1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Saat ini masalah yang sedang dihadapi dunia pendidikan di Indonesia adalah masalah lemahnya proses pembelajaran. Media pembelajaran yang ada selama ini hanya berbasis pemahaman melalui buku, atau menggunakan alat peraga. Jika melalui buku maka peserta didik kebanyakan hanya akan mengerti teorinya saja, sedangkan jika menggunakan alat bantu peraga atau hanya menggunakan gambar untuk menampilkan objek pembahasan materi kepada peserta didik selain karena alasan biaya yang tidak murah, alat peraga juga mempunyai keterbatasan dalam jumlah dan fungsinya.
Perkembangan teknologi saat ini semakin pesat. Salah satu perkembangannya adalah augmented reality atau yang biasa disebut dengan AR.
Menurut Azuma (1997), augmented reality adalah teknologi yang
menggabungkan benda maya tiga dimensi kedalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi dan menampilkannya dalam waktu nyata (real time) [3]. Dengan adanya
teknologi AR ini, akan sangat berguna untuk proses pembelajaran, dimana organ tubuh manusia yang meliputi organ pencernaan, organ vital, dan panca indera akan dipresentasikan secara visual melalui objek tiga dimensi. Sistem dalam
augmented reality bekerja dengan menganalisa secara real-time objek yang
ditangkap dalam kamera. Berkat perkembangan pesat teknologi smartphone, augmented reality tersebut bisa diimplementasikan pada perangkat mobile yang
berbasis android.
Berdasarkan permasalahan tersebut dilakukan penelitian berupa pembuatan sebuah aplikasi yang berjudul “Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis Android”, dimana aplikasi yang
2
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian
1.2.1 Maksud Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah untuk membuat sebuah aplikasi pembelajaran organ tubuh menggunakan Augmented Reality (AR) berbasis
android, sehingga dapat membantu siswa Sekolah Dasar dalam mempelajari organ tubuh manusia yang meliputi organ pencernaan, organ vital, dan panca indera.
1.2.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat membantu para siswa Sekolah Dasar dalam pemahaman materi pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam khususnya tentang organ tubuh manusia menggunakan augmented reality.
2. Dapat membantu siswa dalam belajar Ilmu Pengetahuan Alam di Sekolah Dasar dengan adanya kuisioner.
1.3 Batasan Masalah
Mengingat luasnya masalah yang timbul, maka dalam penelitian ini diperlukan batasan untuk menghindari meluasnya masalah dalam pembahasan, yaitu:
1. Perangkat lunak yang dibangun hanya dapat dijalankan pada perangkat yang mendukung sistem operasi android.
2. Aplikasi ini menjelaskan tentang organ tubuh manusia yang meliputi organ pencernaan, organ vital, dan panca indra.
3. Aplikasi ini dilengkapi dengan teks, gambar, dan penjelasan materi.
4. Aplikasi ini terdapat soal latihan berupa kuis yang terdiri dari 100 soal yang ditampilkan secara random. Untuk masing-masing latihan terdiri dari
20 soal.
5. Hanya menampilkan gambar tiga dimensi.
1.4 Metodologi Penelitian
3
1.4.1 Metode Pengumpulan data
Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Observasi
Teknik pengumpulan data dengan mengadakan penelitian peninjauan langsung terhadap permasalahan yang diambil.
b. Wawancara
Teknik pengumpulan data dengan mengadakan tanya jawab secara langsung mengenai aplikasi yang akan dibuat.
c. Studi Literatur
Pengumpulan data dengan cara mengumpulkan literatur, jurnal, paper dan bacaan-bacaan yang ada kaitannya dengan judul penelitian.
1.4.2 Metode Pembangunan Perangkat Lunak
Metode yang akan digunakan dalam pembangunan perangkat lunak adalah model waterfall. Model ini mengusulkan sebuah pendekatan yang sistematik dan
sekuensial yang mulai pada tingkat dan kemajuan sistem pada seluruh analisis, desain, kode, pengujian, dan pemeliharaan. Proses–proses yang terdapat dalam gambar model waterfall menurut Ian Summerville adalah sebagai berikut:
a. Requirement analysis and definition
Pengumpulan kebutuhan secara lengkap kemudian dianalisis dan didefinisikan kebutuhan yang harus dipenuhi oleh program yang akan dibangun. Fase ini harus dikerjakan secara lengkap untuk bisa
menghasilkan desain yang lengkap. b. System and software design
Desain dikerjakan setelah kebutuhan selesai dikumpulkan secara lengkap. c. Implementation and unit testing
4 d. Integrating and system testing
Penyatuan unit–unit program kemudian di uji secara keseluruhan (system testing).
e. Operation and maintenance
Pengoperasian program dilingkungannya, dan melakukan perubahan karena adaptasi dengan situasi sebenarnya.
Gambar 1.1. Metode waterfall
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab II berisi tentang dasar-dasar teori yang mendukung pembuatan tugas akhir serta pembahasan mengenai berbagai macam perlengkapan yang dipakai dalam perancangan aplikasi mobile.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab III berisi tentang alur kerja sistem aplikasi secara keseluruhan, model perancangan aplikasi mobile serta metode pengolahan citra
pada Augmented Reality.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Bab IV berisi tentang cara kerja penggunaan aplikasi serta metode pengujian yang dilakukan, dan analisis sistem aplikasi berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
6
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1 Organ Tubuh Manusia
Tubuh manusia terdiri dari satu sistem yang didalamnya terdiri atas organ-organ. Organ tubuh manusia tersebut terdiri atas berbagai macam jaringan yang dibangun atas sel-sel [1].
Organ adalah bagian tubuh yang tersusun dari jaringan-jaringan. Organ memiliki fungsinya masing-masing [1].
2.1.1 Organ Pencernaan
Organ pencernaan adalah alat penunjang sistem pencernaan pada manusia. Sistem pencernaan pada manusia terdiri atas beberapa organ yang berawal dari mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar dan anus [1]. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.1.
7
2.1.1.1 Mulut
Mulut merupakan organ pencernaan yang pertama yang bertugas dalam proses pencernaan makanan. Di dalam mulut makanan akan dicerna secara sadar menjadi bagian-bagian kecil. Di dalam rongga mulut terdapat gigi, gusi, nula, lidah, langit-langit lunak, dan langit-langit keras[1].
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Organ pencernaan mulut [1]
2.1.1.2 Kerongkongan
Kerongkongan adalah tabung yang menghubungkan faring (tenggorokan) dengan lambung. Kerongkongan terletak di antara trakea (pipa udara) dan tulang belakang, melewati bawah leher, menembus diafragma sedikit di sebelah kiri garis tengah, dan bergabung dengan ujung atas perut. Pada orang dewasa, kerongkongan memiliki panjang sekitar 25 cm. Ketika seseorang menelan, otot dinding kerongkongan berkontraksi untuk mendorong makanan ke dalam lambung. Kelenjar lapisan lendir kerongkongan menjaga lorong tetap lembab dan memudahkan menelan [1].
8 Gambar 2.3 Organ pencernaan kerongkongan [1]
2.1.1.3 Lambung
Lambung merupakan suatu kantung yang terletak di dalam rongga perut sebelah kiri atas. Lambung mengeluarkan getah lambung yang mengandung:
pepsine, berguna mengubah zat putih telur menjadi pepton. Asam klorida (HCL),
yang berguna untuk membunuh bibit penyakit yang masuk bersama makanan.
Rennin berguna untuk mengubah susu menjadi kasein [2]. Lambung terdiri dari
tiga bagian yaitu:
1. Kardia, lambung bagian atas, daerah pintu masuknya makanan dari
kerongkongan itu sendiri.
2. Fundus, lambung bagian tengah dan bentuknya membulat.
3. Pilorus, lambung bagian bawah, lambung bagian ini adalah daerah yang
9 Gambar 2.4 Organ pencernaan lambung [2]
2.1.1.4 Usus Halus
Usus halus adalah untuk bertanggung jawab menyerap sebagian besar nutrisi yang ditemukan dalam makanan. Pada saat makanan dicerna mencapai usus halus, telah secara mekanis dipecah menjadi cairan. Usus halus terbagi menjadi tiga bagian yaitu usus dua belas jari (duodenum), usus kosong (jejunum),
dan usus penyerapan (ileum) [1].
