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila 3 Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila 2
Abstract Markerless Augmented Reality (AR) is a term for an environment that combines real world and the virtual world, where objects in the real world can be recognized through the position, direction and location. Markerless AR technology can be used to interactively visualize information, especially when the technology is combined with a mobile communication device such as a smartphone that has the Android operating system. Camera features, internet, accelerometer, digital maps and GPS (Global Positioning System) on Android devices can be integrated so that AR technology can be implemented. In this study, Markerless AR technology is implemented in the Faculty of Mathematics and Natural Science (Science) University of Lampung buildings. The aim of this study is to create an application that provides information about the buildings, it is show Faculty maps and information about the Natural Sciences accessible via Android smartphones. This application is designed and then implemented using the Java programming language for Android and BeyondAR framework support to detect and display the AR object and the Google Maps API to display a map of the Science Faculty. The results of data test using Equivalence Partitioning test shown the application functionate well according to the analysis. In addition, based on questionnaire data, that the application is a user friendly application (with an average value of 4.31 / very good), and interactive (with an average value of 4.23 / good). Keywords: Android, Application, ARMIPA, Augmented Reality, Maps, Markerless Augmented Reality
1
Pendahuluan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung adalah salah satu lembaga pendidikan tinggi negeri yang berada di Provinsi Lampung. FMIPA memiliki gedunggedung yang digunakan sebagai sarana perkuliahan yang letaknya tersebar di seluruh wilayah FMIPA. Wilayah yang luas dan banyaknya gedung yang dimiliki FMIPA, membuat lokasi gedung mempunyai keterbatasan dalam pencarian. Tidak terdapatnya petunjuk jalan, papan nama gedung, maupun peta lokasi gedung FMIPA membuat mahasiswa baru, mahasiswa diluar FMIPA, dan masyarakat umum mengalami kesulitan dalam pencarian gedung di FMIPA. FMIPA memiliki sistem informasi yang sudah diterapkan untuk mendukung proses pendidikan di dalamnya. Salah satunya adalah website. Website FMIPA berperan sebagai media informasi, media pendidikan dan media promosi bagi FMIPA. Namun, website FMIPA saat ini lebih banyak memuat informasi pemberitaan. Sedangkan informasi utama mengenai FMIPA secara lengkap, seperti tidak tersedianya peta FMIPA, sehingga pengunjung website kesulitan jika ingin mencari informasi gedung-gedung di FMIPA. Berdasarkan dari hal tersebut, maka diperlukan sebuah teknologi tepat guna yang dapat dimanfaatkan oleh FMIPA untuk penyebaran informasi tentang sumber daya gedung yang dimilikinya dan dapat membantu pihak-pihak yang memerlukan informasi tersebut. Salah satu teknologi yang dapat diadopsi adalah Augmented Reality (AR), dalam hal ini adalah Markerless Augmented Reality yang
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 95 dari 137
akan dipadukan dengan perangkat komunikasi bergerak (mobile) yang memiliki sistem operasi Android. Implementasi teknologi Markerless Augmented Reality pada perangkat Android dipilih karena dengan teknologi ini pengguna tidak hanya mendapatkan informasi saja, tetapi pengguna dapat berinteraksi dengan objek maya pada lingkungan nyata, dalam hal ini adalah tampilan kamera yang menampilkan objek 2D atau 3D secara realtime pada perangkat android. Selain itu sistem operasi android yang bersifat open source code dapat memudahkan pengembang untuk membuat dan memodifikasi aplikasi.
1.1
Augmented Reality
Augmented Reality adalah sistem yang memiliki karakteristik dapat menggabungkan lingkungan nyata dan virtual, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata dan diintegrasikan dalam tiga dimensi (3D). Secara sederhana AR bisa didefinisikan sebagai lingkungan nyata yang ditambahkan objek virtual. Penggabungan objek nyata dan virtual dimungkinkan dengan teknologi display yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input tertentu [1].
1.2
Markerless Augmented Reality
Salah satu metode Augmented Reality yang saat ini sedang berkembang adalah metode "Markerless Augmented Reality", dengan metode ini pengguna tidak perlu lagi menggunakan sebuah marker yang dicetak untuk menampilkan elemen-elemen digital, tetapi elemen digital dapat dideteksi dengan posisi perangkat, arah dan lokasi [2].
1.3
BeyondAR
BeyondAR adalah framework yang dirancang untuk para pengembang dengan minat dalam bekerja dengan Augmented Reality berbasis geolokasi pada smartphone dan tablet. BeyondAR bersifat open source code (lisensi Apache 2.0). Untuk saat ini BeyondAR hanya mendukung platform Android (termasuk Google Glass). Framework ini dikembangkan oleh Joan Puig Sanz (Telecomunications engineer. Master of telecomunication MASTEAM. By UPC dan Aalborg University [3].
