Markerless Augmented Reality Pada Perangkat Android
Yoze Rizki - 2207 100 102 Pembimbing: Mochamad Hariadi, ST.,MSc.,PhD. Cristyowidiasmoro, ST.,MT.,
Department of Electrical Engineering Faculty of Industrial Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Pendahuluan •Augmented Reality (AR) menggabungkan benda maya dua dimensi atau tiga dimensi ke dalam dunia nyata tiga dimensi. •Selama ini, Augmented Reality diaplikasikan dengan menggunakan Marker (Penanda). Penggunaan marker membuat penggunaan ruang pada obyek yang dilacak menjadi tidak efisien, tidak praktis dan kurang menarik.
Permasalahan Bagaimana menampilkan obyek pada lingkungan Augmented Reality tanpa menggunakan penanda pada perangkat Android? Bagaimana membuat variasi pada penanda untuk memunculkan obyek? Bagaimana pengaplikasian virtual button (tombol virtual) interaktif pada aplikasi ini?
Tujuan Menghasilkan program aplikasi yang mampu menampilkan obyek maya pada lingkungan Augmented Reality tanpa menggunakan marker di dalam peranti Android. Dengan memasukkan fitur-fitur seperti image target, multi target dan tombol virtual
Augmented Reality menambah realitas AR memungkinkan pengguna untuk melihat dunia nyata, dengan obyek maya yang digabungkan dengan dunia nyata secara real time. AR menambah realitas, bukan menggantinya seperti virtual environment (VE) atau virtual reality (VR).
Markerless Augmented Reality Markerless Augmented Reality merupakan salah satu metode Augmented Reality tanpa menggunakan frame marker sebagai obyek yang dideteksi. Dengan adanya Markerless Augmented Reality, maka, penggunaan marker sebagai tracking object yang selama ini menghabiskan ruang, akan digantikan dengan gambar, atau permukaan apapun yang berisi dengan tulisan, logo, atau gambar sebagai tracking oject (obyek yang dilacak) agar dapat langsung melibatkan obyek yang dilacak tersebut sehingga dapat terlihat hidup dan interaktif, juga tidak lagi mengurangi efisiensi ruang dengan adanya marker.
Pengolahan Citra Digital Deteksi Sudut Deteksi sudut atau Corner Detection merupakan pendekatan yang digunakan untuk mengekstraksi beberapa jenis fitur dan menyimpulkan isi dari suatu gambar .
Android Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleware dan aplikasi
Android menyediakan Tools dan API yang di perlukan untuk mengembangkan aplikasi pada platform Android dengan menggunakan bahasa pemrograman Java.
Tingkat
API adalah nilai integer yang secara unik mengidentifikasi kerangka revisi API yang ditawarkan oleh versi dari platform Android. Adapun
berikut: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
versi-versi API Android yang pernah dirilis adalah sebagai
Android versi 1.1 Android versi 1.5 (Cupcake) Android versi 1.6 (Donut) Android versi 2.0/2.1 (Eclair) Android versi 2.2 (Froyo) Android versi 2.3(Gingerbread) Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb) Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)
Unity 3D Game Engine Unity 3D •Unity 3D adalah perangkat lunak game engine untuk membangun permainan 3 Dimensi (3D) •Game engine adalah alat yang berada dibalik layar sebuag aplikasi/game dari artwork sampai perhitungan matematika dan rendering.
•Unity 3D berperan dalam menciptakan obyek maya 3D dan proses rendering grafis sama seperti yang dilakukan pada lingkungan antarmuka Unity 3D.
Unity Android Unity Android •Unity mendukung pengembangan aplikasi Android.
•Sebelum dapat menjalankan aplikasi yang dibuat dengan Unity Android diperlukan adanya pengaturan lingkungan pengembang Android pada perangkat. •Unity Android memungkinkan pemanggilan fungsi kustom yang ditulis dalam C / C + + secara langsung dan Java secara tidak langsung dari script C #.
Proses rendering Unity 3D
Qualcomm Augmented Reality •Qualcomm Augmented Reality (QCAR) adalah sebuah SDK (Software Development Kit) untuk perancangan AR. •QCAR sendiri menyediakan teknologi visi komputer yang dengan sangat erat menyelaraskan grafis dari sebuah permukaan yang dicetak dengan obyek 3D sederhana.
Untuk mendeteksi Target yang ada pada setiap frame dalam video itu dibutuhkan sebuah library. QCAR menyediakan library libQCAR.so. Library libQCAR.so inilah yang menjadi sistem aplikasi sehingga pelacakan target bisa dilakukan dengan mudah
Qualcomm Augmented Reality Image Target •Image target adalah gambar yang dapat dideteksi dan dilacak oleh QCAR SDK. •QCAR akan mengakui Target Gambar dengan membandingkan fitur alami terhadap database target yang dikenal sumber daya.