Usus dua belas jari dan usus kosong berperan penting dalam pencernaan makanan secara kimiawi. Pencernaan makanan berakhir di ileum. Disini makanan
yang telah dicerna akan diserap dinding ileum [1].
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.5.
10
2.1.1.5 Usus Besar dan Anus
Usus besar berfungsi zat-zat yang tidak dapat diserap di usus halus selanjutnya akan masuk ke usus besar, di usus besar ini terjadi penyerapan air dan pembusukan sisa-sisa makanan oleh bakteri pembusuk. Pembusukan dilakukan oleh bakteri yang hidup di anus. Akhirnya sisa makanan akan dikeluarkan dalam bentuk kotoran (feces) melalui anus [1].
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Organ pencernaan usus besar [1]
2.1.2 Organ Vital
Organ vital pada manusia terdiri dari otak, jantung, paru-paru, hati, dan ginjal. Jika salah satu organ tubuh vital tersebut mengalami gangguan atau penurunan fungsi, maka akan mempengaruhi kinerja organ tubuh lainnya. Organ vital tersebut bekerja dengan bantuan jaringan organ lainnya [1].
2.1.2.1 Otak
Otak adalah pusat dari sistem saraf yang memiliki fungsi mengatur gerakan, perilaku, dan fungsi tubuh homeostatis, melatih emosi, memori/ingatan,
dan juga motorik [2]. Otak manusia terdiri atas lima bagian yaitu: 1. Otak depan
11 Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Organ vital otak [2]
2.1.2.2 Jantung
Jantung merupakan salah satu organ tubuh manusia yang sangat penting, tersusun atas otot-otot jantung yang bekerja diluar kesadaran kita. Jantung berfungsi sebagai pemompa darah ke seluruh tubuh yang mempunyai letak dan bagian-bagian sebagai berikut [2].
a. Jantung terletak di dalam rongga dada aga sedikit ke kiri dan terbungkus kantong pelindung yang disebut pericardium.
b. Jatung besarnya kira-kira sebesar kepalan tangan.
c. Jantung terdiri dari empat ruangan, dua ruangan atas (serambi) dan dua
ruangan bawah (bilik)
d. Ruangan atas sebelah kiri disebut serambi kiri kanan (atrium kiri) dan
sebelah kanan disebut serambi kanan (atrium kanan).
e. Ruangan bawah jantung sebelah kanan disebut bilik kanan (ventrikel kanan) dan sebelah kiri disebut bilik kiri (ventrikel kiri).
f. Pada jantung terdapat suatu celah berpintu diantara serambi dan bilik yang disebut katup jantung. Katup jantung berfungsi sebagai penyekat
agar darah dari bilik dan dari serambi tidak tercampur.
g. Ruangan atas (serambi) menerima darah yang kembali ke jantung dari
12 h. Bilik kanan berfungsi memompa darah ke paru-paru, sedangkan bilik
kiri memompa darah ke seluruh tubuh selain paru-paru.
i. Peredaran darah kecil adalah peredaran darah dari jantung ke paru-paru kembali ke jantung.
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Organ vital jantung [2]
2.1.2.3 Paru- paru
Selain jantung, paru-paru juga merupakan organ tubuh yang sangat penting sebagai alat pernapasan. Manusia memiliki sepasang paru-paru yang terletak di dalam rongga dada. Di dalam paru-paru, saluran pernapasan bercabang-cabang dan tiap-tiap ujungnya berakhir pada gugus kantong udara. Pada kantong-kantong udara inilah tempat pertukaran gas oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) [2].
a. Paru-paru terbungkus oleh selaput tipis dan licin yang disebut pleura.
b. Selaput licin memungkinkan paru-paru dapat bergerak pada waktu kita bernapas, tanpa menimbulkan kerusakan kedua paru-paru itu.
c. Semua sel tubuh kita membutuhkan oksigen untuk hidup dan tumbuh.
d. Oksigen diperoleh dari udara pada waktu bernapas.
e. Paru-paru bertugas menyerap oksigen.
f. Oksigen dari udara dipindahkan ke dalam darah dan diangkut ke seluruh
13 g. Gas yang dilepaskan dari proses pernapasan manusia adalah
karbondioksida (CO2).
h. Udara yang masuk melalui hidung mengakibatkan manusia dapat mencium bau.
i. Aliran udara yang melalui tenggorokan digunakan untuk menghasilkan suara, sehingga kita dapat berbicara.
j. Pernapasan menghasilkan sejumlah air dalam sistem tubuh untuk membantu mengurangi panas tubuh.
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9 Organ vital paru-paru [2]
2.1.2.4 Hati
Hati sebagai salah satu organ tubuh manusia yang terletak di rongga perut sebelah kanan, tepat dibawah rongga dada, pada orang dewasa beratnya kira-kira dua kilogram dan berwarna kemerah-merahan [2]. Sebagai organ penting, hati
mempunyai fungsi sebagai berikut:
a. Hati sebagai penawar racun yang masuk ke tubuh kita.
b. Menghasilkan cairan empedu yang penting untuk proses pencernaan.
Cairan empedu berwarna cokelat kekuningan. Kurang lebih setengah
14 Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Organ vital hati [2]
2.1.2.5 Ginjal
Ginjal adalah organ utama yang bertugas membuang racun yang larut dalam air. Ginjal terdiri dari pembuluh darah arteri dan vena interlobular, renal korteks, renal medulla, arteri dan vena interlobar, renal arteri, renal pelvis, dan kortex [2]. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.11.
15
2.1.3 Alat Indera
Makhluk hidup mempunyai ciri-ciri yang salah satunya adalah peka terhadap rangsangan. Manusia memiliki alat untuk menerima rangsangan yang datang dari luar. Alat ini disebut alat indera. Berbagai rangsangan diterima oleh alat indera kita lalu disampaikan ke otak. Rangsangan tertentu ditanggapi oleh indera tertentu, misalnya cahaya ditanggapi oleh indera penglihatan dan seterusnya. Kita mempunyai lima alat indera, yaitu indera penglihatan (mata), indera pendengaran (telinga), indera pembau (hidung), indera pengecap (lidah), serta indera peraba (kulit) [2]. Semua itu disebut panca indera. Berikut penjelasan dari masing-masing indera:
2.1.3.1 Indera Penglihat (Mata)
Mata merupakan salah satu alat indra yang tak ternilai harganya. Mata terdiri atas bola mata yang terletak di dalam lekuk mata. Dalam bola mata terdiri atas bagian-bagian penting dalam penglihatan, yaitu: selaput pelangi (iris), pupil, selaput tanduk (kornea), lensa mata, badan bening, selaput jala (retina), saraf mata [2]. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12 Organ mata [2]
Berikut penjelasan dari bagian-bagian mata: a. Selaput pelangi (iris)
16 2) Bagian tengah iris terdapat anak mata (pupil) yang berfungsi
mengatur cahaya yang masuk ke mata.
3) Pupil akan mengecil jika cahaya yang diterima mata terlalu banyak,
dan akan membesar jika cahaya yang diterima terlalu sedikit. b. Selaput tanduk (kornea)
1) Kornea bersifat transparan dan tidak berpembuluh darah.
2) Berfungsi meneruskan cahaya yang masuk mata ke bagian retina.
c. Lensa mata
1) Bersifat elastic, dapat mencembung dan memipih.
2) Berfungsi memusatkan cahaya yang masuk ke mata agar bisa jatuh tepat di retina.
d. Badan bening
1) Merupakan bagian paling luas, tepatnya di belakang lensa.
2) Badan bening berisi zat seperti agar-agar.
3) Berfungsi meneruskan cahaya dari lensa mata ke retina.
e. Selaput jala mata (retina)
1) Bersifat sangat peka terhadap cahaya yang masuk ke mata, karena mempunyai sel-sel saraf penerima.
2) Berfungsi meneruskan rangsangan cahaya ke saraf mata. f. Saraf mata (saraf optik)
1) Berfungsi meneruskan rangsangan cahaya yang diterimanya kesusunan saraf pusat di otak
2) Setelah rangsangan diterima otak, barulah kita bisa melihat.
3) Kelenjar air mata, menghasilkan air mata yang berguna untuk
membasahi kornea.
2.1.3.2 Indera Pendengar (Telinga)
Kita dapat mendengar suara radio, suara music, dan suara kicau burung karena kita mempunyai alat pendengaran yaitu telinga. Telinga terdiri tiga bagian, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam [2]. Berikut penjelasan dari bagian-bagian telinga:
17 1) Terdiri dari daun telinga dan saluran pendengaran.
