VIRTUAL REALITY UNTUK PENGENALAN KAMPUS DI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
ANTHONIUS 111402089
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
VIRTUAL REALITY UNTUK PENGENALAN KAMPUS DI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi
ANTHONIUS 111402089
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : VIRTUAL REALITY UNTUK PENGENALAN KAMPUS
DI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Kategori : SKRIPSI
Nama : ANTHONIUS
Nomor Induk Mahasiswa : 111402089
Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
M. Fadly Syahputra, B.Sc M.Sc IT Romi Fadillah Rahmat, B.Comp. Sc M.Sc
NIP. 19830129 200912 1 003 NIP. 19860303 201012 1 004
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,
iii
PERNYATAAN
VIRTUAL REALITY UNTUK PENGENALAN KAMPUS DI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 9 Oktober 2015
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis sampaikah kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta restu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi.
Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc. M.Sc selaku pembimbing pertama dan Bapak Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc. M.Sc IT selaku pembimbing kedua yang telah membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini. Tanpa inspirasi serta motivasi yang diberikan dari kedua pembimbing, tentunya penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Muhammad Anggia Muchtar, ST. MM. IT sebagai dosen pembanding pertama dan Bapak Dani Gunawan sebagai dosen pembanding kedua yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditjukan kepada semua dosen serta semua pegawai pada program studi S1 Teknologi Informasi, yang telah membantu serta membimbing penulis selama proses perkuliahan.
Penulis tentunya tidak lupa berterima kasih kepada kedua orang tua penulis, Bapak penulis Matsen Kosasih, serta Ibu Christina Tjoa yang telah membesarkan penulis dengan sabar dan penuh cinta. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada kakak penulis, Ratna Yani Kosasih dan adik penulis, Winnie Kosasih, yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Penulis juga berterima kasih kepada seluruh anggota keluarga penulis yang namanya tidak dapat disebutkan satu satu.
v
ABSTRAK
Universitas Sumatera Utara (USU) merupakan salah satu universitas negeri yang memiliki lebih dari 100 bangunan dengan luas lantai secara keseluruhan lebih dari 133.141 meter persegi. Penyampaian informasi mengenai lokasi gedung kuliah menjadi sulit karena luas USU yang mencapai 93.4 Ha. Penyampaian informasi tersebut biasanya dilakukan secara lisan, video dan dalam bentuk dua dimensi seperti peta, poster ataupun brosur. Ketiga cara penyampaian tersebut tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk itu diperlukan suatu cara penyampaian baru yang dapat menutupi seluruh kekurangan tersebut. Solusinya yaitu dengan memanfaatkan teknologi virtual reality yang digabungkan dengan 3D modeling. Pembangunan aplikasi 3D Virtual Campus USU ini bertujuan untuk memperkenalkan sekaligus menginformasikan lokasi gedung-gedung kuliah yang terdapat di dalam USU secara menarik dan inovatif. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan pengenalan kampus di USU dapat menjadi lebih mudah dan seluruh mahasiswa USU dapat mengetahui dengan jelas lokasi gedung-gedung kuliah yang mereka perlukan.
VIRTUAL REALITY FOR CAMPUS INTRODUCTION
IN UNIVERSITY OF NORTH SUMATERA
ABSTRACT
University of North Sumatera (USU) is one of government’s university which has more than 100 buildings with total surface over 133.141 square metres. Information delivery regarding to college buildings’ location is difficult due to the vast area of USU which is over 93.4 hectare. The information is usually being delivered using video, orally, or written such as a map, poster or brochure. Those ways have their own advantages and disadvantages. Therefore, a new information delivery way is needed to cover all the disadvantages. The solution is by using virtual reality technology which is being combined with 3D modeling. The aim of 3D Virtual Campus USU development is to introduce and give the information about college buildings’ location in an interesting and innovative way. With this application, it is expected that campus introduction becomes easier and all students can know precisely the location of the college building they needed.