2
Metodologi
Penelitian ini dilakukan berdasarkan diagram alir metodologi penelitian yang terdapat pada Gambar 1.
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 96 dari 137
1. Identifikasi Masalah
A. Langkah I
2. Perumusan Masalah
3. Tujuan, Manfaat dan Batasan
4. Survei Pendahuluan - Observasi
5. Studi Literatur
6. Inception - Pengumpulan Data - Analisis Kebutuhan Dasar Sistem - Analisis User Requirement
7. Elaboration - Perancangan UML - Perancangan antarmuka
B. Langkah II 8. Construction 1 - Pembuatan Program (Koding)
9. Construction 2 - Pengujian
10. Transition - Penyerahan aplikasi ke-user (roll-out)
C. Langkah III
Tidak
Sistem Bekerja Sesuai Analisis?
Ya
11. Analisis Hasil Penelitian
Gambar 1 Diagram Alir Metodologi Penelitian
Penelitian ini juga dilakukan berdasarkan metode pengembangan sistem yang dipilih yaitu Unified Process (UP). Tahap-tahap yang dilakukan dalam pengembangan sistem aplikasi ARMIPA adalah sebagai berikut: 1. Inception: Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data berupa data spasial gedung-gedung di FMIPA dan data-data mengenai FMIPA. Data ini spasial diperoleh langsung di lapangan dengan menggunakan media GPS Ulite U500 dan sebuah perangkat android. Pada tahap ini juga dilakukan analisis kebutuhan dasar sistem dan analisis user requirement. 2. Elaboration: Pada tahap ini akan dilakukan perancangan sistem dan perancangan antarmuka. Perancangan atau desain sistem dalam penelitian ini menggunakan Unified Modelling Language (UML). 3. Construction 1: Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan program (koding), tahap ini dilakukan menggunakan eclipse dan bahasa pemrograman java. 4. Construction 2: Pada tahap ini dilakukan pengujian. 5. Transition: Pada tahap ini akan dilakukan penyerahan sistem aplikasi ke-user (roll-out) melalui play store.
3
Pembahasan
Aplikasi ARMIPA adalah aplikasi yang dibuat sebagai media pengenalan gedung-gedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung dengan memanfaatkan teknologi Markerless Augmented Reality berbasis android. Aplikasi ini dibuat dengan menggunakan
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 97 dari 137
bahasa pemrograman Java for Android dan menggunakan bantuan framework BeyondAR serta Google Maps API.
3.1
Implementasi Sistem
Setelah dilakukan implementasi sistem dengan metodologi penelitian dan metodologi pengembangan sistem yang disebutkan di atas didapatkan hasil implementasi sistem yaitu berupa class-class yang disajikan pada Tabel 1 dan layout-layout yang disajikan pada Tabel 2. Tabel 1 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Nama Class armipa.java biologi.java cara.java CustomWorldHelper.java fisika.java gedungilkom.java gedungilkomlantai2.java ilmukomputer.java kimia.java kontak.java koordinatilkom koordinatilkomlantai2.java MainActivity.java matematika.java pengaturan.java profil.java programmipa.java sejarah.java splashscreenmipa.java telusurimipa.java tentangmipa.java tujuan.java visimisi.java
Tabel 2 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Nama Layout activity_main.xml armipa.xml biologi.xml cara.xml fisika.xml gedungilkom.xml gedungilkomlantai2.xml ilmukomputer.xml kimia.xml kontak.xml matematika.xml pengaturan.xml profil.xml programmipa.xml sejarah.xml simple_camera.xml splashscreenmipa.xml telusurimipa.xml tentangmipa.xml tujuan.xml visimisi.xml staffakademik.xml ilmukomputer.xml