2) Berfungsi sebagai penangkap getar suara. b. Telinga Tengah, terdiri dari:
1) Gendang telinga, berfungsi menangkap getaran suara untuk diteruskan ke tulang-tulang pendengaran.
2) Tulang-tulang pendengaran, menerima getaran dari gendang telinga untuk diteruskan ke telinga dalam.
3) Saluran Eustachius, sebagai penghubung ruang telinga dan rongga
mulut.
c. Telinga Dalam, terdiri dari:
1) Tingkap jorong dan rumah siput. Di dalam rumah siput ada cairan limfa. Getaran dari telinga tengah diterima tingkap jorong dan rumah siput. Cairan pada rumah siput ikut bergetar.
2) Saraf pendengaran, getaran rumah siput merangsang ujung-ujung saraf untuk diteruskan ke otak [2]. Sehingga kita dapat mendengar suara. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.13.
18
2.1.3.3 Indera Pembau (Hidung)
Hidung selain untuk jalan pernapasan juga sebagai indera pembau. Bau yang harum dan busuk dapat tercium jika uap zat yang berbau sampai ke dalam
hidung [2].
a. Rangsangan yang ditimbulkan uap zat tersebut diterima oleh
ujung-ujung urat saraf yang merupakan indera pembau. Rangsangan bau tersebut diteruskan ke otak, sehingga kita dapat mencium bau.
b. Indera pembau ini terletak pada selaput lendir di rongga hidung bagian
atas, pada kerang hidung atas dan pada permukaan atas kerang hidung
tengah.
c. Di dalam rongga hidung terdapat bulu hidung dan selaput lendir. Bulu
hidung dan selaput lendir berguna untuk menahan kotoran yang terbawa
udara yang kita hirup.
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Bagian-bagian hidung [2]
2.1.3.4 Indera Pengecap (Lidah)
Apabila kita makan atau minum, kita dapat merasakan makanan atau minuman itu. Hal ini dikarenakan manusia memiliki indera pengecap yaitu lidah. Berikut penjelasan mengenai indera pengecap [2].
a. Permukaan lidah yang kasar karena penuh bintil-bintil. Pada bintil-bintil
19 dalam mulut kita, akan merangsang ujung-ujung saraf pengecap dan rangsangan itu diteruskan ke otak. Oleh karena itu, kita dapat mengecap (merasakan) makanan atau minuman.
b. Selain untuk mengecap, lidah berguna untuk mengatur agar makanan di dalam mulut tercampur dengan air liur terkunyah dengan sebaik-baiknya.
c. Bagian-bagian lidah yang peka terhadap rasa tertentu adalah sebagai berikut:
1) Ujung lidah peka terhadap rasa manis. 2) Pangkal lidah peka terhadap rasa pahit. 3) Tepi lidah peka terhadap rasa asam.
4) Bagian ujung lidah samapai aga ke samping peka terhadap rasa asin. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Bagian-bagian lidah [2]
2.1.3.5 Indera Peraba (Kulit)
Tubuh kita seluruhnya dilapisi oleh kulit. Selain berfungsi sebagai pelindung, kulit juga berfungsi sebagai indera peraba [2]. Berikut ini penjelasan mengenai fungsi kulit sebagai indera peraba:
a. Sebagai indera peraba, kulit bertugas menerima rangsangan. Pada lapisan kulit tersebar ujung-ujung saraf peraba.
20 Dengan demikian kita dapat merasakan halus atau kasar sebuah permukaan benda. Selai itu kita dapat merasakan panas, dingin atau nyeri.
c. Bagian kulit yang paling peka terhadap rangsangan yaitu bagian yang terdapat pada bibir dan ujung jari.
d. Ujung-ujung saraf peraba juga terdapat pada dinding alat-alat dalam, misalnya dinding usus. Oleh karena itu, kita dapat merasakan sakit atau nyeri pada alat-alat tersebut.
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Bagian-bagian kulit [2]
2.2 Augmented Reality
Augmented Reality (AR) adalah teknologi yang memungkinkan komputer
untuk menampilkan objek virtual secara tepat di sebuah objek nyata secara real time. Sistem AR pertama kali dikembangkan di Sutherland pada tahun 1965, dan
sampai sekarang terus berkembang pesat di berbagai bidang seperti kedokteran, manufaktur, hiburan, dan lain-lain. Sampai saat ini perkembangan AR terus terjadi, namun fokus perkembangan AR sendiri secara garis besar terbagi dalam 3 bidang yaitu [3] :
a. Teknologi Tracking
21
2.2.1 Lingkungan Augmented Reality
Pada sistem AR sistem koordinat yang dipakai adalah model pinhole camera atau kamera lubang jarum. Dimana pada model ini sumbu z positif berada
di depan dan yang menjadi acuan adalah posisi marker jika dilihat dari kamera. Jika dilihat pada gambar 2.18, terlihat marker dan kamera masing-masing memiliki orientasi posisi yang berbeda. Baik marker maupun kamera menggunakan system right handed (sumbu z positif didepan) dan hasil
penangkapan gambar dari kamera di proyeksikan ke viewplane menggunakan
proyeksi perspektif [3]. Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Sistem koordinat lingkungan AR [3]
Dalam menampilkan objek 3D yang sesuai dengan posisi dan orientasi marker, perlu diperhitungkan hasil proyeksi yang diterima viewplane (bidang
proyeksi di layar) untuk kemudian ditampilkan. Selain proyeksi pada bidang 2D, dalam pergeseran marker maupun kamera perlu diperhatikan perubahaan posisi dan rotasi dalam sistem koordinat 3D. posisi dan orientasi dari marker didapat dari hasil tracking marker yang ditransformasi dengan operasi translasi dan rotasi,
sedangkan posisi dan orientasi yang ada pada proyeksi di layar didapat dari perhitungan transformasi proyeksi perspektif [3].
2.2.2 Metode Occlusion Based Detection
Occlusion Based Detection adalah metode untuk mendeteksi ada tidaknya occlusion dalam penampilan objek 3D. Secara sederhana occlusion based detection hanya mendefinisikan kejadian dimana satu marker tidak terdeteksi
22 Jika ada n objek yang diwakili matrik O, maka akan dihasilkan matrik O1, O2, . . . , On yang merupakan posisi proyeksi objek-1, objek-2, . . . , objek-n dilayar. Deteksi occlusion akan dilakukan dengan pengecekan 2 objek misal
dipilih objek-1 terhadap objek-2 maka akan dilakukan pengecekan syarat pertidaksamaan point clipping berikut:
x = (O2x – Batas x) ≤ (O1x) ≤ (O2x + Batas x) (2.1) y = (O2y – Batas y) ≤ (O1y) ≤ (O2y + Batas y) (2.2)
Keterangan:
x = Panjang marker y = Lebar marker
O1x = Titik pada sumbu x objek satu O1y = Titik pada sumbu y objek satu O2x = Titik pada sumbu x objek dua O2y = Titik pada sumbu y objek dua Batas = Jarak terhadap batas marker
Hasil deteksi ini berupa nilai kebenaran yang merupakan dasar pendefinisian event dari interaksi occlusion based detection jika persamaan (2.1)
dan (2.2) terpenuhi [3].
Interaksi occlusion based detection adalah sebuah desain interaksi
eksosentris dimana dalam mendefinisikan event untuk menghasilkan aksinya
menggunakan metode occlusion based detection diatas. Berikut adalah Gambar
2.18.
23 Jika titik biru ditengah marker ptr adalah objek O1 dan titik hitam adalah objek O2 maka gambar 2.18. (a) dikatakan terjadi event karena memenuhi
persamaan (2.1) dan (2.2) yaitu koordinat O1 (x,y) ada di dalam batas area O2. Sedangkan gambar 2.18. (b) tidak terjadi event karena hanya memenuhi
pertidaksamaan (2.2) (nilai O1 y ada dalam batas O2 y) namun tidak memenuhi pertidaksamaan (2.1) [3].
2.3 Android
Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis
linux yang mencakup sistem operasi, middleware, dan aplikasi. Android
menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi
mereka. Awalnya Google Inc. membeli AndroidInc. yang merupakan pendatang
baru yang membuat piranti lunak untuk ponsel/smartphone [4].