vii
2.3. Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS) 9
2.4. Texture Mapping 10
2.6. Ambient, Diffuse dan Specular 12
2.7. Penelitian Terdahulu 15
BAB 3 Analisis dan Perancangan 16
3.1. Arsitektur Umum 16
3.1.1. Pengumpulan Data 17
3.1.1.1. Peta Universitas Sumatera Utara (USU) 17
3.1.1.2. Tinjauan Lapangan 19
3.1.2. Modeling 21
3.1.3. Materialising and Texturing 23
3.1.3.1. Materialising 23
3.1.3.2. Texturing 24
3.1.4. Game Engine 25
3.1.4.1. Membangun Environment 25
3.1.4.2. Lighting 27
3.2. Rancangan Sistem 28
BAB 4 Hasil dan Pengujian Aplikasi 31
4.1. Result and Demonstration 31
4.1.1. Tampilan Splash Screen 31
4.1.2. Tampilan Welcoming Title 32
4.1.3. Tampilan Main Menu 32
4.1.4. Tampilan Profile 33
4.1.5. Tampilan Settings 33
4.1.6. Tampilan Exit 34
ix
4.1.8. Tampilan Hasil Modeling
4.1.8.1. Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi 36
4.1.8.2. Fakultas Kedokteran 37
4.1.8.3. Fakultas Pertanian 39
4.1.8.4. Fakultas Hukum 40
4.1.8.5. Fakultas Teknik 40
4.1.8.6. Fakultas Ekonomi 41
4.1.8.7. Fakultas Kedokteran Gigi 41
4.1.8.8. Fakultas Ilmu Budaya 42
4.1.8.9. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam 42 4.1.8.10. Fakultas Ilmu Sosial dan Politik 43 4.1.8.11. Fakultas Kesehatan Masyarakat 44
4.1.8.12. Fakultas Farmasi 44
Lampiran A: Data kuisioner Usability Testing 54
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 4.1. Tabel Rencana Pengujian 10
xi
DAFTAR GAMBAR
Hal. Gambar 2.1. Extrusion dari model 2D menjadi 3D 8 Gambar 2.2. Pemutaran penampang 2D terhadap sumbu z 9
Gambar 3.1. Arsitektur umum 16
Gambar 3.2. Peta USU 2D tahun 2011 17
Gambar 3.3. Peta USU berdasarkan Google Maps tahun 2015 18
Gambar 3.4. Peta 3D block USU 18
Gambar 3.5. Peta 3D hasil perbaikan 19
Gambar 3.6. Tinjauan lapangan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi 20 Gambar 3.7. Tinjauan lapangan Fakultas Kedokteran 20
Gambar 3.8. Tahapan planning 21
Gambar 3.9. Hasil dari tahap rough draft 21
Gambar 3.10. Hasil dari tahap rough detail draft 22 Gambar 3.11. Hasil dari tahap final detail model 22 Gambar 3.12. Model hasil penggabungan subdivision modeling dengan NURBS 23
Gambar 3.13. Pemberian material pada model 24
Gambar 3.14. Pemberian texture pada dinding 24
Gambar 3.15. Contoh sederhana virtual reality environment 26 Gambar 3.16. Pengaturan lighting yang berlebihan 27
Gambar 3.17. Pengaturan lighting yang baik 27
Gambar 3.18. Tampilan antarmuka Welcoming Title 28
Gambar 3.19. Tampilan antarmuka Main Menu 29
Gambar 3.21. Tampilan antarmuka Exit 30 Gambar 3.22. Tampilan antarmuka Shortcuts Menu 30
Gambar 4.1. Tampilan Splash Screen 31
Gambar 4.2. Tampilan Welcoming Title 32
Gambar 4.3. Tampilan Main Menu 32
Gambar 4.4. Tampilan Profile 33
Gambar 4.5. Tampilan Settings 33
Gambar 4.6. Tampilan Exit pada Main Menu 34
Gambar 4.7. Tampilan gedung kuliah jurusan Teknologi Informasi 34
Gambar 4.8. Tampilan Shortcuts Menu 35
Gambar 4.9. Tampilan Minimap 35
Gambar 4.10. Tampilan Exit setelah masuk ke dalam VR 36 Gambar 4.11. Gedung kuliah S1 Teknologi Informasi 36
Gambar 4.12. Gedung kuliah S3 Ilmu Komputer 37
Gambar 4.13. Gedung kuliah Fakultas Kedokteran 38
Gambar 4.14. Gedung Mikrobiologi 38
Gambar 4.15. Gedung Patologi Anatomi 39
Gambar 4.16. Salah satu gedung di Fakultas Pertanian 39 Gambar 4.17. Salah satu gedung di Fakultas Hukum 40 Gambar 4.18. Salah satu gedung di Fakultas Teknik 40 Gambar 4.19. Salah satu gedung di Fakultas Ekonomi 41 Gambar 4.20. Salah satu gedung di Fakultas Kedokteran Gigi 41 Gambar 4.21. Salah satu gedung di Fakultas Ilmu Budaya 42 Gambar 4.22. Salah satu gedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam 43
xiii
Gambar 4.24. Salah satu gedung di Fakultas Kesehatan Masyarakat 44
Gambar 4.25. Gedung kuliah Fakultas Farmasi 44
ABSTRAK
Universitas Sumatera Utara (USU) merupakan salah satu universitas negeri yang memiliki lebih dari 100 bangunan dengan luas lantai secara keseluruhan lebih dari 133.141 meter persegi. Penyampaian informasi mengenai lokasi gedung kuliah menjadi sulit karena luas USU yang mencapai 93.4 Ha. Penyampaian informasi tersebut biasanya dilakukan secara lisan, video dan dalam bentuk dua dimensi seperti peta, poster ataupun brosur. Ketiga cara penyampaian tersebut tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk itu diperlukan suatu cara penyampaian baru yang dapat menutupi seluruh kekurangan tersebut. Solusinya yaitu dengan memanfaatkan teknologi virtual reality yang digabungkan dengan 3D modeling. Pembangunan aplikasi 3D Virtual Campus USU ini bertujuan untuk memperkenalkan sekaligus menginformasikan lokasi gedung-gedung kuliah yang terdapat di dalam USU secara menarik dan inovatif. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan pengenalan kampus di USU dapat menjadi lebih mudah dan seluruh mahasiswa USU dapat mengetahui dengan jelas lokasi gedung-gedung kuliah yang mereka perlukan.
