SKRIPSI
Diajukan untuk Menempuh Ujian Akhir Sarjana
DERY EKI HERMANSYAH
10109058
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
v
1.1 Latar Belakang Masalah... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Maksud dan Tujuan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metodologi Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 7
vi
2.2.4 Penjelasan 3D Studio Max ... 18
2.2.5 Adobe Flash ... 18
2.2.6 Unified Modeling Language (UML) ... 19
2.2.6.1 Diagram Unified Modeling Language (UML) ... 20
2.2.7 Image Processing ... 23
2.2.8 Pemrograman Berorientasi Objek ... 24
2.2.7 Rewiew Literatur ... 27
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN ... 29
3.1 Analisis ... 29
3.1.1 Analisis Permasalahan ... 29
3.1.2 Analisis Metode ... 30
3.1.3 Analisis Perancangan Aplikasi ... 31
3.1.4 Analisis Arsitektur Aplikasi ... 33
3.1.5 Analisis Kebutuhan Non Fungsional ... 33
3.1.5.1 Analisis Perangkat Keras ... 34
3.1.5.2 Analisis Perangkat Lunak ... 34
3.1.5.3 Analisis Kebutuhan Pengguna ... 34
3.1.6 Analisis Kebutuhan Fungsional ... 35
3.1.6.1 Use Case Diagram ... 35
3.1.6.2 Activity Diagram ... 39
3.1.6.3 Class Diagram ... 42
3.1.6.4 Sequence Diagram ... 42
3.1.7 Analisis Materi Dalam Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D Berbasis Augmented Reality ... 46
3.1.8 Analisis Marker ... 49
3.1.8.1 Multi Marker ... 52
vii
3.2.3 Diagram Alur (Flowchart) Pembuatan Aplikasi ... 57
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ... 63
4.1 Implementasi ... 63
4.1.1 Kebutuhan Perangkat Keras ... 63
4.1.2 Kebutuhan Perangkat Lunak ... 63
4.1.3 Implementasi Antarmuka ... 64
4.2 Pengujian Sistem ... 70
4.2.1 Pengujian Alpha ... 70
4.2.2 Hasil Pengujian Alpha ... 71
4.2.2.1 Pengujian Tampilan Menu Utama ... 71
4.2.2.2 Pengujian Marker ... 72
4.2.2.3 Pengujian Jarak, Sudut dan Cahaya Marker ... 74
4.2.2.4 Pengujian Spesifikasi Komputer ... 75
4.2.3 Pengujian Beta ... 75
4.2.3.1 Skenario Pengujian Beta ... 76
4.2.4 Kesimpulan Hasil Pengujian ... 90
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 84
5.1 Kesimpulan ... 91
5.2 Saran ... 91
93
IV, Indonesian Jurnal on Computer Scoence - Speed (IJCSS) 11 Vol 8
No 2 – Agustus 2012, ISSN 1979 – 9330.
[2] Emir M. Husni (2011), “Perancangan Augmented Reality Volcano untuk
Alat Peraga Museum”, Institut Teknologi Bandung.
[3] Senja Lazuardi, “ Augmented Reality: Masa DepanInteraktivitas”.
Kompas. 9 April 2012.
[4] Nasirudin, Muhammad. “Metode Pengembangan Software”. 08 Maret
2011.
[5] Rekimoto, J and D. Hix. (1997), Taxonomy of Technical repot, Virginia
Polytechnic Institute and State University, Final Report to the Office of
Naval Research.
[6] Ahmad, Usman. (2005), Pengolahan Citra Digital & Teknik
Pemrograman. Graha Ilmu., Yogyakarta.
[7] Azuma, Ronald T (1997). “A Survey of Augmented Reality”, Presence:
Teleoerators and Virtual Environment 6, 4, 355-385.
[8] Penerbit Andi (2009), “Panduan Lengkap Adobe Flash CS4 Profesional”.
[9] Buku 3ds Max 2011 – Handi Candra – Maxikom.
[10] Elmqvist, N., Tsigas, P. (2007) “A Taxonomy of 3D Occlusion
Management Techniques”, Chalmers University of Technology,
94
[11] Gun A, Lee., Mark, Billinghurst., Gerard, Jounghyun Kim (2004)
Occlusion Based Interaction Methods For Tangible Augmented Reality
Environment. POSTECH, Republic of Korea.
[12] Volkert, Buchmann., Stephen, Violich., Mark, Bilinghurst (2004)
Fingartips – Gesture Based Direct Manipulation In Augmented Reality.
HIT LAB NZ, New Zealand.
[13] Prof. Dr. Sugiyono. (2013), Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan
R&D (Cetakan ke-18), Alfabeta, Bandung.
[14] Rekayasa Perangkat Lunak OOAD dengan UML(2). Modul Perkuliahan
Rekayasa Perangkat Lunak Teknik Informatika. Universitas Komputer
Indonesia, Bandung.
iii
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Membangun Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D Berbasis Augmented Reality (AR) Untuk Pelajaran Matematika”.
Skripsi yang dibuat ini merupakan salah satu syarat kelulusan pada program Strata Satu (S1) Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Program Studi Teknik Informatika di Universitas Komputer Indonesia. Dalam kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat, kesehatan kesabaran dan kesempatan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Kedua orang tua dan adi-adik aku yang selalu memberikan motivasi dukungan moril maupun materil, tanpa kalian penulis tidak akan seperti saat ini.
3. Bapak Irawan Afrianto, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika Univeristas Komputer Indonesia.
4. Bapak Ir. Taryana Suryana, M.Kom. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan kepada penulis selama proses penyusunan laporan skripsi ini.
5. Bapak Iskandar Ikbal, S.T., M.Kom. selaku Dosen Penguji 1 yang telah menguji serta memberikan arahan kepada penulis selama proses penyusunan laporan skripsi ini.
iv
penulis untuk selalu semangat dalam penyusunan skripsi ini.
9. Mila Ratna Juwita yang selalu memberikan motivasi semangat dalam penyusunan skripsi ini.
10.Kawan-kawan the ebel yang selalu membuat canda dan tawa dalam keseharian dan selalu menemani dalam penyusunan skripsi ini.
11.Seluruh kawan-kawan IF 2 angkatan 2009 yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, terima kasih kepada semuanya yang telah memberikan segala bentuk bantuan untuk menyelesaikan skripsi ini.
Penulis sangat menyadari hasil dari penelitian ini masih begitu banyak kekurangan dan masih jauh dari nilai sempurna. Oleh sebab itu, saran dan kritikan yang sifatnya membangun akan sangat penulis terima dengan senang hati. Akhir kata dari penulis, berharap skripsi ini nantinya dapat berguna bagi yang membutuhkannya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandung, 17 Juli 2014
1. Data Pribadi
2. Riwayat Pendidikan
1997 – 2003 : SD Negeri IV Majalengka Kulon 2003 – 2006 : SMP Negeri 3 Majalengka 2006 – 2009 : SMK Negeri 1 Majalengka
2009 – 2014 : Program Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Informatika, Universitas Komputer Indonesia. Bandung
Nama : Dery Eki Hermansyah Tempat, Tanggal Lahir : Majalengka, 30 Juni 1991 Jenis Kelamin : Laki – laki
Alamat
:
Jl. Pahlawan, Gg. Atma No.35 RT04/RW05 Kec. Majalengka Kulon, Kab. Majalengka Kulon Kode Pos 45418
Nomor Handphone : 083824100587
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Matematika merupakan ilmu dasar yang mempunyai peranan penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Bangun ruang merupakan salah satu materi pada mata pelajaran matematika tingkat Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) kelas XI. Materi ini membahas tentang mengenal bangun-bangun ruang seperti kubus, balok, tabung, kerucut, prisma, limas, dan bola. Menurut hasil observasi awal ke beberapa siswa khususnya kelas XI di SMK Negeri 1 Majalengka yang menyatakan bahwa materi bangun ruang merupakan materi yang sulit untuk dipahami. Dimana matematika muncul dari kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, bangun-bangun ruang dan datar pada dasarnya didapat dari benda-benda kongkret dengan melakukan proses abstraksi dan idealisasi dari benda-benda nyata.