2.3.1 Keunggulan Android
Android dipuji sebagai “platform mobile pertama yang Lengkap, Terbuka, dan Bebas” [4].
1. Lengkap (Complete Platform)
Para desainer dapat melakukan pendekatan yang komprehensif ketika mereka sedang mengembangkan platform Android. Android merupakan sistem operasi yang aman dan banyak menyediakan tools dalam
membangun software dan memungkinkan untuk peluang mengembangkan aplikasi.
2. Terbuka (Open Source Platform)
Platform Android disediakan melalui lisesnsi open source. Pengembang
dapat dengan bebas mengembangkan aplikasi. Android sendiri menggunakan Linux Kernel 2.6.
3. Free (Free Platform)
Android adalah platform/aplikasi yang bebas untuk develop. Tidak ada
lisensi atau biaya royalti untuk dikembangan pada platform android. Tidak
24 Tidak ada kontrak yang diperlukan. Aplikasi untuk Android dapat didistribusikan dan diperdagangkan dalam bentuk apapun.
2.3.2 Android Versi 4.1 (Jelly Bean)
Android versi 4.1 (Jelly Bean) diluncurkan pada tanggal 9 Juli 2012,
hal-hal yang direvisi dari sebelumnya adalah kemampuan seperti berikut: meningkatkan input keyboard, desain baru fitur pencarian, UI yang baru dan
pencarian melalui Voice Search yang lebih cepat. Tak ketinggalan Google Now
juga menjadi bagian yang diperbarui. Google Now memberikan informasi yang
tepat pada waktu yang tepat pula. Sistem operasi Android Jelly Bean 4.1 muncul
pertama kali dalam produk tablet Asus, yakni Google Nexus 7 [4].
2.4 Unity 3D
Aplikasi Unity 3D adalah game engine merupakan sebuah software
pengolah gambar, grafik, suara, input, dan lain-lain yang ditujukan untuk membuat suatu game, meskipun tidak selamanya harus untuk game. Contohnya adalah seperti materi pembelajaran untuk simulasi membuat SIM. Kelebihan dari
game engine ini adalah bisa membuat game berbasis 3D maupun 2D, dan sangat
mudah digunakan [5].
Unity 3D merupakan game engine yang ber-multiplatform. Unity 3D
mampu di publish menjadi Standalone (.exe), berbasis web, berbasis web,
Android, IoS Iphone, XBOX, dan PS3. Walau bisa dipublish ke berbagai platform, Unity 3D perlu lisensi untuk dapat dipublish ke platform tertentu. Tetapi Unity 3D menyediakan untuk free user dan bisa di publish dalam bentuk Standalone (.exe) dan web. Untuk saat ini Unity 3D sedang dikembangkan
berbasis Augment Reality (AR) [5].
Untuk mengaktifkan lisensi, Unity 3D perlu adanya lisensi. Sebagai
contoh ketika ingin mengaktifkan free user, langkah pertama adalah
mendownload softwarenya secara gratis pada web http://unity3d.com/. Setelah
selasai instalasi, maka Unity 3D meminta untuk terhubung dengan internet untuk
aktifasinya. Lalu selesai Unity 3D akan automatis run ke program. Untuk langkah
25 menjalankan aplikasinya [5]. Berikut contoh tampilan Unity 3D tampak pada
Gambar 2.19.
Gambar 2.19 Tampilan unity 3D
2.5 Vuforia
Vuforia merupakan software untuk Augmented Reality yang
dikembangkan oleh Qualcomm, yang menggunakan sumber yang konsisten mengenai computer vision yang fokus pada image recognition. Vuforia
mempunyai banyak fitur-fitur dan kemampuan, yang dapat membantu pengembangan untuk mewujudkan pemikiran mereka tanpa adanya batas secara teknikal [6].
Dengan support untuk iOS, Android, dan Unity 3D, platform Vuforia
mendukung para pengembang untuk membuat aplikasi yang dapat digunakan di hampir seluruh jenis smartphone dan tablet [6].
Pengembang juga diberikan kebebasan untuk mendesain dan membuat aplikasi yang mempunyai kemampuan antara lain:
1. Teknologi computer vision tingkat tinggi yang mengijinkan developer
untuk membuat efek khusus pada mobile device.
2. Terus-menerus mengenali multiple image.
3. Tracking dan Detection tingkat lanjut.
26 Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.20.
Gambar 2.20 Struktur vuforia[6]
2.6 Bahasa Pemrograman C#
C# ( dibaca: C sharp ) merupakan sebuah bahasa pemrograman yang berorientasi objek yang dikembangkan oleh Microsoft sebagai bagian dari inisiatif kerangka .NET Framework. Bahasa pemrograman ini dibuat
berbasiskan bahasa C++ yang telah dipengaruhi oleh aspek-aspek ataupun fitur bahasa yang terdapat pada bahasa-bahasa pemrograman lainnya seperti (Java, Delphi, Visual Basic, dan lain-lain) dengan beberapa
penyederhanaan. Menurut standar ECMA-334 C# Language Specification, nama
C# terdiri atas sebuah huruf Latin C (U+0043) yang diikuti oleh tanda pagar yang
menandakan angka # (U+0023). Tanda pagar # yang digunakan memang bukan
tanda kres dalam seni musik (U+266F), dan tanda pagar # (U+0023) tersebut
digunakan karena karakter kres dalam seni musik tidak terdapat di dalam keyboard standar [7].
2.7 Pemograman Berorientasi Objek (Object Oriented)
27 penerapan prinsip-prinsip pengolahan kompleksitas. Metode berorientasi objek meliputi rangkaian aktivitas, analisis berorientasi objek, perancangan berorientasi objek, pemrograman berorientasi objek, dan pengujian berorientasi objek [8]. Berikut beberapa contoh bahasa pemrograman yang mendukung pemrograman berorientasi objek:
Bahasa pemrograman Smalltalk Bahasa pemrograman Eiffel Bahasa pemrograman C++ Bahasa Pemrograman C#
Bahasa pemrograman (web) PHP Bahasa pemrograman Java
2.7.1 Unified Modelling Language (UML)
Unified Modeling Language (UML) adalah salah standar bahasa yang
banyak digunakan di dunia industri untuk mendefinisikan requirement, membuat analisis dan desain, serta menggambarkan arsitektur dalam pemrograman berorientasi objek [8].
2.7.2 Sejarah UML
Bahasa pemrograman berorientasi objek yang pertama dikembangkan dikenal dengan nama Simula-67 yang dikembangkan pada tahun 1967. Bahasa pemrograman ini kurang berkembang dan dikembangkan lebih lanjut, namun dengan kemunculannya telah memberikan sumbangan yang besar pada developer
pengembang bahasa pemrograman berorientasi objek selanjutnya [8].
28 Stephen Mellor (Shaler-Mellor, 1988) dan Peter Coad dan Edward Yourdon (Coad-Yourdon, 1991), diikuti oleh Grady Booch (Booch, 1991), James R. Rumbaugh, Michael R. Blaha, William Lorensen, Frederick Eddy, William Premerlani (Rumbaugh-Blaha-Premerlani-Eddy-Lorensen, 1991), dan masih banyak lagi [8].
Buku terkenal yang juga berkembang selanjutnya adalah karangan Ivar Jacobson (Jacobson, 1992) yang menerangkan perbedaan pendekatan yang fokus pada use case dan proses pengembangan. Sekitar lima tahun kemudian muncul
buku yang membahas mengenai metodologi berorientasi objek yang diikuti dengan buku-buku yang lainnya. Didalamnya juga membahas mengenai konsep, definisi, notasi, terminologi, dan proses mengenai metodologi berorientasi objek [8].
Karena banyaknya metodologi-metodologi yang berkembang pesat itu, maka muncul ide untuk membuat sebuah bahasa yang dapat dimengerti semua orang. Usaha penyatuan ini banyak mengambil dari metodologi-metodologi yang berkembang saat itu. Maka dibuat bahasa yang merupakan gabungan dari beberapa konsep seperti konsep Object Modeling Technique (OMT) dari
Rumbaugh dan Booch (1991), konsep The Classes, Responsibilities, Collaborators (CRC) dari Rebecca Wirfs-Brock (1990), konsep pemikiran Ivar
Jacobson, dan beberapa konsep lainya dimana James R. Rumbaigh, Grandy Booch, dan Ivar Jacobson bergabung dalam sebuah perusahaan Rational Software Corporation menghasilkan bahasa yang disebut dengan Unified Modeling Language [8].