vi
VIRTUAL REALITY FOR CAMPUS INTRODUCTION
IN UNIVERSITY OF NORTH SUMATERA
ABSTRACT
University of North Sumatera (USU) is one of government’s university which has more than 100 buildings with total surface over 133.141 square metres. Information delivery regarding to college buildings’ location is difficult due to the vast area of USU which is over 93.4 hectare. The information is usually being delivered using video, orally, or written such as a map, poster or brochure. Those ways have their own advantages and disadvantages. Therefore, a new information delivery way is needed to cover all the disadvantages. The solution is by using virtual reality technology which is being combined with 3D modeling. The aim of 3D Virtual Campus USU development is to introduce and give the information about college buildings’ location in an interesting and innovative way. With this application, it is expected that campus introduction becomes easier and all students can know precisely the location of the college building they needed.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Virtual Reality (VR) pertama kali diberi nama pada tahun 1989 di beberapa majalah dan surat kabar oleh Jaron Lanier yang merupakan pendiri dari Perusahaan Penelitian VPL. VR merupakan teknologi yang menggunakan komputer dan teknologi elektronik untuk menghasilkan suasana realistis tiga dimensi sehingga pengguna dapat merasakan melalui penglihatan, pendengaran, sentuhan dan untuk membentuk dunia virtual (Liu, 2012) . Teknologi VR adalah sejenis teknologi antarmuka antara manusia dan mesin yang dapat secara nyata mensimulasikan orang-orang seperti berada di lingkungan alami termasuk dengan penglihatan, pendengaran, gerakan dan aksi lain. Tidak hanya dapat dengan jelas menggambarkan lingkungan secara nyata, tetapi VR juga memungkinkan pengguna untuk mengamati lingkungan virtual dan merasa seperti berada di tempat tersebut (Zhang & Zheng 2011). Walaupun memiliki banyak pendukung, ada juga orang yang menentang VR. Umumnya ini disebabkan oleh kurangnya pemahaman tentang teknologi dan kemampuan dari VR. Namun, VR telah berkembang pesat sejak pertama kali diusulkan pada tahun 1965.
2
dapat lebih mudah mengerti informasi yang diberikan, tetapi kekurangannya adalah tidak ada orang yang selalu stand-by untuk dapat memberikan informasi lengkap mengenai lokasi suatu tempat. Walaupun kita dapat menemukan orang yang bersedia memberikan informasi, kita tidak dapat memintanya untuk mengulang informasi tersebut berulang kali seperti memutar video jika kita memerlukan informasi tersebut lagi. Oleh karena itu virtualisasi terhadap lokasi suatu tempat dapat menjadi solusi yang paling baik karena dapat mengatasi semua kekurangan dari cara diatas dan memiliki segala kelebihannya.