Hasil belajar dipengaruhi oleh kemampuan siswa dan tinggi rendahnya atau efektif tidaknya proses pembelajaran. Siswa di SMK Negeri 1 Majalengka dalam menerima pelajaran matematika khususnya pada materi bangun ruang masih kurang dipahami, karena siswa hanya melihat bentuk bangun ruang yang diterima kurang jelas karena tidak adanya alat peraga yang berbentuk menyerupai bentuk-bentuk bangun ruang yaitu guru masih menggambar bangun-bangun ruang di papan tulis yang masih terlihat abstrak.
Adapun pembelajaran yang telah dibuat dengan memanfaatkan teknologi Augmented Reality mengenai materi bangun ruang, tetapi dalam aplikasi pembelajaran yang dibuat hanya menampilkan bentuk bangun-bangun ruang tanpa memberikan suatu materi yang berkaitan dengan materi bangun ruang seperti rumus-rumus setiap bangun ruang dan contoh perhitungan untuk setiap bangun ruangnya.
materi bangun ruang. Dalam hal ini penulis mengembangkan suatu aplikasi yang berbasis Augmented Reality pada mata pelajaran matematika khususnya pada materi bangun ruang. Sehingga dengan adanya aplikasi ini dapat membantu guru dalam mempermudah penyampaian materi bangun ruang dengan memanfaatkan teknologi AR sebagai media pembelajarannya. Pembahasan aplikasi ini dibuat menjadi skripsi yang diberi judul “ Membangun Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D Berbasis Augmented Reality Untuk Pelajaran Matematika “, dan diharapkan kedepannya dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas belajar siswa/i di sekolah tersebut.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka dapat diidentifikasikan beberapa masalah diantaranya sebagai berikut: prisma, limas, dan bola masih terlihat abstrak.
4. Pembelajaraan tentang materi bangun ruang yang telah ada hanya menampilkan bentuk dari bangun-bangun ruang.
1.3 Maksud dan Tujuan
Berdasarkan permasalahan yang diteliti, maka maksud dari penulisan skripsi ini adalah untuk membangun aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d berbasis Augmented Reality untuk pelajaran Matematika.
Tujuan yang akan dicapai dalam Pembangunan aplikasi ini adalah:
1. Membantu guru dalam menyampaikan materi bangun ruang kepada siswa dengan teknologi Augmented Reality.
3. Memberikan gambaran bangun-bangun ruang terlihat lebih real dalam bentuk 3D.
4. Mengembangkan suatu pembelajaran tentang materi bangun ruang dengan memanfaatkan teknologi Augmented Reality.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam membangun aplikasi pembelajaran bangun ruang 3D berbasis augmented reality untuk pelajaran matematika adalah sebagai berikut:
1. Aplikasi yang dibangun hanya untuk materi bangun ruang pelajaran matematika kelas XI.
2. Teknologi augmented reality yang digunakan yaitu dengan mendeteksi marker dan menampilkan objek 3D.
3. Aplikasi yang dibangun berbasis desktop.
4. Menggunakan konsep multi marker dalam penggunaan marker-marker.
1.5 Metodologi Penelitian 1. Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Observasi
Pengumpulan data dengan cara ini yaitu dengan melakukan pengamatan secara langsung ke SMKN 1 Majalengka sehingga didapat data-data yang dibutuhkan.
b. Wawancara
c. Kuesioner
Data yang didapat dengan menyebarkan selebaran kertas pertanyaan ke 2 kelas yang berbeda, khusunya kelas XI TKJA dan XI TKJB sehingga didapat data awal penelitian mengenai apa yang akan diteliti.
2. Model Pembuatan Perangkat Lunak.
Model dalam pembuatan perangkat lunak ini yaitu menggunakan model waterfall.[5] Berikut merupakan alur dari metode waterfall dapat dilihat pada Gambar I-1.
Gambar 1-1 Model Waterfall [4]
a. Analysis
Merupakan tahap menganalisis hal-hal apa saja yang diperlukan dalam membuat aplikasi multimedia pembelajaran ini. Hal-hal yang diperlukan adalah materi bangun ruang yang akan disajikan pada aplikasi dan menganalisis menu apa saja yang akan ada pada aplikasi yang akan dibangun.
b. Design
c. Coding
Setelah tahap design selesai makan hasil dari tahap design diterjemahkan ke bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat aplikasi pembelajaran ini, yaitu Action Script.
d. Testing
Setelah aplikasi diimplementasikan ke dalam bahasa pemrograman, maka aplikasi akan diuji coba kepada siswa kelas XI . Pada tahap pengujian, siswa akan diberikan kuesioner yang bertujuan untuk mengetahui apakah tujuan pembangunan aplikasi pembelajaran telah tercapai.
e. Maintenance
Merupakan tahap akhir dimana aplikasi yang sudah selesai dapat mengalami perubahan-perubahan atau penambahan apabila tujuan dari pembangunan aplikasi pembelajaran ini belum tercapai.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan penelitian ini disusun untuk memberikan gambaran umum tentang penelitian yang dijalankan. Sistematika penulisan penelitian ini adalah sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini menerangkan secara umum mengenai latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang tinjauan sekolah yaitu terdapat gambaran umum SMKN 1 Majalengka, sejarah sekolah, visi,misi dan motto dan landasan teori tentang pengenalan media pembelajaran, penjelasan tentang Openspace3D, Adobe Flash serta software pendukung dalam pembuatan aplikasi pembelajaran berbasis augmented reality.
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini menjelaskan mengenai implementasi perangkat lunak yang dibangun. Implementasi perangkat lunak dilakukan berdasarkan kebutuhan analisis dan perancangan perangkat lunak yang sudah dilakukan. Dari hasil implementasi kemudian dilakukan pengujian berdasarkan pada analisis kebutuhan perangkat lunak.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
7
2.1 Tinjauan Sekolah
Pada sub bab ini membahas peninjauan terhadap tempat penelitian yaitu SMK Negeri 1 Majalengka.
2.1.1 Sejarah Sekolah
Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Negeri 1 Majalengka yang berdiri dengan megah di atas tanah seluas 40.000 m2 dengan status tanah milik sendiri, terletak di Jalan Raya Tonjong-Pinangraja No.55, Majalengka. Dengan luas bangunan 6.565 m2, keberadaan SMK Negeri 1 Majalengka merupakan salah satu sekolah kejuruan yang mendapat perhatian dari Pemerintah Daerah sebagai sekolah kejuruan negeri yang ada di wilayah Kabupaten Majalengka dengan fasilitas belajar yang cukup lengkap, wajar kalau keberadaannya merupakan sekolah favorit bagi kalangan siswa di wilayah Kabupaten Majalengka.
Pada saat kepemimpinan H.Rusdi, B.Sc, status STM Pemda Majalengka berubah menjadi STM Negeri Majalengka sesuai SK Menteri Pendidikan dan Kebudayaan RI No.0267/0/1980 Tanggal 1 Juli 1980. Pada tahun 1986 kepala STM Negeri Majalengka diganti oleh Bapak Amir Sugandi, BA. Pada masa pengelolaan Bapak Amir Sugandi, BA, mendapat pengembangan Sekolah Kejuruan melalui dana Loan ADB, sehingga memiliki kampus baru di Jalan Raya Tonjong-Pinangraja No.55 Kelurahan Cicenang Kecamatan Cigasong Kabupaten Majalengka seluas 4 Ha dengan jarak dari sekolah lama kurang lebih 2,5 km ke arah Jatiwangi. Sekolah baru ini pada tahun 1995/1996 dikembangkan menjadi 3 jurusan, yaitu Mekanik Umum, Listrik Pemakaian dan Bangunan Gedung
Pada tahun 2008/2009 sampai saat ini, SMK Negeri 1 Majalengka terus berkembang dengan bertambahnya pilihan jurusan seperti: Teknik gambar bangunan, Teknik instalasi tenaga listrik, Teknik pemesinan, Teknik kendaraan ringan, Teknik sepeda motor, Teknik komputer dan jaringan dan Rekayasa perangkat lunak.
2.1.2 Visi, Misi dan Motto 1. Visi
Visi SMK Negeri 1 Majalengka adalah Menjadikan Lembaga Pendidikan pelatihan kejuruan bertaraf internasional dan berwawasan lingkungan yang menghasilkan tamatan profesional, mampu berwirausaha, beriman dan bertaqwa.
2. Misi
Misi yang dimiliki SMK Negeri 1 Majalengka adalah sebagai berikut: 1. Melaksanakan sistem manajemen mutu (SMM) berbasis ICT dan
berkelanjutan.
