PE ERANCA ANGAN DAN D IMPLEMENT TASI INT TERAKSI UNTUK K MEDIA A PEMBE ELAJARA AN MAN NASIK BERBAS SIS TEKN NOLOGI AUGMEN NTED RE EALITY
SIS TES Karya tuliis sebagaii salah sattu syarat K un ntuk mem mperoleh gelar g Mag gister darri Institu ut Teknollogi Band dung
Oleeh
HUSNUL L RIZKA A MUBAR RIKAH NIM : 233207162 Program m Magisterr Teknik Elektro
SE EKOLAH H TEKNIK K ELEKT TRO DAN N INFOR RMATIKA A IN NSTITUT T TEKNO OLOGI BA ANDUNG G 20009
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI INTERAKSI UNTUK MEDIA PEMBELAJARAN MANASIK BERBASIS TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY
Oleh Husnul Rizka Mubarikah NIM : 23207162
Bandung, ........................
Menyetujui Pembimbing I,
Dr.Ir. Yoga Priyana
Pembimbing II,
Dr. Ir. Aciek Ida Wuryandari
ABSTRAK
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI INTERAKSI UNTUK MEDIA PEMBELAJARAN MANASIK BERBASIS TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY
Oleh
Husnul Rizka Mubarikah NIM : 23207162 Program Magister Teknik Elektro
Media pembelajaran manasik yang interaktif menjadi kebutuhan tersendiri sekarang ini. Untuk menambah khazanah media pembelajaran manasik tersebut, telah dikembangkan Buku Manasik Interaktif (BuMI) yang memanfaatkan teknologi Augmented Reality (AR). Selain mampu menggabungkan obyek virtual dengan realita sebenarnya, teknologi AR memungkinkan pengguna melakukan interaksi 3 dimensi secara langsung dan natural sehingga lebih mampu memberikan kesan. BuMI merupakan buku fisik biasa, namun dalam beberapa halamannya terdapat marker yang digunakan untuk menempatkan obyek virtual yang diinginkan. Video, audio, animasi dan obyek 3D merupakan obyek virtual yang dapat ditampilkan BuMI. Sedangkan interaksi yang dikembangkan adalah interaksi yang disesuaikan dan mudah dilakukan pada sebuah buku. Beberapa interaksi tersebut meliputi konsep control viewpoint, selection dan release serta event generation. Untuk event generation interaksi yang dikembangkan adalah buka tutup marker dan geser marker. Interaksi dalam BuMI dirancang secara natural dan intuitif sehingga pengguna tidak perlu belajar terlalu lama untuk dapat menggunakan BuMI. Telah dilakukan pengujian terhadap sejumlah responden untuk mengetahui kenyamanan interaksi yang disediakan BuMI. Hasilnya hampir semua responden menyatakan tidak mengalami kesulitan untuk beberapa interaksi yang diujikan. Mereka juga mendapatkan pengalaman tersendiri ketika menggunakan BuMI. Kata kunci: augmented reality, manasik, tangible augmented reality, tangible user interface. i
ABSTRACT
INTERACTION DESIGN AND IMPLEMENTATION FOR MANASIK LEARNING MEDIA BASED ON AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY By
Husnul Rizka Mubarikah NIM : 23207162 Electrical Engineering Master Program
Nowdays, there is a need for the interactive learning media of manasik. To add khazanah of existing manasik learning media, it has been developed Buku Manasik Interaktif (BuMI) wich apply Augmented Reality (AR) technology. Besides can merge virtual object with real environment, AR technology enables user to do 3 dimension interaction directly and natural so that more can give impression. BuMI is ordinary physical book, but in a few of page there is marker which applied to place virtual object. Video, audio, animation and 3D object is virtual objects which can be presented some pages of BuMI. The interaction developed is interaction accomodated and easy to be done at a book. Some interactions covers concept control view point, selection and release, and also event generation. For event generation interaction developed is about opening marker, close marker and shift marker. Interaction in BuMI is designed in natural and intuitive so that user is not necessarily learn too much time to be able to use BuMI. The experiment was conducted to a number of responders concerning the level of comfort using interaction in BuMI. The result is, most all responders express not to find difficulties for a few interaction tested. They also gets some experience when using BuMI. Keywords: augmented reality, manasik, tangible augmented reality, tangible user interface.
ii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
Tesis S2 yang tidak dipublikasikan, terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.
Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam.
iii
Dipersembahkan kepada Mamah dan Naura.
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang atas rahmat dan karunia Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Selama melaksanakan tesis ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. bapak Dr. Ir. Yoga Priyana, selaku pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini; 2. bapak Dr. Ir. Aciek Ida W.D, selaku pembimbing II, yang telah mencurahkan perhatian dan waktunya dalam penyelesaian tesis ini; 3. Departemen Pendidikan Nasional atas bantuan Beasiswa Unggulan yang diterima penulis selama menjalani pendidikan program magister ini; 4. bapak Dr. Ir. Arief Syaichu, selaku dosen yang telah memberikan perhatian dan bimbingan juga atas pemberian dokumentasi perjalanan hajinya. 5. segenap staf pengajar Program Magister Digital Media dan Teknologi Game. 6. abah Alex dan Noa, yang senantiasa memberikan dorongan dan semangat, kesabaran, pengertian dan do’anya; 7. mba Osi dan Enit, mitra satu tim dalam pengembangan produk tesis, yang senantiasa bekerja sama, bertukar pikiran serta saling menyemangati untuk menyelesaikan tesis ini; 8. teteh-teteh dan mamah mertua beserta seluruh keluarga yang senantiasa memberikan semangat dan do’anya; 9. seluruh teman-teman angkatan 2007 program JARDIKNAS; 10. seluruh staf dosen dan karyawan Laboratorium Sistem Kendali dan Komputer, yang telah memberikan banyak sekali bantuan; 11. dan semua pihak yang membantu, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
v
Penulis menyadari bahwa tesis ini bukanlah tanpa kelemahan, untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan.
Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya.
Bandung, Juni 2009 Penulis
vi
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ............................................................. Error! Bookmark not defined. ABSTRACT ........................................................... Error! Bookmark not defined. PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................ Error! Bookmark not defined.ii KATA PENGANTAR ........................................... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI .............iError! Bookmark not defined. DAFTAR TABEL .................................................. Error! Bookmark not defined. DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ........ Error! Bookmark not defined. DAFTAR LAMPIRAN ....................................... Error! Bookmark not defined.ii BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined. 1.1
Latar Belakang ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.2
Tujuan .................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3
Rumusan Masalah .................................. Error! Bookmark not defined.
1.4
Batasan Masalah .................................... Error! Bookmark not defined.
1.5
Sistematika Pembahasan ........................ Error! Bookmark not defined.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................ Error! Bookmark not defined. 2.1
Media Pembelajaran Manasik ................ Error! Bookmark not defined.
2.2
Teknologi Augmented Reality ................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Perangkat Pendukung Sistem AR ...... Error! Bookmark not defined. 2.2.2 ARToolkitPlus (ARTKP) ................... Error! Bookmark not defined. 2.2.3 Fiducial Marker ................................. Error! Bookmark not defined. 2.3
Tangible User Interface (TUI) ............... Error! Bookmark not defined.
2.4
Tangible Augmented Reality (TAR)....... Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Skenario Interaksi dalam TAR ...........Error! Bookmark not defined. 2.4.2 Pemodelan Interaksi dalam AR.......... Error! Bookmark not defined. 2.5
Usability Test ......................................... Error! Bookmark not defined. vii
BAB III ANALISIS KEBUTUHAN SISTEM ...... Error! Bookmark not defined. 3.1
Deskripsi ARM ...................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1 BuMI .................................................. Error! Bookmark not defined. 3.1.2 Tujuan BuMI ...................................... Error! Bookmark not defined. 3.2
Analisis Skenario Interaksi untuk BuMI Error! Bookmark not defined.
3.3
Kebutuhan BuMI.................................... Error! Bookmark not defined.
BAB IV PERANCANGAN INTERAKSI ............. Error! Bookmark not defined. 4.1
Perancangan Perangkat Keras ................ Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Perancangan Buku Fisik BuMI .......... Error! Bookmark not defined. 4.2
Use case Perancangan Interaksi BuMI .. Error! Bookmark not defined.
4.3
Perancangan Interaksi BuMI .................. Error! Bookmark not defined.
4.4
Pemodelan Interaksi untuk BuMI .......... Error! Bookmark not defined.