Saat ini virtualisasi telah digunakan oleh banyak institusi pendidikan, organisasi, akademi medis untuk pendidikan, bisnis dan pemasaran. Virtualisasi suatu lokasi telah dilakukan sebelumnya oleh Prasetya, D.D. (2011). Ia membuat Virtual Tour 360o yang dikombinasikan dengan geolocation. Namun, ia hanya menggunakan gambar panorama 360o. Virtual Tour juga telah dilakukan oleh Alhabso et al. (2013). Mereka membuat penelitian visualisasi objek tiga dimensi pada Virtual Touring panorama 360o dengan menggunakan 3D Scanner untuk merekronstruksi objek tiga dimensi dan dilanjutkan dengan proses mesh decimation dan texture mapping. Penelitian ini juga menggunakan gambar panorama 360o. Penelitian lain mengenai Virtual Tour adalah yang dilakukan oleh Abror, N.M (2013). Ia mengenalkan budaya batik Jawa Tengah dan DIY menggunakan macromedia flash dalam pembuatan Virtual Tour-nya. Hasil dari penelitian tersebut kurang menarik dan memiliki kekurangan pada audio.
1.2. Rumusan Masalah
Universitas Sumatra Utara (USU) memiliki 151 Program Studi yang tersebar di atas tanah seluas 93.4 Ha. Terdapat lebih dari 100 bangunan dengan luas lantai secara keseluruhan 133.141 meter persegi. Walaupun setiap tahunnya terdapat lebih dari 1000 mahasiswa baru yang menjalani Orientasi Studi dan Pengenalan Kampus, tetapi tetap saja pengetahuan mengenai lingkungan kampus di USU masih tergolong rendah. Oleh karena itu, diperlukan suatu visualisasi virtual untuk kampus USU yang menunjukkan representasi visual yang jelas, menarik dan mendekati bentuk nyata kampus tersebut.
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah :
1. Mensimulasikan gedung-gedung kuliah di kampus USU dalam bentuk virtualisasi tiga dimensi (3D).
2. Menyampaikan informasi lokasi secara menyeluruh untuk pengenalan kampus di USU.
1.4. Batasan Masalah
Agar penelitian ini lebih terfokuskan pada proses pembuatan virtualisasi, maka dalam melakukan penelitian akan dibatasi pada hal-hal pokok sebagai berikut:
1. Virtualisasi hanya mencakup gedung-gedung kuliah USU. 2. Virtualisasi hanya mencakup eksterior bangunan.
3. Pengguna dapat melihat dan menjelajahi USU secara virtual dengan menggunakan sudut padang orang pertama.
1.5. Manfaat Penelitian
4
2. Sebagai media penyampaian informasi yang interaktif.
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan-tahapan yang akan dilakukan pada pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi Literatur dilakukan dalam rangka pengumpulan bahan referensi mengenai Virtual Reality, 3D modeling, materialising, texturing, lighting, dan game engine. 2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah dikumpulkan pada tahap sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai cara terbaik untuk memvisualisasikan kampus USU.
3. Pengumpulan Data
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan yaitu melalui peta USU 2D, tinjauan lapangan dan wawancara dengan ahli.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan 3D modeling, materialising, texturing, dan lighting terhadap gedung-gedung kuliah menggunakan data yang telah dikumpulkan sebelumnya dan mengaplikasikannya ke dalam game engine.
5. Evaluasi dan Analisis Hasil
Pada tahap ini dilakukan evaluasi serta analisis terhadap hasil yang didapatkan atas pengenalan kampus USU menggunakan Virtual Reality. Uji coba akan dilakukan untuk menemukan kekurangan yang bisa diperbaiki dengan usability testing. Proses uji coba melibatkan ahli arsitektur dan mahasiswa dengan mencoba sendiri aplikasi dekstop yang telah dihasilkan.
6. Dokumentasi dan Pelaporan
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri atas lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang dari peneltian yang dilaksanakan, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan yang dibahas pada penelitian ini. Teori-teori yang berhubungan dengan Virtual Reality, 3D modeling, materialising, texturing, lighting, dan game engine akan dibahas pada bab ini.
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini membahas analisis dan penerapan teknik Polygon Modeling, Non-Uniform Rational B-Splines, dan beberapa teknik Shading yang digunakan untuk membuat gedung 3D. Pada bab ini dijabarkan arsitektur umum yang digunakan.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan penerapan yang telah dijabarkan pada bab 3. Selain itu, hasil yang didapatkan dari pengujian yang dilakukan terhadap implementasi yang dilakukan juga dijabarkan pada Bab ini.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori penunjang serta penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan Virtual Reality, 3D modeling, materialising, texturing, lighting, dan game engine.