Tabel Daftar Class pada aplikasi ARMIPA Fungsi Class untuk menampilkan AR kamera Class untuk sub menu jurusan biologi Class untuk menu bantuan Class untuk data koordinat dan POI peta FMIPA Class untuk sub menu jurusan fisika Class untuk menampilkan denah gedung Ilmu Komputer lantai 1 Class untuk menampilkan denah gedung Ilmu Komputer lantai 2 Class untuk sub menu jurusan ilmu komputer Class untuk sub menu jurusan kimia Class untuk sub menu kontak MIPA Class untuk data koordinat dan POI gedung Ilmu Komputer lantai 1 Class untuk data koordinat dan POI gedung Ilmu Komputer lantai 2 Class untuk menu utama aplikasi Class untuk sub menu jurusan matematika Class untuk menu pengaturan Class untuk menu tentang aplikasi Class untuk sub menu program MIPA Class untuk sub menu sejarah MIPA Class untuk menampilkan splashscreen Class untuk menampilkan peta MIPA Class untuk menu tentang MIPA Class untuk submenu tujuan FMIPA Class untuk submenu visi dan misi FMIPA
Tabel Daftar Layout pada aplikasi ARMIPA Fungsi Layout untuk menu utama aplikasi Layout untuk AR kamera Layout untuk informasi jurusan biologi Layout untuk informasi bantuan Layout untuk informasi jurusan fisika Layout untuk menampilkan denah Gedung Ilmu Komputer lantai 1 Layout untuk menampilkan denah Gedung Ilmu Komputer lantai 2 Layout untuk informasi jurusan ilmu komputer Layout untuk informasi jurusan kimia Layout untuk submenu kontak FMIPA Layout untuk informasi jurusan matematika Layout untuk menu pengaturan Layout untuk menu tentang aplikasi Layout untuk submenu program MIPA Layout untuk submenu sejarah FMIPA Layout untuk fragment armipa.xml Layout untuk halaman splashscreen Layout untuk menampilkan peta FMIPA Layout untuk menu tentang MIPA Layout untuk submenu tujuan FMIPA Layout untuk submenu visi dan misi FMIPA Layout untuk menampilkan dialog data staf akademik Layout untuk informasi jurusan ilmu komputer
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 98 dari 137
3.2
Hasil Pengujian
3.2.1 Pengujian Fungsional Pendekatan kasus uji fungsional dalam penelitian ini adalah pengujian black box dengan metode Equivalence Partitioning (EP). Pengujian ini dilakukan dengan membagi domain masukan dari program ke dalam kelas-kelas sehingga test case pada perangkat lunak dapat diperoleh. Terdapat 8 (delapan) kelas uji dan 50 (lima puluh) skenario uji dalam pengujian ini. Dari pengujian tersebut diketahui aplikasi ini dapat berfungsi sesuai dengan realisasi yang diharapkan.
3.2.1.1 Pengujian Ketepatan Titik Lokasi Peta dan Markerless Augmented Reality Berikut merupakan salah satu contoh pengujian yang dilakukan pada aplikasi ARMIPA yaitu pengujian ketepatan titik lokasi pada peta dan kamera dengan markerless augmented reality berbasis android yang dilakukan untuk menunjukkan keakuratan sistem dengan keadaan yang sebenarnya saat pengguna menggunakan sistem. Sampel pengujian diambil pada kasus pengguna mencari lokasi Gedung MIPA Terpadu dari posisi pengguna berada di bundaran Universitas Lampung (jalan utama menuju FMIPA). Ketika pengguna menggunakan aplikasi ARMIPA, pengguna harus memastikan bahwa jaringan seluler / wifi dan GPS pada perangkat android pengguna dalam kondisi aktif. Pengguna harus masuk terlebih dahulu ke menu “Telusuri MIPA” untuk mendapatkan titik lokasi pengguna dengan menekan button “Lokasi Saya”. Pada Gambar 2 terlihat bahwa pengguna berada di jalan utama menuju FMIPA.
Gambar 2 Lokasi awal pengguna
Setelah mendapatkan titik lokasi, pengguna dapat melakukan tracking menuju lokasi yang diinginkan, dalam kasus ini pengguna ingin menuju ke Gedung MIPA Terpadu. Posisi pengguna akan berubah mengikuti lokasi berdirinya pengguna seperti pada Gambar 3 terlihat bahwa pengguna berada di dekat Gedung MIPA Terpadu.
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 99 dari 137
Gambar 3 Lokasi akhir pengguna
Ketika pengguna sampai di dekat lokasi Gedung MIPA Terpadu, pengguna dapat memastikan dengan pasti titik lokasi yang dicari apakah benar atau tidak, menggunakan menu ARMIPA. Setelah pengguna memilih menu tersebut, arahkan kamera pada perangkat android ke titik lokasi gedung yang dicari, maka sistem akan menampilkan titik lokasi gedung yang dicari tersebut, seperti yang terlihat pada Gambar 4. Saat pengguna menggeser bar “Ukuran AR”, maka ukuran objek AR akan berubah sesuai input yang dilakukan pengguna.