BAB V IMPLEMENTASI DAN ANALISA HASILError! Bookmark not defined. 5.1
Implementasi BuMI ............................... Error! Bookmark not defined.
5.2
Implementasi Interaksi pada BuMI ........ Error! Bookmark not defined.
5.3
Umpan Balik Pengguna ......................... Error! Bookmark not defined.
5.4
Kendala dan Solusi Saat Implementasi .. Error! Bookmark not defined.
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............... Error! Bookmark not defined. 6.1
Kesimpulan ............................................ Error! Bookmark not defined.
6.2
Saran....................................................... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN A KUESIONER .......................... A-Error! Bookmark not defined.
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman [14]
Gbr. II-1 Rangkaian reality-virtuality
.......................................................................7
Gbr. II-2 Skema AR berbasis monitor...........................................................................8 Gbr. II-3 Penggunaan hand marker untuk interaksi.......................................................9 Gbr. II-4 Prinsip ARTKP merender obyek virtual ke dunia nyata................................10 Gbr. II-5 Contoh fiducial marker..................................................................................11 Gbr. II-6 Perkembangan UI: a. GUI, b. TUI.................................................................12 Gbr. II-7 MagicBook.....................................................................................................14 Gbr. II-8 MagiPlanet......................................................................................................14 Gbr. II-9 Viewpoint control: mobile, fixed tele-mobile..................................................16 Gbr. II-10 Selection dan release pada kasus dinamis.....................................................17 Gbr. II-11 Manipulasi obyek virtual dengan scaling dan rotasi.....................................17 Gbr. II-12 Tangible AR puzzle calculator......................................................................18 Gbr. II-13 Entity dan relationship dalam IRVO............................................................19 Gbr. II-14 Representasi boundaries...............................................................................19 Gbr. II-15 Diagram IRVO untuk Perancangan Interaksi dalam Aplikasi AR..............21 Gbr. III-1 Use case global ARM...................................................................................25 Gbr. III-2 Use case BuMI.............................................................................................26 Gbr. IV-1 Blok diagram perangkat keras ARM...........................................................32 Gbr. IV-2 Rancangan BuMI.........................................................................................33 Gbr. IV-3 Use case Interaksi pada BuMI....................................................................33 Gbr. IV-4 Rancangan viewpoint control perseorangan................................................34 Gbr. IV-5 Rancangan viewpoint control berkelompok.................................................34 Gbr. IV-6 Rancangan interaksi untuk selection object.................................................35 Gbr. IV-7 Rancangan interaksi buka-tutup marker.......................................................36 Gbr. IV-8 Rancangan interaksi geser marker................................................................36 Gbr. IV-9 Model rancangan interaksi untuk BuMI.......................................................38 ix
Halaman Gbr. V-1 Buku fisik BuMI......................................................................................... 40 Gbr. V-2 Halaman marker dan halaman gambar pada BuMI.....................................40 Gbr. V-3 Obyek virtual di atas halaman BuMI..........................................................41 Gbr. V-4 Interaksi kontrol sudut pandang dengan mengubah posisi kamera..............42 Gbr. V-5 Cincin penunjuk untuk select dan release obyek virtual..............................43 Gbr. V-6 Interaksi puzzle marker................................................................................44 Gbr. V-7 Interaksi evaluasi geser marker....................................................................44 Gbr. V-8 Interaksi buka tutup marker..........................................................................45 Gbr. V-9 Hasil kuesioner pertanyaan pilihan...............................................................46 Gbr. V-10 Hasil kuesioner kemudahan interaksi dalam BuM.................................... 47 Gbr. V-11 Hasil kuesioner interaksi yang paling disukai responden...........................47
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A Kuesioner Interaksi BuMI. ............................................................. A-1
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel II-1 Hubungan media dan tujuan pembelajaran………………………………6 Tabel II-2 Notasi dalam pemodelan IRVO………………………………………..20 Tabel II-3 Kriteria ukuran usability testing………………………………………..23 Tabel III-1 Keterangan use case……………………………………………………27
xi
DAFTAR SINGKATAN
Pemakaian pertama kali pada halaman
SINGKATAN
Nama / Kepanjangan
AR
Augmented Reality
i
ARM
Augmented Reality for Manasik
3
BuMI
Buku Manasik Interaktif
i
TUI
Tangible User Interface
11
TAR
Tangible Augmented Reality
12
HMD
Head Mount Display
8
xii