2.7.3 Diagram UML
29
2.7.3.1 Use Case Diagram
Use case diagram atau diagram use case merupakan pemodelan untuk
(behavior) aplikasi yang akan dibuat. Use case mendeskripsikan sebuah interaksi
antara satu atau lebih aktor dengan aplikasi yang akan dibuat. Secara kasar, use case digunakan untuk mengetahui fungsi apa saja yang ada di dalam sebuah
aplikasi dan siapa saja yang berhak mengguankan fungsi-fungsi itu [8]. Penjelasan tentang simbol-simbol use case dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Definisi simbol use case diagram [8]
Simbol Deskripsi
Use case Fungsionalitas yang disediakan sistem sebagai
unit-unit yang saling bertukar pesan antar unit atau aktor; biasanya dinyatakan dengan menggunakan kata kerja di awal frase nama use case.
Aktor/actor Orang, proses, atau sistem lain yang
berinteraksi dengan sistem informasi yang akan dibuat itu sendiri, jadi walaupun simbol dari aktor adalah gambar orang, tapi aktor belum tentu merupakan orang; biasanya dinyatakan menggunakan kata benda di awal
frasa nama aktor.
Asosiasi/association Komunikasi antara aktor dan use case yang berpartisipasi pada use case atau use case
memiliki interasi dengan aktor.
Ekstensi/extend Relasi use case tambahan ke sebuah use case
dimana use case yang ditambahkan dapat
berdiri sendiri walau tanpa use case tambahan
itu; mirip dengan prinsip inheritance pada
pemrograman berorientasi objek; biasanya use case tambhan memiliki nama depan yang
sama dengan use case yang ditambahkan,
30 arah panah mengarah pada use case yang
ditambahkan; biasanya use case yang menjadi extend-nya merupakan jenis yang sama
dengan use case yang menjadiinduknya.
Generalisasi/generalization Hubungan generalisasi dan spesialisasi
(umum-khusus) antara dua buah use case
dimana fungsi yang satu adalah fungsi yang lebih umum dari yang lainnya, misalnya:
arah panah mengarah pada use case yang
menjadi generalisasinya (umum).
Menggunakan/include/uses Relasi use case tambahan ke sebuah use case
dimana use case yang ditambahkan
memerlukan use case ini untuk menjalankan
fungsinya atau sebagai syarat dijalankan use case ini.
Ada dua sudut pandang yang cukup besar mengenai include di use case:
Include berarti use case yang
ditambahkan akan selalu di panggil saat use case tambahan dijalankan,
31 Include berarti use case yang tambahan
akan selalu melakukan pengecekan apakah use case yang ditambahkan
telah dijalakan sebelum use case
tambahan dijalankan, missal pada kasus berikut:
Kedua interpretasi di atas dapat dianut
salah satu atau keduanya tergantung pada pertimbangan dan interpretasi
yang dibutuhkan.
2.7.3.2 Class Diagram
Diagram kelas atau class diagram menggambarkan struktur sistem dari
segi pendefinisian kelas-kelas yang akan dibuat untuk membangun sistem. Kelas memiliki apa yang disebut atribut dan metode atau operasi [8].
Atribut, merupakan variable-variabel yang dimiliki oleh satu kelas.
Operasi, atau metode adalah fungsi-fungsi yang dimiliki oleh suatu kelas. Diagram kelas dibuat agar pembuat program atau programmer membuat
kelas-kelas sesuai rancangan di dalam diagram kelas agar antara dokumentasi perancangan dan perangkat lunak sesuai. Contoh class diagram dapat dilihat pada Gambar 2.21.
32
2.7.3.3 Sequence Diagram
Sequence diagram menggambarkan behavior objek pada use case dengan
mendeskripsikan waktu hidup dan pesan yang dikirimkan dan diterima antar objek. Oleh karena itu untuk menggambar sequence diagram maka harus
diketahui objek-objek yang terlibat dalam sebuah use case beserta metode-metode
yang dimiliki kelas yang diinstansiasi menjadi objek itu. Membuat sequence diagram juga dibutuhkan melihat skenario yang ada pada use case [8]. Penjelasan
tentang simbol-simbol sequence diagram dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Definisi simbol sequence diagram [8]
Simbol Deskripsi berinteraksi dengan sistem informasi yang akan dibuat di luar sistem informasi yang akan dibuat itu sendiri, jadi walaupun simbol dari aktor adalah gambar orang, tapi aktor belum tentu merupakan orang; biasanya dinyatakan menggunakan kata benda di awal
frasa nama aktor.
Garis hidup/lifeline Menyatakan kehidupan suatu objek.
Objek
Nama Objek: Nama Kelas
Menyatakan objek yang berinteraksi pesan.
Waktu aktif Menyatakan objek dalam keadaan aktif dan berinteraksi, semua yang terhubung dengan waktu aktif ini adalah sebuah tahapan yang dilakukan didalamnya, misalnya
1: Login()
2: CekStatusLogin()
3: Open()
33 didalam metode login()
Aktor tidak memiliki waktu aktif.
Pesan tipe create
<<Creat>>
Menyatakan suatu objek membuat objek yang lain, arah panah mengarah pada objek yang dibuat.
Pesan tipe call 1: Nama_Metode()
Menyatakan suatu objek memanggil operasi/metode yang ada pada objek lain atau dirinya sendiri,
Arah panah mengarah pada objek yang memiliki operasi/metode, karena ini memanggil operasi/metode maka operasi/metode yang dipanggil harus ada pada diagram kelas sesuai dengan kelas objek yang berinteraksi.
Pesan tipe send
1: Masukan
Menyatakan bahwa suatu objek mengirimkan data/masukan/informasi ke objek lainnya, arah panah mengarah pada objek yang dikirimi.
Pesan tiperetrun
1: Keluaran
Menyatakan bahwa suatu objek yang telah menjalankan suatu operasi atau metode menghasilkan suatu kembalian ke objek tertentu, arah panah mengarah pada objek yang menerima kembalian.
Pesan tipedestroy Menyatakan suatu objek mengakhiri hidup
objek lain, arah panah mengarah pada objek yang diakhiri, sebaiknya jika ada create
34
2.7.3.4 Activity Diagram
Diagram aktivitas atau activity diagram menggambarkan workflow (aliran
kerja) atau aktivitas dari sebuah sistem atau proses bisnis atau menu yang ada pada perangkat lunak. Yang perlu diperhatikan adalah diagram aktivitas menggambarkan aktivitas sistem bukan apa yang dilakukan aktor. Tabel 2.3
adalah penjelasan tentang simbol-simbol activity diagram [8].
Tabel 2.3 Definisi simbol activity diagram [8]
Simbol Deskripsi
Status awal Status awal aktivitas sistem, sebuah diagram aktivitas memiliki status awal. Aktivitas Aktivitas yang dilakukan sistem, aktivitas
biasanya diawali dengan kata kerja.
Percabangan/decision Asosiasi percabangan dimana jika ada
pilihan aktivitas lebih dari satu.
Penggabungan/join Asosiasi penggabungan dimana lebih dari
satu aktivitas digabungkan menjadi satu. Status akhir Status akhir yang dilakukan sistem, sebuah
diagram aktivitas memiliki sebuah status akhir.
Swimlane
Atau
Memisahkan organisasi bisnis yang
35
2.8 Pengujian Alpha
Alpha adalah status developmen pada software yang mungkin belum
terdapat seluruh fitur yang direncanakan dan belum stabil, tetapi dapat menunjukan atau memberikan gambaran dari hasil akhir sebuah software. Versi alpha dapat di katakan sebuah versi review yang akan di-test secara intensif oleh internal penguji/tester tetapi dapat diberikan juga pada penguji eksternal,
misalkan user yang ingin mencoba versi alpha tersebut. Tahapan alpha bisa
berkembang dari alpha satu, alpha dua dan seterusnya tergantung dari hasil
pengujian dan tindakan dari hasil pengujian tersebut seperti perbaikan bug atau error, penambahan, penyesuaian dan sebagainya dari software tersebut [9].