2. Meningkatkan kualitas tenaga pendidik dan kependidikan yang memenuhi kualifikasi dan kompetensi standar.
4. Mengembangkan kurikulum, metodologi pembelajaran dan sistem pernilaian berbasis kompetensi.
5. Menyelenggarakan pembelajaran sistem CBT (Competency-Based Training) dan PBE (Production-Based Education) menggunakan
bilingual dengan pendekatan ICT.
6. Membangun kemitraan dengan lembaga yang relevan baik dalam maupun luar negeri.
7. Menyelenggarakan kegiatan ekstrakurikuler agar peserta didik mampu mengembangkan kecakapan hidup (Life Skill) dan berakhlak mulia. antaranya : Kubus, Balok, Prisma, Limas, Tabung, Kerucut, dan Bola.
Unsur-unsurnya :
a. Mempunyai 6 sisi berbentuk persegi dan kongruen b. Mempunyai 12 rusuk yang kongruen
c. Mempunyai 12 diagonal sisi sama panjang d. Mempunyai 4 diagonal ruang yang sama panjang
e. Mempunyai 6 bidang diagonal berbentuk persegi panjang
2.2.1.2 Balok
Balok adalah bangun ruang yang dibatasi oleh enam bidang datar yang berbentuk persegi panjang dengan tiga pasang sisi yang saling sejajar. Nama lain dari balok adalah prisma siku-siku.
b. Mempunyai 6 bidang sisi yang sepasang-sepasang kongruen berbentuk persegi panjang, yaitu:
1. ABCD kongruen dengan EFGH (ditulis ABCD EFGH) 2. ABFE kongruen dengan DCGH
3. ADHE kongruen dengan BCGF c. Mempunyai 12 diagonal sisi, yaitu:
d. Mempunyai 4 diagonal ruang, yaitu: AG, CE, BH, DF
e. Mempunyai 6 bidang diagonal yang kongruen berbentuk persegi panjang, yaitu:
ACGE, BDHF, ABGH, CDEF, BCEH, AFGD
2.2.1.3 Prisma
Macam-macam bentuk Prisma :
a. Prisma segitiga = alasnya berbentuk segitiga b. Prisma segiempat = alasnya berbentuk segiempat c. Prisma segilima = alasnya berbentuk segilima, dst. Sebagai contoh prisma segitiga.
Gambar 2-3 Bangun Ruang Prisma Segitiga
Unsur-unsurnya :
Gambar 2-4 Bangun Ruang Limas
Tabung adalah prisma tegak beraturan yang bidang alasnya berupa segi-n beraturan dengan n tak terhingga (berupa lingkaran).
Gambar 2-5 Bangun Ruang Tabung
Unsur-unsurnya :
a. Mempunyai 3 bidang sisi, yaitu 2 bidang berbentuk lingkaran dan 1 bidang lengkung.
b. Garis TM adalah tinggi tabung
M dengan n tak terhingga (alasnya berbentuk lingkaran).
Gambar 2-6 Bangun Ruang Kerucut
Unsur-unsurnya :
a. TA dan TB merupakan contoh garis pelukis b. Titik T adalah puncak kerucut
c. TM adalah tinggi kerucut
2.2.1.7 Bola
Bola adalah bangun ruang tiga dimensi yang hanya memiliki satu sisi dan tidak memiliki rusuk maupun titik sudut. Sisi pada bola disebut juga permukaan bola atau kulit bola atau bidang bola.
Gambar 2-7 Bangun Ruang Bola
Pusat bola adalah M, AM = MB = r = jari-jari bola dan AB adalah diameter bola.
2.2.2 Augmented Reality
2.2.2.1 Pengertian Augmented Reality
Augmented Reality (AR) adalah suatu teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi (2D) ataupun tiga dimensi (3D) kedalam sebuah
B M
lingkungan nyata, lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata. Sistem ini lebih dekat dengan lingkungan nyata. Sistem ini berbeda dengan virtual reality (VR) yang sepenuhnya merupakan virtual environment. Augmented
Reality membuat penggunanya dapat berinteraksi secara real-time dengan sistem.
Menurut T. Azuma (1997) mendefinisikan augmented relity sebagai penggabungan benda nyata dan maya di lingkungan nyata, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata, dan terdapat integrasi dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata [7].
2.2.2.2 Perkembangan Augmented Reality
Augmented reality pertama kali dimulai pada tahun 1957-1962, Morton Heilig merupakan penemu dan seorang sinematografer yang menciptakan dan mematenkan sebuah simulator yang disebut sensorama dengan visual, getaran, dan bau. Pada tahun 1996, Ivan Suntherland menemukan head-mounted display yang dia claim adalah jendela ke dunia virtual. Tahun 1975 seorang ilmuan bernama Myron Krueger menemukan Videoplace yang memungkinkan pengguna dapat berinteraksi dengan objek virtual untuk pertama kalinya. Tahun 1989, Jaron Lanier memperkenalkan Virtual Reality dan menciptakan bisnis komersial pertama kali di dunia maya. Tahun 1992 mengembangkan Augmented Reality untuk melakukan perbaikan pada pesawat boeing dan pada tahun yang sama LB Rosenberg mengembangkan salah satu fungsi sistem AR yang disebut Virtual Fixtures, yang digunakan di Angkatan Udara AS Amstrong Labs dan menunjukan
manfaatnya pada manusia, dan pada tahun 1992 Steven Fainer, Blair Maclntyre dan Doree Seligmann, merka memperkenalkan untuk pertama kalinya Major Paper untuk perkembangan Prototype AR.
Pada tahun 1999, Hirokazu Kato mengembangkan ARToolkit di HITLab dan didemonstrasikan di SIGGRAPH, pada tahun 2000, Bruce.H.Thomas mengembangkan ARQuake, sebuah Mobile Game AR yang ditunjukan di Internasional Symposium on Wearable Komputers.
FLARToolkit yang merupakan perkembangan dari ARToolkit. FLARToolkit
memungkinkan kita memasang teknologi AR di sebuah website, karena output yang dihasilkan FLARToolkit berbentuk Flash. Ditahun yang sama, Wikitude Drive meluncurkan sistem navigasi berteknologi AR di Platform Android. Tahun
2010, Acrossair menggunakan teknologi AR pada I-Phone 3GS.
2.2.2.3 Pengaplikasian Augmented Reality
Seiring berjalannya waktu, Augmented Reality berkembang sangat pesat sehingga memungkinkan pengembangan aplikasi ini di berbagai bidang. Contoh, sebagai berikut :
1. Navigasi Telepon Genggam
Dalam kurun waktu 1 tahun terakhir ini, telah banyak integrasi Augmented reality yang dimanfaatkan pada telepon genggam. Saat ini ada 3 Sistem Operasi telepon genggam besar yang secara langsung memberikan dukungan terhadap teknologi Augmented reality melalui antarmuka pemrograman aplikasinya masing-masing. Untuk dapat menggunakan kamera sebagai sumber aliran data visual, maka Sistem Operasi tersebut mesti mendukung penggunaan kamera dalam modus pratayang. Augmented reality adalah sebuah presentasi dasar dari aplikasi-aplikasi navigasi. Dengan menggunakan GPS maka aplikasi pada telepon genggam dapat mengetahui keberadaan penggunanya pada setiap waktu. Khusus untuk Sistem Operasi iPhone dan Android, ada 2 pemain besar (Layar dan Wikitude) di dunia Augmented reality. 2. Hiburan
Princeton Electronic Billboard telah mengembangkan sistem Augmented reality yang memungkinkan lembaga penyiaran untuk memasukkan iklan ke dalam area tertentu gambar siaran. Contohnya, ketika menyiarkan sebuah pertandingan sepak bola, sistem ini dapat menempatkan sebuah iklan sehingga terlihat pada tembok luar stadium.
3. Kedokteran (Medical)
Teknologi pencitraan sangat dibutuhkan di dunia kedokteran, seperti misalnya, untuk simulasi operasi, simulasi pembuatan vaksin virus, dll. Untuk itu, bidang kedokteran menerapkan augmented reality pada visualisasi penelitian mereka.
4. Engineering Design
Seorang engineering design membutuhkan augmented reality untuk menampilkan hasil desain mereka secara nyata terhadap klien. Dengan augmented reality klien dapat mengtahui, tentang spesifikasi yang
lebih detail tentang desain mereka. 5. Robotics dan Telerobotics
Dalam bidang robotika, seorang operator robot, mengunnakan pengendali pencitraan visual dalam mengendalikan robot itu. Jadi, penerapan augmented reality dibutuhkan di dunia robot.