2.1. Virtual Reality (VR)
Virtual Reality (VR) pertama kali diberi nama pada tahun 1989 di beberapa majalah dan surat kabar oleh Jaron Lanier yang merupakan pendiri dari Perusahaan Penelitian VPL. VR merupakan teknologi yang menggunakan komputer dan teknologi elektronik untuk menghasilkan suasana realistis tiga dimensi sehingga pengguna dapat merasakan melalui penglihatan, pendengaran, sentuhan dan untuk membentuk dunia virtual (Liu, 2012) . Teknologi VR adalah sejenis teknologi antarmuka antara manusia dan mesin yang dapat secara nyata mensimulasikan orang-orang seperti berada di lingkungan alami termasuk dengan penglihatan, pendengaran, gerakan dan aksi lain. Tidak hanya dapat dengan jelas menggambarkan lingkungan secara nyata, tetapi VR juga memungkinkan pengguna untuk mengamati lingkungan virtual dan merasa seperti berada di tempat tersebut (Zhang & Zheng 2011). Oleh karena itu, teknologi VR membuka jalan baru untuk memvisualisasikan informasi spasial. Teknologi ini mempunyai tiga karakteristik, yaitu immersion, interactivity dan imagination (Feng, et al. 2010).
Saat ini, VR terus berkembang di bidang perencanaan kota, pembangunan perkotaan dan manajemen perkotaan (Su & Wang 2012). Tidak terbatas pada pembangunan kota, dunia virtual telah digunakan oleh banyak institusi pendidikan, organisasi, akademi medis untuk pendidikan, bisnis dan pemasaran, dan lainnya. Di bidang medis, virtual reality menyediakan banyak aset untuk rehabilitasi melebihi jangkauan metode tradisional (Rizo, et al. 2004). Salah satu pemanfaatannya yaitu dapat membantu dalam proses rehabilitasi pasien stroke (Sen, et al. 2015). Di bidang pemasaran, virtual reality dapat menjadi solusi untuk memperluas pemasaran suatu produk. Salah satu dunia virtual yang sangat terkenal adalah Second Life. Perusahaan seperti Apple, Sony Ericsson, Toyota dan Adidas telah memperluas pemasarannya hingga ke Second Life. Adidas menjual beberapa pakaian dan sepatunya melalui Second Life dan Toyota menggunakan Second Life sebagai sebuah showroom untuk beberapa mobil mereka (Rymaszewski, et al. 2007). IBM juga membangun kampus virtual di Second Life. Mereka menemukan bahwa platform seperti itu dapat digunakan untuk berdiskusi dalam berbisnis. Mereka juga percaya bahwa mereka dapat mempererat relasi dengan rekan bisnis mereka yang sudah terjalin saat ini (IBM, 2010). Sony Ericsson memasuki Second Life untuk memberikan informasi tentang inovasi dari produk mereka secara detil. Avatar yang dilatih khusus untuk mempromosikan produknya bahkan ada disana untuk menjawab dan membantu jika ada pertanyaan mengenai produknya (Sony Ericsson, 2007).
Virtual Reality telah berkembang dengan pesat sejak pertama kali diusulkan pada tahun 1965. Amerika pertama kali menggunakan VR untuk kepentingan militer dan Jepang memfokuskan VR untuk pengembangan game skala besar. Di China, bidang VR masih dalam tahap eksplorasi. Beberapa universitas negeri di China telah membangun sistem VR atau kampus virtual agar orang lain dapat menjelajahi kampus tersebut secara virtual. Saat ini sudah ada 29 universitas di dunia yang sepenuhnya merupakan kampus virtual (Chen, et al. 2015). Menurut Liu (2014), penelitian dan aplikasi kampus virtual berbasis 3D mempunyai potensi yang sangat bagus.
8
Virtual Tour menggunakan model 3D dan mengintegrasikannya dengan Oculus Rift sehingga pengalaman Virtual Tour akan lebih jelas dan menarik.
2.2. Polygon Modeling
Modeling adalah proses membuat objek yang ada pada kenyataan menjadi objek virtual yang direpresentasikan menjadi objek 3D (Suwarto, et al. 2014). 3D polygon modeling adalah sebuah proses pembuatan sebuah objek 3D dengan menentukan poligon-poligon yang membentuk objek itu.
Poligon dipilih karena beberapa pertimbangan. Pertama, poligon merupakan standar dari grafik 3D primitif. Kedua, kebanyakan algoritma grafik 3D mengasumsikan adegan berbasis poligon. Ketiga, algoritma poligon umum diterapkan dalam perangkat keras. Terakhir, hampir semuanya adalah poligon.
Metode dalam membuat polygonal meshes, yaitu :
a. Meng-extrude poligon ataupun lengkungan 2D. Extrusion adalah proses perpindahan penampang 2D melalui ruang untuk membuat 3D yang padat. Contoh hasil extrusion dapat dilihat pada gambar 2.1. dibawah ini.