Gambar 4 Objek AR
3.2.2 Pengujian Non Fungsional Pengujian non fungsional pada aplikasi ini melibatkan 40 (empat puluh) responden untuk mendapatkan penilaian langsung terhadap sistem yang dihasilkan. Pemilihan responden dilakukan secara random dengan melibatkan mahasiswa dan mahasiswi FMIPA yang menggunakan smartphone android. Pengujian ini menggunakan angket yang berisikan pertanyaan-pertanyaan berkaitan dengan sistem yang dihasilkan. Penyusunan bentuk jawaban dari pertanyaan menggunakan skala likert [4]. Sebelum dilakukan perhitungan dengan skala likert, dilakukan perhitungan interval terlebih dahulu. Perhitungan dilakukan dengan persamaan sebagai berikut:
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 100 dari 137
(1)
Setelah besarnya interval diketahui menggunakan rumus pada Persamaan 1, kemudian dibuat rentang skala sehingga diketahui dimana letak rata-rata penilaian responden terhadap setiap poin variabel. Rentang skala tersebut disajikan pada Tabel 3. Tabel 3
Interval dan Kategori Penilaian
No
Interval
1 2 3 4 5
4,24 – 5,04 3,43 – 4,23 2,62 – 3,42 1,81 – 2,61 1,80 – 1,80
Kategori
Sangat Baik (5) Baik (4) Cukup Baik (3) Kurang Baik (2) Tidak Baik (1)
3.2.2.1 Variabel User Friendly Hasil penilaian variabel user friendly disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 No
1
2
3
Hasil Penilaian Variabel User Friendly
Kriteria Penilaian Bagaimana kesesuaian warna background dan icon pada aplikasi Bagaimana kesesuaian warna background dan teks pada aplikasi Bagaimana tampilan icon dengan fungsi yang disediakan aplikasi
5
Kategori Penilaian 4 3 2
1
4,35
15
24
1
0
0
4,2
12
24
4
0
0
4,25
16
18
6
0
0
Rata-rata
4
Bagaimana kualitas gambar pada aplikasi
4,37
18
19
3
0
0
5
Bagaimana menu bantuan memberikan Anda petunjuk dalam mengoperasikan aplikasi
4,35
19
16
5
0
0
6
Secara umum, bagaimana kemudahan Anda dalam mengoperasikan aplikasi?
4,37
16
23
1
0
0
7
Seberapa mudah informasi yang disajikan aplikasi ARMIPA untuk dipahami?
4,32
17
19
4
0
0
-
16,14
Presentase Rata-Rata per Kategori Penilaian (%) Total Rata-Rata
20,43
3,43
0
0
4,31
Total rata-rata yang diperoleh pada variabel user friendly adalah 4,31. Berdasarkan interval dan kategori penilaian pada Tabel 3, maka variabel user friendly masuk dalam kategori “sangat baik”.
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 101 dari 137
3.2.2.2 Variabel Interaktif Hasil penilaian variabel user friendly disajikan pada Tabel 5. Tabel 5 No
1
2
3
Hasil Penilaian Variabel Interaktif
Kriteria Penilaian Bagaimana aplikasi menampilkan respon ketika marker (penanda) yang disajikan pada peta FMIPA diklik? Bagaimana fitur zoom pada AR Kamera yang disajikan aplikasi ARMIPA dalam menampilkan objek AR? Bagaimana aplikasi menampilkan respon (berupa teks) terhadap perintah yang anda pilih? Presentase Rata-Rata per Kategori Penilaian (%)
5
Kategori Penilaian 4 3 2
1
4,35
10
26
4
0
0
4,2
12
25
3
0
0
4,37
15
24
0
1
0
-
12,33
2,33
0,33
Rata-rata
Total Rata-Rata
25
0
4,23
Total rata-rata yang diperoleh pada variabel interaktif adalah 4,23. Berdasarkan interval dan kategori penilaian pada Tabel 3, maka variabel interaktif masuk dalam kategori “baik”.
4
Simpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan, penulis dapat mengambil simpulan sebagai berikut : 1. Telah berhasil dibangun Aplikasi ARMIPA yang dibuat sebagai media pengenalan gedunggedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung. 2. Telah berhasil diterapkan teknologi Markerless Augmented Reality pada aplikasi ini sebagai media untuk mendeteksi lokasi dan menampilkan informasi gedung secara real-time pada kamera perangkat android, serta google maps API sebagai media untuk menampilkan peta FMIPA. 3. Dari hasil data pengujian Equivalence Partitioning, aplikasi ARMIPA kompatibel terhadap semua versi OS android yang telah ditetapkan dalam pembuatan aplikasi, kompatibel terhadap device android dengan resolusi 3 inch sampai 8 inch yang memiliki fitur GPS, dan dari semua kelas yang diuji aplikasi ARMIPA dapat berfungsi sesuai analisis. Selain itu berdasarkan data angket, diketahui aplikasi ARMIPA adalah aplikasi yang user friendly dengan nilai rata-rata 4,31 (sangat baik), dan interaktif dalam penggunaannya dengan nilai rata-rata 4,23 (baik).
5 [1] [2] [3] [4]
Referensi Azuma, R. T., A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments. vol. 6, no. 4, pp. 355-385 (1997). Fernando, Mario. Membuat Aplikasi Android AR Menggunakan Vuforia SDK dan Unity. Buku AR Online, Solo (2013). BeyondAR. Beyond Augmented Reality. [Online]. Tersedia : http://beyondar.com, (2015). Yitnosumarto. Metode Penelitian Kuantitatif dan Kualitatif. Graha Ilmu, Yogyakarta (2006).
http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/komputasi
Hal. 102 dari 137