6. Pendidikan
Dalam dunia pendidikan buku adalah pegangan setiap murid maupun guru, buku hanya berisi tulisan-tulisan dan gambar yang abstrak. Penerapan augmented reality bisa diterapkan dalam dunia pendidikan, seperti contoh pada pelajaran matematika dalam materi dimensi tiga (bangun ruang).
2.2.3 OpenSpace 3D
Sebuah editor atau scene manager objek tiga dimensi yang bersifat open
source dengan menggunakan OGRE sebagai Graphic Rendering. Dengan
tanpa terlibat secara langsung dengan programing. Aplikasi Openspace 3D bersifat sebagai sebuah scene manager dan editor dalam pengaturan skenario sehingga pengguna hanya perlu memasukan resource atau sumber daya yang dibutuhkan seperti objek tiga dimensi dalam bentuk mesh OGRE, material, texture dan multimedia lainnya mencakup audio dan video. Untuk menghindari pemrograman yang sulit, Openspace 3D menyediakan sebuah hubungan relasional antar objek yang terdiri dari plugin yang cukup lengkap dalam membuat suatu aplikasi tiga dimensi baik simulasi atau game dan masih banyak lagi fitur yang di sediakan oleh aplikasi Openspace 3D ini [15].
Gambar 2-8 Alur kerja Openspace 3D
Aplikasi Openspace 3D ini berbasiskan bahasa pemrograman SCOL, yang merupakan bahasa pemrograman yang berasal dari Perancis dan baru-baru ini dikembangkan. Openspace 3D menggunakan graphic engine OGRE 3D yang mempunyai komunitas cukup banyak tapi tidak di Indonesia. Kelemahan Openspace 3D adalah output-nya yang tidak kompatibel, untuk menjalankan
aplikasi, diharuskan menginstal SCOLVOY@GER, yaitu sebuah runtime dari SCOL. Ada alasan mengapa harus menginstal SCOL, karena sebenarnya Openspace 3D ditujukan untuk browser, jadi aplikasi atau simulasi yang dibuat
multimedia lainnya seperti Video Youtube, Chating, Mp3, Wav, SWF dan lain-lain. Openspace 3D juga mendukung input controler dari joypad, keyboard, mouse, Wii Nintendo joystick, dan juga voice controler.
2.2.4 Penjelasan 3D Studio Max
3D Studio Max atau biasa dikenal dengan 3D Max adalah suatu software (Perangkat lunak) untuk membuat sebuah grafik vektor 3 dimensi dan animasi. ditulis oleh Autodesk Media & Entertainment, dulunya dikenal sebagai Discreet and Kinetix. 3D Studio Max dikembangkan dari pendahulunya yaitu 3D Studio
for DOS, tetapi untuk platform Win32 [9]. Kinetix kemudian bergabung dengan akuisisi terakhir Autodesk, Discreet Logic. Yang sampai saat penulis membuat artikel ini yang terbaru adalah 3D Studio Max versi 9. Para desain grafis banyak menggunakan software ini digunakan untuk membuat sebuah film animasi, arsitektur rumah, ataupun membuat logo suatu perusahaan.
3d Max mempunyai tiga titik koordinat, yaitu dengan memperlihatkan terhadap sumbu-sumbu x, y, z dan sudut yang terjadi. Ketiga sistem koordinat itu ialah :
1. Koordinat Cartesian (rectangular coordinat).
Menentukan koordinat dengan menggunakan sumbu-sumbu x, y, z. yaitu (x), (y), (z). Penulisannya (0.5,0.9,0.0); (0.42,0.39,0.82).
2. Koordinat cylindrical
Cara ini mengabungkan antara jarak, sudut dan koordinat sumbu z yaitu: (jarak)< (sudut),(z) Penulisannya: (.03<60.95,0.0);(0.57<43,0.82).
3. Koordinat spherical
Cara ini menggabungkan antara jarak dan dua sudut, dan masing-masing besaran dipisahkan dengan tanda<, yaitu: (jarak)<(sudut)<(sudut), penulisannya: (1.03<60.95<0); (1<43<55).
2.2.5 Adobe Flash
program animasi dua dimensi berbasis vektor dengan kemampuan profesional. Dalam perkembangannya, Flash selalu melakukan banyak penyempurnaan pada setiap versinya. Adobe Flash CS4 Profesional menghadirkan fitur-fitur baru yang menjadikan flash semakin diakui sebagai program animasi handal [8].
Hebatnya lagi, dengan menggunakan Adobe Flash CS4, berbagai aplikasi animasi 2D dapat dibuat mulai dari animasi kartun, animasi interaktif, game, company profile, presentasi, video clip, movie, web animasi dan aplikasi animasi
lainnya sesuai kebutuhan kita. Banyak sekali keunggulan dan kecanggihan Flash dalam membuat dan mengolah animasi, seperti :
1. Dapat membuat tombol interaktif dengan sebuah movie atau objek yang lain.
2. Dapat merubah perubahan transparansi warna dalam movie 3. Membuat perubahan animasi dari satu bentuk ke bentuk lain
4. Membuat animasi tranformasi 3D dan animasi dekorasi yang merupakan salah satu fitur terbaru
5. Mampu membuat animasi bone yang mengadopsi dari sistem pertualangan sehingga menghasilkan animasi yang semakin atraktif 6. Dapat membuat gerakan animasi dengan mengikuti alur yang telah
ditetapkan
7. Dapat dikonversi dan dipublikasikan (publish) ke dalam beberapa tipe diantaranya adalah: .swf, .html, .gif, .jpg, .png, .exe, .mov.
2.2.6 Unified Modeling Language (UML)
UML (Unified Modeling Language) adalah sebuah bahasa yang
berdasarkan grafik/gambar untuk memvisualisasi, menspesifikasikan membangun, dan pendokumentasian dari sebuah sistem pengembangan software berbasis OO (Object-Oriented). [14]
UML adalah salah satu tool / model untuk merancang pengembangan software yang berbasis object oriented. UML sebagai sebuah bahasa yang memberikan vocabulary dan tatanan penulisan kata-kata dalam ‘MS Word’ untuk kegunaan komunikasi. Sebuah bahasa model adalah sebuah bahasa yang mempunyai vocabulary dan konsep tatanan / aturan penulisan serta secara fisik mempresentasikan dari sebuah sistem.
UML adalah sebuah bahasa standard untuk pengembangan sebuah software yang dapat menyampaikan bagaimana membuat dan membentuk
model-model, tetapi tidak menyampaikan apa dan kapan model yang seharusnya dibuat yang merupakan salah satu proses implementasi pengembangan software.
UML tidak hanya merupakan sebuah bahasa pemograman visual saja, namun juga dapat secara langsung dihubungkan ke berbagai bahasa pemograman, seperti JAVA, C++, Visual Basic, atau bahkan dihubungkan secara langsung ke dalam sebuah object-oriented database. Begitu juga mengenai pendokumentasian dapat dilakukan seperti; requirements, arsitektur, design, source code, project plan, tests, dan prototypes.
2.2.6.1 Diagram Unified Modeling Language (UML)
UML terdiri atas pengelompokan diagram-diagram sistem menurut aspek dan sudut pandang tertentu. Diagram merupakan gambaran permasalahan maupun solusi dari permasalahan suatu model. UML mempunyai 9 diagram, yaitu :
1. Use Case Diagram, menggambarkan sekelompok use cases dan aktor yang
disertai dengan hubungan diantaranya. Diagram use cases ini menjelaskan dan menerangkan kebutuhan / requirement yang diinginkan/ dikehendaki user/pengguna, serta sangat berguna dalam menentukan struktur organisasi
Gambar 2-9 Contoh UseCaseDiagram
2. Class Diagram, yang memperlihatkan struktur statis dari kelas actual didalam sistem.
Gambar 2-10 Contoh Class Diagram
3. State Diagram, yang memperliatkan semua keadaan (state) yang dapat dimiliki oleh kelas dan event yang dapat merubah keadaan tersebut.
4. Sequence Diagram, yang memperlihatkan kolaborasi dinamik antara
5. Collaboration Diagram, yang memperlihatkan kolaborasi dinamik antar objek tanpa memperhatikan aspek waktu.
6. Activity Diagram, yang memperlihatkan aliran urutan aktifitas.
Gambar 2-11 Contoh Activity Diagram
7. Component Diagram, yang memperlihatkan struktur fisik dari source code dalam terminology code components. Komponen berisi informasi tentang logical class dapat berupa komponen source code, komponen biner atau komponen yang dapat dieksekusi.