Gambar 2.1. Extrusion dari model 2D menjadi 3D
Gambar 2.2. Pemutaran penampang 2D terhadap sumbu z
Pada gambar 2.2. sebelah kiri merupakan sebuah model gelas 2D yang kemudian di putar terhadap sumbu z untuk menghasilkan model 3D yang padat seperti pada gambar 2.2. sebelah kanan.
Ada banyak keuntungan dalam polygon modeling, yaitu jumlah sisi yang tidak terbatas, mudah untuk digabungkan, mudah untuk dimanipulasi dan kemudahan untuk digunakan. Tetapi keuntungan utama dari polygon modeling adalah kecepatan pemrosesan yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan representasi lain, seperti NURBS.
Polygon modeling akan menjadi teknik utama yang digunakan dalam penelitian ini walaupun polygon modeling membutuhkan banyak polygon untuk mampu secara akurat membentuk suatu permukaan melengkung dan menyebabkan kecepatan pemrosesan model 3D menjadi lambat, hal ini tidak menjadi masalah besar dalam penelitian ini sebab dalam penelitian ini, objek yang melengkung dibuat menggunakan teknik Non-Uniform Rational B-Splines.
2.3. Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS)
10
membutuhkan suatu cara untuk menggambar sebuah kurva yang halus melalui serangkaian titik. Solusi saat itu adalah dengan meletakkan beban bundar yang terbuat dari besi (knots) pada serangkaian titik lalu membengkokkan sebuah lempengan besi tipis atau balok kayu (spline) melalui knots tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan suatu cara matematis untuk menggambarkan bentuk kurva.
NURBS merupakan singkatan dari Uniform Rational B-Splines. Non-Uniform mengacu pada parameterisasi kurva. Kurva yang non-uniform memungkinkan adanya multi-knots yang diperlukan untuk merepresentasi kurva Bezier. Rational mengacu pada representasi matematika yang memungkinkan NURBS untuk mewakili conics secara tepat seperti kurva parabola, lingkaran, elips, dan kurva bentuk bebas. B-Splines mengacu pada sepenggal kurva polynomial yang memiliki representasi parametrik.
Teknik modeling NURBS sangat cocok untuk membuat model 3D melengkung. NURBS memiliki floating points error yang stabil, membutuhkan sedikit memori dan mampu merepresentasikan segala jenis kurva maupun permukaan (Lavoie, 1999). Jadi untuk menutupi kekurangan dari polygon modeling, NURBS akan digunakan untuk membuat model 3D dari beberapa objek melengkung yang membutuhkan banyak polygon.
2.4. Texture Mapping
kompleksitas model dan dapat merepresentasikan objek secara lebih akurat dan mendekati kenyataan.
Selain warna, texture mapping dapat digunakan untuk menentukan banyak parameter dari suatu permukaan. Ini termasuk gangguan dari permukaan vektor normal untuk mensimulasikan permukaan yang bergelombang (bump mapping), transparancy mapping untuk memodulasi opacity dari suatu permukaan yang tembus pandang, specularity mapping untuk memberi variasi pada kilauan suatu permukaan, dan illumination mapping untuk memodelkan distribusi dari cahaya yang datang dari segala arah (Heckbert, 1989).
Texture Mapping (Pemetaan Tekstur) berfungsi untuk memberi tampilan yang jauh lebih kompleks dari sebuah polygon yang sederhana. Teknik ini diciptakan oleh Edwin Catmull pada tahun 1974..
2.5. Shading
Shading merupakan metode atau teknik dalam rendering (pembentukan gambar yang mengandung model geometris untuk menghasilkan gambar yang lebih realistis). Pemberian bayangan (shading) merupakan proses penentuan warna dari semua pixel yang menutupi permukaan menggunakan model illuminasi (pencahayaan).
Salah satu cara untuk menampilkan objek 3 dimensi agar terlihat nyata adalah dengan menggunakan shading. Shading adalah cara menampilkan objek 3 dimensi dengan mewarnai permukaan objek tersebut dengan memperhitungkan efek-efek cahaya. Efek-efek cahaya yang dimaksud adalah ambient, diffuse, dan specular.
Metode shading yang digunakan adalah Flat Shading, Gouraud Shading, dan Phong Shading. Metode pengarsiran yang paling sederhana adalah flat shading. Metode ini hanya sekali menghitung intensitas untuk tiap-tiap poligon pada objek. Hasil yang didapatkan tentu saja tidak memuaskan, batas-batas antar poligon terlihat jelas sehingga objek akan kelihatan kotak-kotak.