2.9 Pengujian Beta
Beta adalah sebuah status developmen pada software setelah status alpha
telah dinyatakan selesai. Beta dapat dikatakan sebuah versi software yang telah
lulus test/pengujian oleh tim tester/penguji internal. Pada versi beta software
ditujukan kepada pengguna atau calon pengguna untuk mencoba software tersebut
dengan tujuan untuk mendapatkan feedback yang dialamin penggunan saat
menggunakan software tersebut (seperti apakah terjadi bug, error, ribet dan
sebagainya) [9].
Jadi pada tahap ini proses perbaikan bug dan error masih terus dilakukan oleh pihak pembuat software dan masih dapat terjadi penambahan, penggantian,
penyesuaian feature dalam skala kecil. Tahap beta dapat berkembang dari beta
satu, beta dua dan seterusnya tergantung dari hasil feedback pengguna yang
berperan sebagai penguji dan software versi beta tidak direkomendasikan untuk
digunakan keperlukan produksi. Sebagai contoh software versi beta dapat berupa download gratis software beta. Pada umumnya versi beta terbagi menjadi open beta yang berarti secara umum siapa saja dapat mencoba versi software tersebut
dan close beta yang artinya adalah sofware tersebut hanya dirilis untuk
91
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian mengenai Pembangunan Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis Android, dapat
disimpulkan bahwa:
1. Berdasarkan pengujian alpha, aplikasi ini menghasilkan output yang diinginkan dan sesuai dengan fungsi program.
2. Berdasarkan pengujian beta, aplikasi ini dapat memudahkan siswa dalam proses belajar organ tubuh manusia menggunakan augmented reality
berbasis android. Rata-rata persentase hasil kuesioner 91% dengan
keterangan sangat setuju.
3. Algoritma occlusion based detection terbukti dapat mendeteksi marker dari
jarak 10cm-60cm. Semakin jarak marker dengan kamera jauh waktu deteksi semakin lama, sebaliknya jika jarak marker dengan kamera dekat waktu deteksi semakin cepat. Namun jika jarak marker dengan kamera terlalu dekat atau terlalu jauh marker tidak akan terdeteksi.
5.2 Saran
Untuk mengembangkan Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis Android, penulis mengusulkan
beberapa saran yang dapat dijadikan pertimbangan, yaitu:
1. Materi yang ada di aplikasi ini diperbanyak, seperti penambahan materi tentang kerangka manusia.
2. Penyajian Kuis yang lebih interaktif, seperti pemberian gambar pada soal
Kuis.
BIODATA PENULIS
1. Data Pribadi
Nama : Muhamad Dio Fudolla
Tempat dan Tanggal Lahir : Pandeglang, 09 Juli 1992 Jenis Kelamin : Laki-laki
Agama : Islam
Warga Negara : Indonesia
Alamat : Kp. Cibebek, RT/RW 01/04, Ds. Sukamanah, Kec. Kaduhejo, Kab. Pandeglang-Banten
Email : sayafudolla@gmail.com
2. Riwayat Pendidikan
a. 2010-2016 : Universitas Komputer Indonesia (Jurusan Sistem Komputer) b. 2007-2010 : SMA Negeri 1 Pandeglang
APLIKASI PEMBELAJARAN ORGAN TUBUH MENGGUNAKAN
AUGMENTED REALITY BERBASIS ANDROID
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada Program Studi Strata Satu Sistem Komputer
Oleh
Muhamad Dio Fudolla 10210081
Pembimbing Sri Supatmi, S.Kom.,M.T
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR SINGKA ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian... 2
1.2.1 Maksud Penelitian ... 2
1.2.2 Tujuan Penelitian ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Metodologi Penelitian ... 2
1.4.1 Metode Pengumpulan Data ... 3
1.4.2 Metode Pembangunan Perangkat Lunak ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TEORI PENUNJANG ... 6
2.1 Organ Tubuh Manusia ... 6
2.1.1 Organ Pencernaan ... 6
2.1.1.1 Mulut... 7
2.1.1.2 Kerongkongan ... 7
2.1.1.3 Lambung ... 8
2.1.1.4 Usus Halus ... 9
2.1.1.5 Usus Besar... 10
2.1.2 Organ Vital ... 10
2.1.2.1 Otak ... 10
viii
2.1.2.3 Paru-paru ... 12
2.1.2.4 Hati ... 13
2.1.2.5 Ginjal ... 14
2.1.3 Alat Indera ... 15
2.1.3.1 Indera Penglihat (Mata) ... 15
2.1.3.2 Indera Pendengar (Telinga) ... 16
2.1.3.3 Indera Pembau (Hidung) ... 18
2.1.3.4 Indera Pengecap (Lidah) ... 18
2.1.3.5 Indera Peraba (Kulit) ... 19
2.2 Augmented Reality... 20
2.2.1 Lingkungan Augmented Reality ... 21
2.2.2 Metode Occlusion Based Detection ... 21
2.3 Android ... 23
2.3.1 Keunggulan Android ... 23
2.3.2 Android Versi 4.1 (Jelly Bean) ... 24
2.4 Unity 3D ... 24
2.5 Vuforia ... 25
2.6 Bahasa Pemrograman C#... 26
2.7 Pemrograman Berorientasi Objek (Object Oriented) ... 26
2.7.1 Unifield Modelling Language (UML) ... 27
2.7.2 Sejarah UML ... 27
2.7.3 Diagram UML... 28
2.7.3.1 Use Case Diagram ... 29
2.7.3.2 Class Diagram... 31
2.7.3.3 Sequence Diagram ... 32
2.7.3.4 Activity Diagram ... 34
2.8 Pengujian Alpha ... 35
2.9 Pengujian Beta ... 35
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 36
3.1 Analisis Sistem ... 36
3.1.1 Analisis Aplikasi Yang Dibangun ... 36
ix
3.1.1.2 Komponen Pada APOTMARBA ... 40
3.1.1.3 Perhitungan Nilai Kuis pada APOTMARBA ... 42
3.1.2 Analisis Metode Occlusion Based Detection ... 42
3.1.2.1 Proses Occlusion Based Detection ... 43
3.1.3 Analisis Kebutuhan Non-Fungsional ... 44
3.1.3.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Keras ... 45
3.1.3.1.1 Personal Computer (PC)... 45
3.1.3.1.2 Hand Phone (HP) ... 45
3.1.3.2 Analisis Perangkat Lunak ... 45
3.1.3.3 Analisis Kebutuhan Pengguna ... 46
3.1.4 Analisis Kebutuhan Fungsional ... 47
3.1.4.1 Use Case Diagram ... 47
3.1.4.1.1 Identifikasi Aktor (Pengguna) ... 48
3.1.4.1.2 Identifikasi Use Case ... 49
3.1.4.2 Use Case Skenario ... 49
3.1.4.3 Activity Diagram ... 53
3.1.4.4 Squence Diagram ... 57
3.1.4.5 Class Diagram... 61
3.2 Perancangan Antarmuka Aplikasi ... 62
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ... 66
4.1 Pengujian Sistem ... 66
4.1.1 Pengujian Alpha ... 66
4.1.1.1 Rencana Pengujian ... 66
4.1.1.2 Kasus dan Hasil Pengujian ... 68
4.1.2 Pengujian Beta ... 72
4.2 Analisa AlgoritmaOcclusion Based Detection... 81
4.2.1 Analisa berdasarkan Jarak dan Waktu Pendeteksian ... 81
4.2.1.1 Grafik Hasil Analisa Jarak dan Waktu ... 85
4.2.2 Analisa Berdasarkan Itensitas Cahaya ... 86
4.2.3 Analisa Berdasarkan Kualitas Kamera ... 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 90
x
5.2. Saran ... 90
DAFTAR PUSTAKA ... 91
92
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Maharaindra, R. Bintang, “Berbagai Sistem Organ Tubuh Manusia dan
Fungsinya”.
http://kumpulantugassekolahnyarakabintang.blogspot.com/2014/11/berbaga i-sistem-organ-tubuh-manusia-dan.html [di akses pada 08 Desember 2014]. [2]. Drs. R. Soetarno, Ak, Rangkuman Pengetahuan Alam Lengkap. Semarang:
CV. Aneka Ilmu, anggota IKAPI, 2010.
[3]. Walesa Danto1, Agung Toto Wibowo2, Bedy Purnama3 "Analisis Metode Occlusion Based Pada Augmented Reality Studi Kasus: Interaksi Dengan Objek Virtual Secara Real Time Menggunakan Gerakan Marker. Bandung: 1,2,3 Teknik Informatika, Fakultas Informatika, Institut Teknologi Telkom, 2011.