9. Object Diagram, yang merupakan varian dari kelas diagram yang memperlihatkan lebih detail banyaknya obyek yang mengintantiasi (instances) kelas.
2.2.7 Image Processing
Citra (image) adalah istilah lain untuk gambar sebagai salah satu komponen multimedia memegang peranan sangat penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi. Maksudnya sebuah gambar dapat memberikan informasi lebih banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk teks.
Pengolahan gambar digital atau Digital Image Processing adalah bidang yang berkembang sangat pesat sejalan dengan kemajuan teknologi pada industri saat ini. Fungsi utama dari Digital Image Processing adalah untuk memperbaiki kualitas dari gambar sehingga gambar dapat dilihat lebih jelas tanpa ada ketegangan pada mata, karena informasi penting diekstrak dari gambar yang dihasilkan harus jelas sehingga didapatkan hasil yang terbaik.
Image processing adalah bidang tersendiri yang sudah cukup berkembang
sejak orang mengerti bahwa computer tidak hanya dapat menangani data teks, tetapi juga ada citra [6]. Teknik-teknik pengolahan citra biasanya digunakan untuk melakukan transformasi dari suatu citra kepada citra yang lain, sementara tugas perbaikan informasi terletak pada manusia melalui penyusunan algoritmanya. Bidang ini meliputi penajaman citra, penonjolan fitur tertentu dari suatu citra, kompresi citra dan koreksi citra yang tidak fokus atau kabur. Sebaliknya, sistem visual menggunakan citra sebagai masukan tetapi menghasilkan keluaran jenis lain seperti representasi dari kontur objek di dalam citra, atau menghasilkan gerakan dari suatu peralatan mekanis yang terintegrasi dengan sistem visual.
sehari-hari ternyata melibatkan banyak proses dan aliran data yang besar. Dengan menggunakan sifat-sifat seperti halnya mata, maka hal di atas dapat diaplikasikan dalam perangkat keras pengolahan citra seperti webcam, handycam, camera digital, scanner, dan lain-lain.
2.2.8 Pemrograman Berorientasi Objek
OOP/PBO merupakan paradigma pemrograman yang popular saat ini yang telah menggantikan teknik pemrograman berbasis prosedur. Object Oriented Programing yang berarti pula Pemrograman Beorientasi Objek sudah ditemukan sekitar tahun 1960 dan dikembangkan pada permulaan tahun 1970.
Pemrograman Berorientasi Objek (Object Oriented Programming/OOP) merupakan pemrograman yang berorientasikan kepada objek, dimana semua data dan fungsi dibungkus dalam class-class atau object-object. Setiap object dapat menerima pesan, memproses data, mengirim, menyimpan dan memanipulasi data. Beberapa object berinteraksi dengan saling memberikan informasi satu terhadap yang lainnya. Masing-masing object harus berisikan informasi mengenai dirinya sendiri dan dapat dihubungkan dengan Object yang lain. Pemrograman berorientasi objek berbeda dengan pemrograman prosedural yang hanya menggunakan satu halaman kebawah untuk mengerjakan banyak perintah atau statement. Penggunaan pemrograman berorientasi objek sangat benyak sekali, contoh : java, php, perl, c#, cobol, dan lainnya.
Dalam konsep Pemrograman Berorientasi Objek dikenal beberapa istilah umum, yaitu :
1. Attribute
membungkusnya. Sebuah atribut yang dinyatakan sebagai protected tidak dapat diakses secara langsung oleh kelas lain di luar kelas yang membungkusnya, kecuali kelas yang mengaksesnya adalah kelas turunan dari kelas yang membungkusnya. Atribut juga biasa disebut state/ properties/ field merupakan bagian yang dimiliki oleh sebuah class yang tidak melakukan operasi, tetapi kepadanya dilakukan operasi sehingga dapat merubah nilai dari attribute tersebut.
2. Method
Method adalah fungsi atau prosedur yang dibuat oleh seorang
programmer didalam suatu Class. Dengan kata lain, method pada sebuah kelas hampir sama dengan fungsi atau prosedur pada pemrograman prosedural. Pada sebuah method di dalam sebuah kelas juga memiliki izin akses seperti halnya atribut pada kelas, izin akses itu antara lain private, public dan protected yang memiliki arti sama pada izin akses atribut yang telah dibahas sebelumnya. Sebuah kelas boleh memiliki lebih dari satu method dengan nama yang sama asalkan memiliki parameter masukan yang berbeda sehingga kompiler atau interpreter dapat mengenali method mana yang dipanggil. Hal ini dinamakan overloading. Di dalam sebuah kelas, terdapat juga yang disebut sebagai method atau atribut statis yang memiliki kata kunci static. Maksud dari statis di sini adalah method yang dapat diakses secara berbagi dengan semua objek lain tanpa harus membuat objek yang memiliki method statis tadi (tanpa proses new), tapi sebuah method statis mempunyai keterbatasan yaitu hanya dapat mengakses atribut atau method lain di dalam kelas yang membungkusnya yang juga bersifat statis. Method statis biasanya diimplementasikan untuk method main.
3. Class
makan, minum, tidur. Method dalam sebuah class dapat merubah attribute yang dimiliki oleh class tersebut. Sebuah class merupakan dasar dari modularitas dan struktur dalam pemrograman berorientasi object.
4. Object
Merupakan perwujudan dari class, setiap object akan mempunyai attribute dan method yang dimiliki oleh class-nya, contohnya: amir, ahmad, yani merupakan object dari class manusia. Setiap object dapat berinteraksi dengan object lainnya meskipun berasal dari class yang berbeda.
5. Abstraction
Adalah suatu cara untuk melihat suatu object dalam bentuk yang lebih sederhana. Sebagai contoh kita tidak melihat sebuah mobil sebagai ribuan komponen elektronik, sistem mekanik dengan empat buah ban, jok, stir kemudi dan sebagainya. Dengan Abstraction, suatu sistem yang kompleks dapat dipandang sebagai kumpulan subsistem-subsistem yang lebih sederhana, seperti halnya mobil merupakan suatu sistem yang terdiri atas berbagai subsistem, seperti subsistem kemudi, subsistem pengereman dan sebagainya.
6. Encapsulation
Merupakan suatu mekanisme untuk menyembunyikan atau memproteksi suatu proses dari kemungkinan interferensi atau penyalahgunaan dari luar sistem dan sekaligus menyederhanakan penggunaan sistem tersebut.
7. Inheritance
2.2.9 Review Literatur
Berikut ini adalah penelitian yang berkaitan dengan Augmented Reality: 1. Jinseok Seo, Namgyu Kim dan Gerard J. Kim (Lecture Notes in Computer
Science, 2006, Volume 3942/2006, 1188-1197, DOI: 10.1007/11736639_149)“Designing Interactions for Augmented Reality based Educational Contents”.
Pada Penelitian ini dibahas mengenai panduan untuk merancang interaksi augmented reality (AR) dengan konsep pendidikan berupa object 3D real-time tentang “sirkulasi air” yang diharapkan mampu memberikan pengalaman nyata yang berguna bagi siswa. Hasil penelitian diperoleh data bahwa penggunaan teknologi AR pada kelompokkelas pembelajaran lebih memudahkan penjelasan materi tentang “sirkulasi air”.
2. Penelitian ini dilakukan oleh Mukhlis Yuzti Perdana, Yuli Fitrisia dan Yusapril Eka Putra yang berjudul “Aplikasi Augmented Reality Pembelajaran Organ Pernapasan Manusia Pada Smartphone Android”. Penelitian ini membahas mengenai bagaimana memanfaatkan teknologi AR untuk menjadi alat belajar. Dengan pemanfaatan teknologi AR ini, diharapkan akan membuat pemahaman siswa menjadi lebih baik dibandingkan dengan hanya melalui media buku yang biasanya hanya akan mengerti teorinya saja. Sedangkan jika menggunakan alat bantu peraga, biayanya yang cukup mahal dan alat peraga juga memiliki keterbatasan dalam jumlah dan fungsinya.