Langkah-langkah yang dilakukan untuk mengarsir poligon adalah sebagai berikut:
1. Mencari vektor normal
12
3. Menghitung intensitas pencahayaan dari poligon tersebut.
4. Kemudian, seluruh poligon tersebut diarsir dengan intensitas yang telah dihitung. (Windasari, et al. 2011)
Untuk mendapatkan hasil yang lebih halus saat mengarsir poligon, digunakan metode gouraud shading. Perbedaan antara gouraud shading dengan flat shading adalah pada gouraud shading, intensitas tiap poligon dihitung pada titik-titik sudut yang membentuk poligon tersebut. Setelah semua intensitas pada tiap titik sudut poligon tersebut telah diketahui, dilakukan kalkulasi intensitas untuk tiap titik yang dibatasi oleh poligon tersebut dengan cara menginterpolasi (interpolasi = mencari nilai antara) intensitas pada sudut-sudut penyusun poligon tersebut (Windasari, et al. 2011). Teknik Phong shading mirip dengan gouraud shading. Perbedaannya terletak pada saat melakukan interpolasi. Pada teknik sebelumnya, yang diinterpolasi adalah intensitas pada titik-titik sudut penyusun poligon yang sebelumnya telah dihitung terlebih dahulu, pada teknik ini, yang diinterpolasi adalah vektor normal (yang telah dirata-rata) dari titik-titik sudut penyusun poligon untuk mendapatkan vektor normal pada titik yang akan diarsir, dan melakukan perhitungan intensitas pada titik tersebut. Oleh karena perhitungan intensitas dilakukan setiap kali akan mengarsir, maka beban komputasi dari teknik ini akan meningkat drastis daripada teknik sebelumnya. Namun demikian, hasil yang diperoleh akan lebih baik jika dibandingkan dengan teknik sebelumnya, terutama dalam perhitungan pencahayaan yang lebih rumit. Dengan teknik ini perhitungan pencahayaan akan lebih akurat karena tiap titik yang akan diarsir memiliki vektor normal tersendiri, berbeda dengan teknik sebelumnya yang
hanya menghitung intensitas padabeberapa titik dan “memperkirakan” intensitas pada
titik lainnya (Windasari, et al. 2011). 2.6. Ambient, Diffuse dan Specular
Walaupun sebuah benda tidak terkena cahaya secara langsung, benda tersebut masih dapat terlihat. Hal ini terjadi karena adanya cahaya yang dipantulkan secara tidak langsung oleh benda di sekitarnya. Model pencahayan sederhana ini disebut cahaya ambient. Benda yang hanya dikenai cahaya ambient akan terlihat sangat datar (Windasari, et al. 2011).
Intensitas ambient pada suatu obyek dapat dicari dengan persamaan : I = Ia * Ka
dimana :
I = Intensitas yang dihasilkan Ia = Intensitas ambient Ka = Koefisien ambient
Saat sebuah benda dikenai cahaya, maka intensitas cahaya akan dipantulkan rata ke semua arah. Inilah yang disebut cahaya diffuse (Windasari, et al. 2011). Diffuse tergantung dari besarnya sudut yang dibentuk antara sinar dari lampu ke titik tabrak pada obyek dengan normal obyek. Sehingga posisi lampu sangat mempengaruhi efek diffuse ini.
Intensitas diffuse dapat dicari dengan hukum Lambertian sebagai berikut: I = Ip * Kd (cosθ)
Dari persamaan intensitas diffuse tersebut cos θ dapat dihitung dengan melakukan dot product antara sinar dari lampu ke titik tabrak obyek dengan normal obyek itu, masing-masing merupakan unit vektor. Sehingga didapat persamaan baru :
I = Ip * Kd * ( L • N ) dimana :
I = Intensitas yang dihasilkan
Ip = Intensitas diffuse dari sumber cahaya „x‟ Kd = Koofisien diffuse
14
L = Vektor dari titik tabrak ke sumber cahaya
θ = Sudut antara N dan L
Pada benda berkilau, terdapat sebidang daerah yang terang pada permukaan benda yang letaknya tergantung dari sudut pandang terhadap benda. Efek cahaya ini disebut pencahayaan specular (Windasari, et al. 2011).