[4]. Saafaat, H. Nazruddin, Android Pemrograman Aplikasi Mobile Smartphonecdan Tablet PC Berbasis Android. Bandung: Informatika,
2014.
[5]. Syaefulloh Nandang. " Unity 3d”.
http://nandangcuy.blogspot.com/2015/03/apa-sih-itu-unity-3d.html [di akses pada 03 Juni 2015]
[6]. Fernando, Mario. “Membuat Aplikasi Android Augmented Reality
Menggunakan Vuforia SDK dan Unity”. Manado: Buku AR Online, 2013.
[7]. Lévénez Éric., “Computer Languages History”. http://www.levenez.com/lang/ [di akses pada 03 Juni 2015]
[8]. Ariani, S. Rosa, dan Shalahuddin, M., 2014. Rekayasa Perangkat Lunak terstruktur dan Berorientasi Objek. Bandung: Informatika.
1
APLIKASI PEMBELAJARAN ORGAN TUBUH MENGGUNAKAN AUGMENTED REALITY BERBASIS ANDROID
Muhamad Dio Fudolla1, Sri Supatmi2
1,2Jurusan Sistem Komputer Universitas Komputer Indonesia, Bandung
1sayafudolla@gmail.com, 2sri_supatmi28@yahoo.com
ABSTRAK
Perkembangan teknologi saat ini semakin pesat. Salah satu perkembangannya adalah augmented reality atau yang biasa disebut dengan AR. Menurut Azuma (1997), augmented reality adalah teknologi yang menggabungkan benda maya tiga dimensi kedalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi dan menampilkannya dalam waktu nyata (real time)[3]. Saat ini masalah yang sedang dihadapi dunia pendidikan di Indonesia adalah masalah lemahnya proses pembelajaran. Media pembelajaran yang ada selama ini hanya berbasis pemahaman melalui buku, atau menggunakan alat peraga. Jika melalui buku maka peserta didik kebanyakan hanya akan mengerti teorinya saja, sedangkan jika menggunakan alat bantu peraga atau hanya menggunakan gambar untuk menampilkan objek pembahasan materi kepada peserta didik selain karena alasan biaya yang tidak murah, alat peraga juga mempunyai keterbatasan dalam jumlah dan fungsinya. Berdasarkan permasalahan tersebut dilakukan penelitian berupa
pembuatan sebuah aplikasi yang berjudul “Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan
Augmented Reality Berbasis Android”, dimana aplikasi yang tersebut dapat menampilkan bentuk organ
tubuh manusia secara tiga dimensi. Sehingga dengan aplikasi ini dapat membantu siswa dalam mempelajari organ tubuh manusia, yang meliputi organ pencernaan, organ vital, dan panca indera. Pada aplikasi ini akan ditambahkan fitur kuis yang berfungsi untuk mengevaluasi seberapa banyak materi yang dikuasai oleh siswa tersebut. Sistem dalam augmented reality bekerja dengan menganalisa secara real-time objek yang ditangkap dalam kamera. Dari hasil pengujian, aplikasi pembelajaran organ tubuh menggunakan augmented reality berbasis android menggunakan metode occlusion based detection dapat membantu siswa dalam belajar organ tubuh manusia khususnya organ vital, organ pencernaan, panca indera.
Kata kunci : Organ Tubuh, Augmented Reality, Occlusion Based Detection
1. PENDAHULUAN
Saat ini masalah yang sedang dihadapi dunia pendidikan di Indonesia adalah masalah lemahnya proses pembelajaran. Media pembelajaran yang ada selama ini hanya berbasis pemahaman melalui buku, atau menggunakan alat peraga. Jika melalui buku maka peserta didik kebanyakan hanya akan mengerti teorinya saja, sedangkan jika menggunakan alat bantu peraga atau hanya menggunakan gambar untuk menampilkan objek pembahasan materi kepada peserta didik selain karena alasan biaya yang tidak murah, alat peraga juga mempunyai keterbatasan dalam jumlah dan fungsinya.
Perkembangan teknologi saat ini semakin pesat. Salah satu perkembangannya adalah
augmented reality atau yang biasa disebut
dengan AR. Menurut Azuma (1997), augmented reality adalah teknologi yang menggabungkan
benda maya tiga dimensi kedalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi dan menampilkannya dalam waktu nyata (real time)
[3]. Dengan adanya teknologi AR ini, akan sangat berguna untuk proses pembelajaran,
dimana organ tubuh manusia yang meliputi organ pencernaan, organ vital, dan panca indera akan dipresentasikan secara visual melalui objek tiga dimensi. Sistem dalam augmented reality
bekerja dengan menganalisa secara real-time
objek yang ditangkap dalam kamera. Berkat perkembangan pesat teknologi smartphone, augmented reality tersebut bisa
diimplementasikan pada perangkat mobile yang
berbasis android.
Berdasarkan permasalahan tersebut dilakukan penelitian berupa pembuatan sebuah aplikasi yang berjudul “Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality
Berbasis Android”, dimana aplikasi yang
2
2. TEORI PENUNJANG
Organ Tubuh Manusia
Tubuh manusia terdiri dari satu sistem yang didalamnya terdiri atas organ-organ. Organ tubuh manusia tersebut terdiri atas berbagai macam jaringan yang dibangun atas sel-sel [1].
Organ adalah bagian tubuh yang tersusun dari jaringan-jaringan. Organ memiliki fungsinya masing-masing [1].
Organ Pencernaan
Organ pencernaan adalah alat penunjang sistem pencernaan pada manusia. Terdiri atas beberapa organ yang berawal dari mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar dan anus.
Organ Vital
Organ vital pada manusia terdiri dari otak, jantung, paru-paru, hati, dan ginjal. Jika salah satu organ tubuh vital tersebut mengalami gangguan atau penurunan fungsi, maka akan mempengaruhi kinerja organ tubuh lainnya. Organ vital tersebut bekerja dengan bantuan jaringan organ lainnya [1].
Alat Indra
Makhluk hidup mempunyai ciri-ciri yang salah satunya adalah peka terhadap rangsangan. Manusia memiliki alat untuk menerima rangsangan yang datang dari luar. Alat ini disebut alat indera. Berbagai rangsangan diterima oleh alat indera kita lalu disampaikan ke otak. Rangsangan tertentu ditanggapi oleh indera tertentu, misalnya cahaya ditanggapi oleh indera penglihatan dan seterusnya. Kita mempunyai lima alat indera, yaitu indera penglihatan (mata), indera pendengaran (telinga), indera pembau (hidung), indera pengecap (lidah), serta indera peraba (kulit). Semua itu disebut panca indera [2].
Augmented Reality
Augmented Reality (AR) adalah teknologi
yang memungkinkan komputer untuk menampilkan objek virtual secara tepat di
sebuah objek nyata secara realtime. Sistem AR
pertama kali dikembangkan di Sutherland pada tahun 1965, dan sampai sekarang terus berkembang pesat di berbagai bidang seperti kedokteran, manufaktur, hiburan, dan lain-lain. Sampai saat ini perkembangan AR terus terjadi, namun fokus perkembangan AR sendiri menurut [Feng, Henry, Been-Lirn, dan Billinghurst,2008] secara garis besar terbagi dalam 3 bidang yaitu [3]:
a. Teknologi Tracking
b. Teknologi penampilan c. Teknologi interaksi
Occlusion Based Detection
Occlusion Based Detection adalah metode
untuk mendeteksi ada tidaknya occlusion dalam
penampilan objek 3D. Pada [Gun A, Mark, dan Gerard, 2004] secara sederhana occlusion based detection hanya mendefinisikan kejadian
dimana satu marker tidak terdeteksi karena tertutup benda lain. Sedangkan pada [Volkert, Stephen, Mark, 2004] menggunakan occlusion based detection berdasarkan posisi koordinat 2D
dari dua objek yang ada[3].
Jika ada n objek yang diwakili matrik O, maka akan dihasilkan matrik O1, O2, . . . , On yang merupakan posisi proyeksi 1, objek-2, . . . , objek-n dilayar. Deteksi occlusion akan
dilakukan dengan pengecekan 2 objek misal dipilih objek-1 terhadap objek-2 maka akan dilakukan pengecekan syarat pertidaksamaan
point clipping berikut [Donald, dan Barker, Batas = Jarak terhadap batas marker
Hasil deteksi ini berupa nilai kebenaran yang merupakan dasar pendefinisian event dari
interaksi occlusion based detection jika
pertidaksaam (1) dan (2) terpenuhi [3].