3. Penelitian ini dilakukan oleh Akhmad Afisuunani, Akuwan Saleh, M. dan Hasbi Assidiqi yang berjudul “Multi Marker Augmented Reality untuk Aplikasi Magic Book”. Penelitian ini membahas mengenai pembuatan magic book dengan model animasi 3D, terdapat tiga bagian dari magic
book tersebut, yaitu: menulis, membaca dan mewarnai. Pada bagian
yang bisa dilihat pada layar monitor. Sebenarnya, dalam penelitian ini lebih ditekankan kepada pemanfaatan multi marker sehingga animasi yang dibuat lebih interaktif dan lebih real.
Dari ketiga penelitian tersebut, telah ada penelitian mengenai teknologi Augmented Reality, Augmented Reality tentang sirkulasi air, tentang
29
3.1 Analisis
Dalam analisis ini berisi penjelasan tentang analisis dan perancangan sistem yang akan dibangun. Analisis akan terdiri dari analisis permasalahan, analisis kebutuhan data dan analisis sistem. Sedangkan pada bagian perancangan akan dijelaskan mengenai aplikasi pembelajaran matematika materi bangun ruang yang menampilkan objek tiga dimensi dengan mendeteksi sebuah marker. Objek yang dibuat merupakan bentuk bangun-bangun ruang seperti kubus, balok, tabung, kerucut, prisma, limas dan bola, yang disajikan dengan magic book sebagai media interaksinya.
3.1.1 Analisis Permasalahan
memanfaatkan teknologi Augmented Reality mengenai materi bangun ruang, tetapi dalam aplikasi pembelajaran yang dibuat hanya menampilkan bentuk bangun-bangun ruang tanpa memberikan suatu materi yang berkaitan dengan materi bangun ruang seperti rumus-rumus setiap bangun ruang dan contoh perhitungan untuk setiap bangun ruangnya.
Analisis permasalahan ini bertujuan untuk menggambarkan suatu masalah terhadap sistem pembelajaran bangun ruang 3d berbasis augmented reality untuk pelajaran matematika, hal ini bisa membantu guru dalam meningkatkan belajar mengajar serta siswa dalam memahami materi bangun ruang dengan memanfaatkan teknologi augmented reality.
3.1.2 Analisis Metode
Marker based tracking merupakan metode yang diterapkan untuk penggunaan augmented reality. Marker biasanya merupakan ilustrasi hitam dan putih berbentuk persegi dengan batas hitam tebal dan latar belakang putih. Cara kerjanya yaitu komputer akan mengenali posisi dan orientasi marker dan menciptakan dunia virtual 3D yaitu titik (0,0,0) dan 3 sumbu yaitu X,Y, dan Z.
Gambar 3-1 Contoh marker-marker augmented reality
Gambar 3-2 Occlusion yang terjadi karena interaksi antar objek (a)None (b)Proximity (c)Intersection (d)Enclosement (e)Contaiment [10].
Occlusion detection adalah metode untuk mendeteksi ada tidaknya
occlusion dalam penampilan objek 3D. Pada [Gun A, Mark, dan Gerard, 2004]
secara sederhana occlusion detection hanya mendefinisikan keadaan dimana suatu marker tidak terdeteksi karena tertutup oleh benda lain. Sedangkan pada [Volkert, Stephen, Mark, 2004] menggunakan occlusion detection berdasarkan posisi koordinat 2D dari 2 objek yang ada.
3.1.3 Analisis Perancangan Aplikasi
Gambar 3-3 Diagram alur sistem augmented reality
Keterangan:
1. Inisialisasi
2. Kamera mengambil gambar
Pada tahap ini kamera berfungsi mengambil gambar dari dunia nyata.
3. Tracking marker
Dalam tahap ini sistem akan mengkonversi gambar menjadi greyscale yaitu intensitas gambar, kemudian sistem mencari beberapa bentuk persegi setelah itu sistem akan mendeteksi wilayah didalam persegi (Pattern Recognation) yang kemudian akan dibandingkan kecocokan marker dengan pattern didalam database. Posisi dan orientasi dari marker didapat dari tracking marker yang ditansformasi dengan operasi traslasi dan rotasi, sedangkan posisi dan orientasi yang ada pada proyeksi di layar didapat dari perhitungan transformasi proyeksi perspektif. Tranformasi traslasi:
Transformasi rotasi:
Transformasi proyeksi perspektif:
Trasformasi objek pada sistem AR:
4. Menggambarkan objek virtual 3D
3.1.4 Analisis Arsitektur Aplikasi
Dalam analisis arsitektur aplikasi ini dilihat dimana webcam sangat dibutuhkan dalam pembuatan aplikasi. Komputer/laptop akan mendeteksi pola marker yang telah dibuat. Setelah informasi marker ditemukan, marker tersebut akan berubah menjadi suatu objek virtual didalam media display. Proses tersebut sebelumnya dilakukan penggabungan antara objek virtual dengan marker dan merendernya. Berikut merupakan gambaran arsitektur aplikasi yang akan dibuat dapat dilihat pada gambar 3-3.
marker diarahkan ke webcam Bangun ruang kubus
Marker yang ditangkap oleh webcam
Diolah/dicari apakah informasi marker telah dibuat atau tidak
informasi marker ditemukan informasi marker tidakditemukan Informasi marker yang didapat
Setelah dideteksi oleh webcam
Gambar 3-4 Arsitektur Aplikasi Bangun Ruang 3D
3.1.5 Analisis Kebutuhan Non Fungsional
3.1.5.1 Analisis Perangkat Keras
Dalam analisis perangkat keras terhadap teknologi augmented reality, dalam hal grafis model-model 3D yang akan dibuat relatif tinggi karena dalam pembuatannya dilakukan teknik rendering. Maka diperoleh spesifikasi minimum perangkat kerasnya, sebagai berikut:
1. Processor Intel® Core™ i3-2328 CPU@1.40GHz
2. Random Access Memory (RAM) 2 GB
3. Harddisk space 500 GB
4. VGA NVidia Geforce GT 710 M 1GB
5. Webcam 30 fps 1,3 Mega Pixel
6. Printer Canon Pixma ip4200
Printer dibutuhkan untuk mencetak marker-marker yang dibutuhkan dalam aplikasi.
3.1.5.2 Analisis Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang digunakan dalam membangun aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d berbasis augmented reality untuk pelajaran matematika sebagai berikut:
1. Microsoft windows 7 Ultimate 32 bit
2. OpenSpace3D Editor
3. Autodesk 3DS Max 2010
4. Scol_plugin untuk OpenSpace3D
5. Ogre3D untuk export file 3D dari Autodesk 3D Studio Max
6. Adobe Photoshop 7
7. Adobe Flash CS 4
8. StarUML
3.1.5.3 Analisis Kebutuhan Pengguna
media pembelajaran yang akan dibangun. Selain itu, aplikasi ini juga bisa digunakan oleh siswa sebagai media belajar.
3.1.6 Analisis Kebutuhan Fungsional
Dalam hal analisis kebutuhan fungsional ini, digunakan konsep Object Oriented Programming untuk mengembangkannya yang dimodelkan dengan
UML (Unified Modeling Language). UML yang digunakan dalam perancangan membangun aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d berbasis augmented reality untuk pelajaran matematika antara lain Use Case Diagram, Activity Diagram, Class Diagram dan Sequnce Diagram.
3.1.6.1 Use Case Diagram
Use Case Diagram merupakan model diagram UML yang digunakan
untuk menggambarkan requirenment fungsional yang diharapkan dari sebuah sistem.
Gambar 3-5 Use Case diagram
1. Definisi Use Case
Tabel 3.1 DefinisiUse Case
No Use Case Deskripsi
1 Deteksi Kamera Proses dimana aplikasi akan mendeteksi ketersediaan kamera
2 Deteksi Marker Proses dimana kamera akan mendeteksi marker-marker
3 Menampilkan objek 3D dari setiap bangun ruang
Proses untuk menampilkan animasi objek-objek 3D dalam aplikasi
4 Menampilkan rumus dari setiap bangun ruang
Proses untuk menampilkan rumus dari setiap bangun ruang
5 Menampilkan contoh perhitungan dari setiap angun ruang
Proses untuk menampilkan contoh perhitungan dari setiap bangun ruang
6 Kontrol Objek Proses untuk memperbesar, memperkecil dan memutar objek
2. Definisi Actor
Definisi actor untuk menjelaskan actor yang terdapat pada Use Case Diagram. Actor bukanlah bagian dari suatu use case diagram, namun dalam suatu use case diagram diperlukan beberapa actor. Actor tersebut mempresentasikan seseorang atau sesuatu (perangkat, sistem lain) yang berinteraksi dengan sistem. Actor hanya berinteraksi dengan use case, tetapi tidak memiliki kontrol atas use case. Definisi actor dijelaskan pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Definisi Actor
No Actor Deskripsi
3. Skenario Use Case
Dalam Skenario Use Case ini menggambarkan alur penggunaan sistem dimana setiap skenario digambarkan dari sudut pandang aktor, seseorang, atau piranti yang berinteraksi dengan perangkat lunak dalam berbagai cara.