Qualcomm Augmented Reality Multi Target •Multi target terdiri dari beberapa image target yang memiliki hubungan spasial tetap dan menjadi bagian dari sebuah multi target. •pada multi target, masing-masing image target pembentuk multi target dikonfigurasi dengan melakukan translasi dan rotasi pada image target
Qualcomm Augmented Reality Virtual Button •Virtual button atau tombol virtual merupakan daerah persegi pada target gambar, yang ketika disentuh atau ditutupi pada tampilan kamera, akan memicu suatu peristiwa. •Virtual button bekerja dengan melacak keberadaan fitur-fitur yang ada pada latar belakang ia menempel.
Qualcomm Augmented Reality Ekstensi QCAR untuk Unity •Perancangan program Augmented Reality dapat dilakukan dengan Integrated Development Environment (IDE) Unity3D. •Didalam paket ini terdapat library libQCAR.so yang menjadi library utama.
Pengujian Image target Merupakan dasar dari semua simulasi yang ada
Implementasi dan Pengujian Image target •pengaruh jumlah, tata letak, dan penyebaran fitur pada kualitas sebuah image target sangat berpengaruh pada hasil Hasil pada citra dengan pola teratur Jumlah fitur
hasil
1 fitur
Tidak terlacak
3 fitur
Tidak terlacak
5 fitur
Hasil pada citra dengan pola tidak teratur Jumlah fitur
hasil
1 fitur
Tidak terlacak
3 fitur
Tidak terlacak
5 fitur
Tidak terlacak
7 fitur
Tidak terlacak
8 Fitur
Tidak terlacak
9 fitur
Terlacak
10 Fitur
Terlcacak
Tidak terlacak
6 fitur
Tidak terlacak
8 Fitur
Tidak terlacak
12 fitur
Tidak Terlacak
Implementasi Multi Target Bergantung pada kualitas Image target pembentuk
Pengujian Sisi Multi target •terlihat bahwa multi target dapat ditampilkan walaupun yang terlacak oleh kamera hanya satu sisi saja •setiap sisi multi target memunculkan obyek tetap berada pada posisi tutup kotak dan menghadap ke arah depan kotak sesuai koordinat asli multi target Sisi
Posisi obyek
Atas
Pada tutup kotak menghadap ke arah depan kotak
Bawah
Obyek tidak terlacak
Kanan
Pada tutup kotak menghadap ke arah depan kotak
Kiri
Pada tutup kotak menghadap ke arah depan kotak
Depan
Pada tutup kotak menghadap ke arah depan kotak
belakang
Pada tutup kotak menghadap ke arah depan kotak
IMPLEMENTASI VIRTUAL BUTTON Untuk simulasi virtual button, dilakukan percobaan memasukkan virtual button dalam target gambar.
dengan
PENGUJIAN UKURAN VIRTUAL BUTTON Keberhasilan implementasi virtual button hampir sepenuhnya bergantung pada fitur dari image target yang digunakan.Untuk itu perlu dilakukan pengujian terhadap ukuran virtual button yang digunakan Hasil pada pengujian ukuran virtual button dibandingkan dengan gambar induk Ukuran (px)
Perbandingan dengan gambar induk
hasil
34x34
0.625%
Berjalan dengan baik
20x20
0.215%
Berjalan dengan baik
16x16
0.138%
Berjalan dengan baik
12x12
0.077%
8x8
0.034%
Performa tidak stabil Virtual button tidak berfungsi
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN APLIKASI Simulasi Skenario Simulasi ini yang menggabungkan semua fitur markerless Augmented reality yang telah dirancang
Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian tentang markerless Augmented Reality pada perangkat Android ini adalah sebagai berikut. •Aplikasi augmented reality tanpa menggunakan marker tradisional diimplementasikan pada perangkat Android dengan parameter jumlah fitur sudut, pola fitur yang tidak berulang, dan penyebaran fitur ke semua penjuru obyek pelacakan. •Menurut Pengujian jumlah fitur pada image target, jumlah fitur sudut yang harus terdapat pada sebuah image target harus berjumlah minimal 9 fitur dengan pola yang acak. •Menurut pengujian ukuran virtual button, ukuran minimal virtual button yang dapat dilacak oleh sistem adalah 16x16 piksel atau 0,138% dari gambar berukuran 497x373piksel.