Interaksi occlusion based detection adalah sebuah desain interaksi eksosentris [Hannah, Matthew, Rudi, dan Bruce, 2001] dimana dalam mendefinisikan event untuk menghasilkan
aksinya menggunakan metode occlusion based detection diatas. Berikut adalah Gambar 1.
Gambar 1 (a) Terjadi event (b) Tidak terjadi event [3]
Jika titik biru ditengah marker ptr adalah objek O1 dan titik hitam adalah objek O2 maka gambar 1 (a) dikatakan terjadi event karena
3
koordinat O1 (x,y) ada di dalam batas area O2. Sedangkan gambar 1 (b) tidak terjadi event
karena hanya memenuhi pertidaksamaan (2) (nilai O1 y ada dalam batas O2 y) namun tidak memenuhi pertidaksamaan (1) [3].
Android
Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencakup
sistem operasi, middleware, dan aplikasi.
Android menyediakan platform terbuka bagi
para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka. Awalnya Google Inc. membeli AndroidInc. yang merupakan pendatang baru
yang membuat piranti lunak untuk ponsel/smartphone [4].
Unity3D
Aplikasi Unity 3D adalah game engine
merupakan sebuah software pengolah gambar,
grafik, suara, input, dan lain-lain yang ditujukan untuk membuat suatu game, meskipun tidak selamanya harus untuk game. Contohnya adalah seperti materi pembelajaran untuk simulasi membuat SIM. Kelebihan dari game engine ini
adalah bisa membuat game berbasis 3D maupun 2D, dan sangat mudah digunakan [5].
Vuforia
Vuforia merupakan software untuk Augmented Reality yang dikembangkan oleh
Qualcomm, yang menggunakan sumber yang konsisten mengenai computer vision yang fokus
pada image recognition. Vuforia mempunyai
banyak fitur-fitur dan kemampuan, yang dapat membantu pengembangan untuk mewujudkan pemikiran mereka tanpa adanya batas secara teknikal [6].
Dengan support untuk iOS, Android, dan
Unity3D, platform Vuforia mendukung para
pengembang untuk membuat aplikasi yang dapat digunakan di hampir seluruh jenis
smartphone dan tablet [6].
3. PERANCANGAN SISTEM
Aplikasi yang dibangun berupa aplikasi pembelajaran yang bertujuan untuk membantu siswa yang ingin belajar organ tubuh manusia khususnya organ pencernaan, organ vital, dan panca indera. Dalam bentuk aplikasi yang lebih menarik dibandingkan dengan belajar secara
konvensional. Aplikasi ini terdiri dari beberapa
menu diantaranya:
2. Menu Augmented Reality
Dalam menu Augmented Reality user
dapat menggunakan marker atau memilih marker organ tubuh yang diinginkan khususnya mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, otak, jantung, paru-paru, hati, ginjal, mata, telinga, hidung, lidah, kulit. Kemudian akan menampilkan gambar tiga dimensi sesuai dengan marker yang digunakan, dan penjelasan dari gambar tersebut. Pendeteksian menggunakan metode
occlusion based detection.
3. Menu Kuis
Dalam menu Kuis user bisa menjawab
pertanyaan, untuk mengukur kemampuan siswa tersebut.
4. Menu Panduan
Dalam menu Panduan user akan
mendapatkan informasi tentang cara penggunaan dari aplikasi ini.
5. Menu Tentang Aplikasi
Dalam menu Tentang Aplikasi user akan
mendapatkan informasi tentang aplikasi ini.
6. Menu Keluar
Dalam menu Keluar user akan keluar dari
aplikasi.
Penjelasan tersebut tampak pada Gambar 2.
Gambar 2 Blok diagram aplikasi pembelajaran organ tubuh menggunakan augmented reality
berbasis android
Pengujian untuk perancangan sistem dilakukan dengan menggunakan pengujian
4
4. PENGUJIAN DAN ANALISA
Pengujian Alpha
Pengujian alpha dilakukan dengan
menggunakan metode Blackbox. Pengujian
Blackbox berfokus pada persyaratan fungsional
perangkat lunak untuk melihat apakah program aplikasi menghasilkan output yang diinginkan dan sesuai dengan fungsi dari program tersebut. Apabila dari input yang diberikan proses menghasilkan output yang sesuai dengan kebutuhan fungsionalnya, maka program aplikasi yang bersangkutan telah benar. Tetapi jika output yang dihasilkan tidak sesuai dengan kebutuhan fungsionalnya, maka masih terdapat kesalahan pada program. Rencana pengujian yang akan dilakukan pada sistem ini terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Rencana pengujian sistem
Rencana Pengujian Aplikasi
Tombol “Kuis” Black box
Memilih
“Kerongkongan” Black box
Memilih Marker
“Lambung” Black box
Memilih Marker
“Telinga” Black box
Memilih Marker
5
Pengujian Beta
Pengujian beta dilakukan dengan tujuan
untuk mengetahui sejauh mana kualitas dari perangkat lunak yang dibangun, apakah sudah sesuai dengan harapan atau belum. Pengujian beta dilakukan dengan cara melakukan wawancara dan kuisioner terhadap pengguna aplikasi.
Berikut adalah tabel dan skala hasil perhitungan. 1. Apakah tampilan Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis Android merupakan
aplikasi yang menarik ?
Tabel 2 Hasil pengujian kuesioner soal no 1
Jawaban Responden Persentase
Sangat Setuju 42 84%
Gambar 3 Skala hasil perhitungan soal no 1
2. Apakah Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality
Berbasis Android ini mudah digunakan ?
Tabel 3 Hasil pengujian kuesioner soal no 2
Jawaban Responden Persentase
Sangat Setuju 37 74%
Gambar 4 Skala hasil perhitungan soal no 2
3. Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis
Android ini dapat membantu dalam proses belajar?
Tabel 4 Hasil pengujian kuesioner soal no 3
Jawaban Responden Persentase
Sangat Setuju 36 72%
Gambar 5 Skala hasil perhitungan soal no 3
4. Materi yang ada di Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality Berbasis Android ini mudah untuk
dipahami?
Tabel 5 Hasil pengujian kuesioner soal no 4
Jawaban Responden Persentase
6
Gambar 6 Skala hasil perhitungan soal no 4
5. Aplikasi ini dapat menjadi aplikasi yang dapat meningkatkan pembelajaran dalam latihan soal ?
Tabel 6 Hasil pengujian kuesioner soal no 5
Jawaban Responden Persentase
Sangat Setuju 27 54%
Gambar 7 Skala hasil perhitungan soal no 5
Berdasarkan pengujian beta aplikasi ini sangat menarik untuk siswa Sekolah Dasar untuk lebih rajin belajar, dan aplikasi ini juga sangat membantu dalam proses belajar organ tubuh manusia khususnya organ vital, organ pencernaan dan panca indra. Karena selain mudah digunakan juga materi yang disajikan dalam aplikasi ini mudah untuk dipahami.
Hasil Analisa Algoritma Occlusion Based Detection
Tabel 7 Hasil deteksi marker berdasarkan jarak dan waktu deteksi untuk beberapa organ
No Marker Jarak
Berdasarkan analisa jarak dan waktu pendeteksian bahwa aplikasi ini semakin jarak marker jauh semakin lama waktu pendeteksian marker, sebaliknya jika jarak marker dekat maka semakin cepat terdeteksi, namun jika jarak marker terlalu jauh atau terlalu dekat marker tidak akan terdeteksi, kemudian analisa berdasarkan itensitas cahaya bahwa aplikasi ini bila kondisi cahaya gelap/sangat terang marker tidak akan terdeteksi, sedangkan saat kondisi cahaya redup/terang marker akan terdeteksi, dan dari hasil analisa berdasarkan kualitas kamera bahwa aplikasi ini menggunakan kualitas kamera 5 MP dan 13 MP marker terdeteksi.
5. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian mengenai Pembangunan Aplikasi Pembelajaran Organ Tubuh Menggunakan Augmented Reality
Berbasis Android, dapat disimpulkan bahwa: 1. Berdasarkan pengujian dan analisa aplikasi