Tabel 3.3 Skenario Deteksi Kamera Nama Use Case Deteksi Kamera
Nomor 1
Aktor Kamera
Tujuan Mendeteksi marker-marker
Kondisi Awal Kamera belum aktif
Reaksi Aktor Reaksi Sistem
1. Sistem mendeteksi ketersediaan kamera.
2. Kamera terdeteksi
Kondisi Akhir kamera aktif dan marker-marker siap dideteksi
Pengecualian 1. Marker-marker tidak terdetaksi
Tabel 3.4 Skenario Deteksi Marker Nama Use Case Deteksi Marker
Nomor 2
Aktor User dan kamera
Tujuan Mendeteksi marker yang telah dibuat
Kondisi Awal Kamera belum aktif
Reaksi Aktor Reaksi Sistem
1. Sistem mendeteksi ketersediaan kamera.
3, User mengarahkan marker-marker ke kamera.
Kondisi Akhir Objek bangun ruang 3D dan rumus bangun-bangun ruang akan muncul
Pengecualian 1. Didalam data tidak menyimpan objek bangun ruang 3d dan rumus bangun- bangun ruang maka tidak akan muncul.
Tabel 3.5 Skenario Menampilkan Objek 3D, Rumus dan Contoh Perhitungan setiap Bangun Ruang
Kondisi Awal Kamera belum aktif
Reaksi Aktor Reaksi Sistem perhitungan dari setiap bentuk bangun ruang.
Kondisi Akhir Objek-objek 3D bentuk bangun ruang akan muncul.
Tabel 3.6 Skenario Kontrol Objek Nama Use Case Kontrol Objek
Nomor 4
Aktor User dan kamera
Tujuan Untuk mengontrol objek
Kondisi Awal Objek 3D tampil dilayar
Reaksi Aktor Reaksi Sistem
1. User menunjukan marker kontrol objek ke kamera.
2. Kamera menangkap pattern dari marker kontrol objek.
3. Sistem mengubah ukuran dan rotasi dari objek-objek 3D yang muncul.
Kondisi Akhir Objek-objek 3D yang muncul dapat diperbesar-diperkecil dan diputar.
Pengecualian 1. Kamera tidak terdeteksi
2. Warna marker-marker tidak jelas
3.1.6.2 Activity Diagram
Activity diagram memiliki pengertian yaitu lebih fokus kepada menggambarkan proses bisnis atau sebuah sistem dan urutan aktivitas dalam sebuah proses.
Gambar 3-6 Activity Diagram Deteksi Kamera
2. Activity Diagram terkait dengan skenario deteksi marker dapat dilihat pada gambar 3-7
3. Activity Diagram terkait dengan skenario menampilkan objek 3D, rumus dan contoh perhitungan setiap bangun ruang dapat dilihat pada gambar 3-8
Gambar 3-8 Activity Diagram Menampilkan Objek 3D, rumus dan Contoh Perhitungan setiap Bangun Ruang
4. Activity Diagram terkait dengan skenario Kontrol Objek dapat dilihat pada gambar 3-9
3.1.6.3 Class Diagram
Gambar 3-10 Class Diagram Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D
3.1.6.4 Sequence Diagram
Sequence Diagram merupakan suatu diagram yang memperlihatkan atau menampilkan interaksi-interaksi antar objek di dalam sistem yang disusun pada sebuah urutan atau rangkaian waktu.
Gambar 3-12 Sequnce Diagram Cara Penggunaan
Gambar 3-14 Sequnce Diagram Rumus Bangun Ruang
Gambar 3-16 Sequnce Diagram Deteksi Kamera
Gambar 3-18 Sequnce Diagram Kontrol Objek
3.1.7 Analisis Materi Dalam Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D Berbasis Augmented Reality
Materi pada aplikasi pembelajaran bangun ruang 3D ini diantaranya: 1. Bentuk Bangun Ruang
a) Kubus
a
a
a a2 a2 a2 a2
S
2 r
S
A A1
S S
B b) Balok
c) Tabung
t t
d) Kerucut
e) Prisma
D F E
A C
B B
f) Limas
g) Bola
3.1.8 Analisis Marker
Berikut merupakan marker-marker yang digunakan didalam aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d berbasis augmented reality untuk pelajaran matematika:
Marker Balok Marker Bola
Marker Limas Marker Prisma
Rotasi Z Marker Tabung
Marker Zoom (+)
Gambar 3-20 Marker – Marker Dalam Aplikasi Bangun Ruang 3D
3.1.8.1 Multi marker
Multi marker merupakan teknik marker based tracking yang
menggunakan dua marker atau lebih untuk memanipulasi satu objek. Hal ini merupakan salah satu cara interaksi untuk memanipulasi objek virtual yang seakan berada di dunia nyata.
Pada sistem multi marker akan diimplementasikan teknik untuk mengurangi jumlah posisi error yang terjadi dengan cara merelasikan objek 3D dengan banyak marker. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menentukan suatu reference point dari beberapa marker yang terdeteksi. Teknik ini dapat
mengurangi nilai error posisi sistem jika sebagian marker tidak terdeteksi atau proses tracking-nya tidak stabil.
Pada tahap ini, akan dicari model multi marker dengan pengaturan parameter berupa:
Pada implementasinya multi marker memiliki dua tipe yaitu statik dan dinamis. Statik marker digunakan untuk objek tracking kamera dan dinamik marker lainnya digunakan untuk memanipulasi objek.
3.1.8.2 Pattern Recognition
Pattern Recognition adalah mendeteksi wilayah di dalam persegi
setelah marker untuk dibandingkan kecocokannya dengan pattern di dalam database sebagai penanda objek virtual. Setelah wilayah di dalam marker
ditemukan sistem akan merubah dalam ukuran 16x16 (Gambar III-4) dan diberi nilai biner pada setiap sel atau pixel nya.
Gambar 3-21Contoh marker (sebelah kiri), marker dalam ukuran 16x16 (tengah), marker terdeteksi dengan sampel grid 16x16 pixel
Marker dikalkulasikan dalam bentuk biner pada setiap sel berdasarkan
warna, warna hitam = 0 dan warna putih = 1. Nilai pada setiap sel merupakan nilai pada setiap pixel pada marker. Untuk setiap sel , sistem mendapat nilai biner dan seluruh data marker dapat direpresentasikan sebagai serangkaian nilai-nilai biner atau sebagai salah satu bilangan biner . Dalam sederhana Data matriks biner ini ( biner ) merupakan sebagai ID penanda.
3.2 Perancangan
3.2.1 Perancangan Antarmuka
Dalam perancangan antarmuka ini berupa aplikasi yang berbasis desktop dan perancangan antarmuka ini bertujuan untuk memberikan gambaran aplikasi yang dibuat.
Gambar 3-23 Tampilan Utama Aplikasi Bangun Ruang 3D
Gambar 3-25 Tampilan Cara Penggunaan
Gambar 3-27 Tampilan Aplikasi AR
3.2.2 Jaringan Semantik
Jaringan semantik adalah gambaran diagram yang menunjukan hubungan antar berbagai objek, terdiri dari lingkaran-lingkaran yang dihubungkan dengan anak panah yang menunjukan objek dan informasi tentang objek-objek tersebut.
Gambar 3-28 Jaringan Semantik Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D AR
TU
TCP
TTA TBR
Keterangan :
1. TU = Tampilan Utama Aplikasi
2. TBR = Tampilan Penjelasan Bangun Ruang 3D 3. TCP = Tampilan Penjelasan Cara Penggunaan 4. TTA = Tampilan Penjelasan Tentang Aplikasi 5. TAR = Tampilan Aplikasi AR
3.2.3 Diagram Alur (Flowchart) Pembuatan Aplikasi
Flowchart adalah penggambaran secara grafik dari langkah-langkah dan urutan-urutan prosedur dari suatu aplikasi atau program sehingga pembuatan aplikasi dapat dilakukan secara terurut dari awal sampai akhir. Berikut ini merupakan diagram alur dari aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d berbasis augmented reality :
1. Flowchart Start
2. Flowchart Aplikasi AR
Gambar 3-30 Flowchart Aplikasi AR
3. Flowchart Marker-Marker Bangun Ruang
4. Flowchart Marker Kontrol Objek
Gambar 3-32 Flowchart Marker Kontrol Objek
5. Flowchart Marker Bangun Ruang Kubus
6. Flowchart Marker Bangun Ruang Balok
Gambar 3-34 Flowchart Marker Bangun Ruang Balok
7. Flowchart Marker Bangun Ruang Tabung
8. Flowchart Marker Bangun Ruang Kerucut
Gambar 3-36 Flowchart Marker Bangun Ruang Kerucut
9. Flowchart Marker Bangun Ruang Prisma
10.Flowchart Marker Bangun Ruang Limas
Gambar 3-38 Flowchart Marker Bangun Ruang Limas
11.Flowchart Marker Bangun Ruang Bola
63
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1 Implementasi
Pada tahap ini akan dijelaskan tentang implementasi dari desain sistem yang telah dirancang. Implementasi sendiri merupakan tahapan dari sistem agar dapat dioperasikan oleh pengguna.
4.1.1 Kebutuhan Perangkat Keras
Perangkat keras yang digunakan dalam pembuatan aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d bisa dilihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Perangkat Keras yang Digunakan
No Perangkat Keras Spesifikasi
1 Processor Processor dengan kecepatan 1.40 Ghz
2 Memori 2GB
3 Harddisk Space 500GB
4 VGA 1 GB
5 Webcam 1,3 Megapixel
6 Printer Canon Pixma iP4200
7 Mouse Standar
8 Keyboard Standar
4.1.2 Kebutuhan Perangkat Lunak
Perangkat Lunak yang digunakan dalam pembuatan aplikasi pembelajaran bangun ruang 3d bisa dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4.2 Perangkat Lunak yang Digunakan
No Perangkat Lunak Keterangan
4 UML Modeler Microsoft Visio 2010
4.1.3 Implementasi Antarmuka
Implementasi antarmuka ini merupakan tahapan penerapan hasil perancangan antarmuka ke dalam aplikasi yang dibangun dengan menggunakan perangkat lunak yang sebelumnya telah dipaparkan pada sub bab perangkat lunak. Berikut gambar tampilan aplikasi yang telah dibangun :
a. Tampilan Utama Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D
Gambar 4-1 Tampilan Utama Aplikasi Pembelajaran Bangun Ruang 3D
b. Tampilan Menu Bangun Ruang 3D
c. Tampilan Menu Cara Penggunaan
Gambar 4-3 Tampilan Menu Cara Penggunaan
d. Tampilan Menu Tentang Aplikasi
e. Tampilan Awal Aplikasi AR
Gambar 4-5 Tampilan Awal Aplikasi AR
f. Tampilan Marker Bola
g. Tampilan Marker Tabung
Gambar 4-7 Tampilan Marker Tabung
h. Tampilan Marker Balok
i. Tampilan Marker Kubus
Gambar 4-9 Tampilan Kubus
j. Tampilan Marker Kerucut
k. Tampilan Marker Limas
Gambar 4-11 Tampilan Marker Limas
l. Tampilan Marker Prisma
4.2 Pengujian Sistem
Tahap pengujian sistem ini dilakukan untuk memastikan aplikasi dapat berjalan dengan lancar dan sesuai dengan perancangan sebelumnya. Pengujian yang dilakukan terhadap aplikasi meliputi pengujian secara fungsional (alpha) dan beta. Metode dalam pengujian ini menggunakan metode pengujian blackbox yang berfokus pada persyaratan fungsional dari aplikasi yang dibangun.
4.2.1 Pengujian Alpha
Pengujian Alpha merupakan pengujian fungsional yang dilakukan pada sisi pengembangan yang merekam semua kesalahan dan masalah pemakaian. 1. Rencana Pengujian
Rencana pengujian adalah proses pengujian yang dilakukan terhadap fungsi-fungsi pada aplikasi untuk mengetahui fungsi-fungsionalitas dari aplikasi tersebut apakah bekerja sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Berikut ini tabel 4.3 Rencana pengujian aplikasi yang dibangun.
Tabel 4.3 Rencana Pengujian Aplikasi Normal
No Komponen
Yang Diuji Detail Pengujian
Jenis Pengujian
1 Menu Memilih tombol Bangun Ruang 3D Blackbox Memilih tombol Cara Penggunaan Blackbox Memilih tombol Tentang Aplikasi Blackbox 2 Marker Marker Bangun Ruang Kubus Blackbox
Marker Bangun Ruang Balok Blackbox
Marker Bangun Ruang Kerucut Blackbox
Marker Bangun Ruang Prisma Blackbox
Marker Bangun Ruang Limas Blackbox
Marker Bangun Ruang Tabung Blackbox
Marker Bangun Ruang Bola Blackbox
Marker Rotasi X Blackbox
Marker Rotasi Z Blackbox
Marker Memperbesar Objek Blackbox
Marker Memperkecil Objek Blackbox
Tabel 4.4 Rencana Pengujian Aplikasi Tidak Normal
No Komponen
Yang Diuji Detail Pengujian
Jenis Pengujian
1 Menu Memilih tombol Bangun Ruang 3D Blackbox Memilih tombol Cara Penggunaan Blackbox Memilih tombol Tentang Aplikasi Blackbox 2 Marker Marker Bangun Ruang Segitiga Blackbox
4.2.2 Hasil Pengujian Alpha
Berikut ini merupakan kasus pengujian alpha terhadap perangkat lunak yang telah dibangun dengan menggunakan metode black box.
4.2.2.1 Pengujian Tampilan Menu Utama
Pengujian tampilan menu ini merupakan pengujian fungsionalitas
Tabel 4.5 Pengujian Tampilan Menu Utama N
o
Kasus/
Diuji Skenario Uji Hasil yang diharapkan
3 Memilih Tombol
Pengujian marker ini merupakan pengujian untuk mengetahui apakah setiap marker mengalami kesalahan atau tidak, hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 4.6
1. Marker Objek 3D
Tabel 4.6 Pengujian Marker Objek 3D N
o
Kasus/
Diuji Skenario Uji Hasil yang diharapkan
Berhasil
Tabel 4.7 Pengujian Marker Kontrol Objek
N o
Kasus/
Diuji Skenario Uji Hasil yang diharapkan
Hasil
4.2.2.3 Pengujian Jarak, Sudut dan Cahaya Marker
Pada pengujian jarak marker, saat marker berada pada jarak yang dekat dengan kamera maka gambar marker yang terdeteksi oleh kamera akan semakin besar sehingga luas area gambar marker pun semakin besar. Pada saat posisi marker jauh dari kamera, maka marker yang terdeteksi oleh kamera akan semakin kecil sehingga luas area marker pun semakin kecil sedangkan untuk pengujian sudut, kemiringan marker sangat diperhatikan karena jika kemiringan marker tidak baik maka marker tidak akan terdeteksi dan marker otomatis tidak bisa menampilkan objek 3D dan pada pengujian cahaya ini sangat berpengaruh pada pendeteksian marker oleh kamera. Semakin cerah cahaya maka semakin baik hasil pendeteksian marker. Berikut adalah tabel 4.8 Pengujian jarak, sudut dan cahaya marker.
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Jarak, Cahaya dan Sudut Marker
Tabel Pengujian Jarak, Cahaya dan Sudut Kamera
Tabel Jarak 0-15 cm
16-45 Berhasil Berhasil Berhasil
46-60 Berhasil Berhasil Berhasil
61-100 Berhasil Berhasil Berhasil
46-60 Berhasil Berhasil Berhasil
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap spesifikasi komputer untuk mengetahui spesifikasi komputer yang baik untuk membangun aplikasi dapat dilihat pada tabel 4.9
Tabel 4.9 Spesifikasi Komputer 1
No Deskripsi Spesifikasi
1 Processor Intel(R) Core(TM) i3 CPU 2.0GHz
2 Memory 4 GB
3 Operating System Windows 7 Professional 32-bit
4 VGA NVidia Geforce GT 620M 1GB 5 Kamera 1,3 Megapixel
4.2.3 Pengujian Beta