Semakin mengkilap permukaan suatu obyek maka makin jelas bayangan sumber cahaya yang terlihat pada permukaan obyek tersebut. Untuk mencari intensitas specular dapat digunakan persamaan sebagai berikut :
I = Ip * Ks (cos θ ) n
Dari persamaan intensitas specular tersebut cos θ menggunakan dot product antara
arah pantulan dengan negasi dari arah sinar, sehingga menjadi : I = Ip * Ks * ( R • V ) n
dimana :
I = Intensitas yang dihasilkan
Is = Intensitas specular dari sumber cahaya „x‟
Ks = Koofisien specular
n = Variabel yang menentukan luas area yang berkilau jika terkena cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya (bila n semakin besar maka cahaya semakin terfokus atau area yang berkilau menjadi lebih kecil)
R = Arah pantulan, berupa unit vektor V = Negasi dari arah sinar
Sedangkan vektor R diperoleh dari :
S + 2 * ( S • N ) * N dimana :
2.7. Penelitian Terdahulu
Virtualisasi suatu lokasi telah dilakukan sebelumnya oleh beberapa orang. Beberapa diantaranya adalah Prasetya, D. D. (2011), Alhabso et al. (2013), dan Abror, N. M. (2013).
Penelitian yang dilakukan oleh Didik Dwi Prasetya berjudul Aplikasi Virtual Tour Berbasis Web Sebagai Media Promosi Pariwisata. Dalam penelitian tersebut Didik menggunakan sekumpulan gambar yang didukung dengan musik, narasi dan teks untuk mensimulasikan suatu lokasi pariwisata. Kunci keberhasilan dan sekaligus komponen utama Virtual Tour tersebut adalah gambar panorama. Selain itu, Virtual Tour tersebut juga dikombinasikan dengan layanan geolocation untuk pemetaan lokasi. Tujuan utama dari penelitiannya adalah sebagai media promosi dan pemasaran pariwisata yang inovatif dan komunikatif dengan jangkauan luas.
Penelitian yang dilakukan oleh Nurul Mizaanatul Abror berjudul Prototype Virtual Tour Museum pada E-Supermuseum untuk Mengenalkan Budaya Batik Jawa Tengah dan DIY. Dalam penelitian tersebut Nurul tidak menggunakan audio dan video, melainkan hanya menggunakan sekumpulan gambar dan teks untuk memberikan informasi. Gambar dan teks tersebut kemudian disusun dan diproses menggunakan Macromedia Flash yang kemudian hasil akhirnya akan diupload ke website.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini membahas data yang digunakan, penerapan salah satu teknik Polygon Modeling dan Non-Uniform Rational B-Splines yang digunakan untuk membuat gedung 3D. Pada bab ini dijabarkan juga arsitektur umum yang digunakan.
3.1 Arsitektur Umum
3.1.1 Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari tiga sumber, yaitu dari peta USU, hasil tinjauan lapangan dan hasil wawancara dengan ahli.
3.1.1.1 Peta Universitas Sumatera Utara (USU)
Peta USU yang digunakan terbagi menjadi peta dua dimensi dan peta tiga dimesi. Peta dua dimensi berasal dari peta yang dicetak tahun 2011 oleh USU Press pada Dies Natalis Ke-59 USU (Gambar 3.2) dan peta yang berasal dari Google Maps (Gambar 3.3).
18
Gambar 3.3 Peta USU berdasarkan Google Maps tahun 2015
Peta tiga dimensi yang sudah ada selama ini dimiliki oleh Jurusan Teknik Arsitektur yang merupakan peta block seperti yang terlihat pada gambar 3.4 dibawah ini.
Peta tersebut kemudian dikembangkan menjadi lebih baik oleh salah satu dosen Jurusan Arsitektur USU, Devin Defriza Harisdani S.T. M.T. bersama timnya menjadi seperti yang terlihat pada Gambar 3.5 dibawah ini.
Gambar 3.5. Peta 3D hasil perbaikan
3.1.1.2 Tinjauan Lapangan
20
Gambar 3.6. Tinjauan lapangan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Gambar 3.6. diatas dan gambar 3.7. dibawah ini diambil menggunakan kamera belakang Samsung Galaxy S IV (13MP) pada siang hari. Agar didapatkan hasil modeling yang baik maka dalam tinjauan lapangan diambil gambar dari berbagai sudut.
3.1.2 Modeling
Model 3D yang dibangun dalam penelitian ini merupakan solid 3D model agar hasilnya lebih realistis. Teknik yang dipakai dalam modeling ada dua, yaitu Subdivision Modeling dan NURBS/Spline Modeling.
Subdivision Modeling merupakan salah satu teknik Polygon Modeling. Tahapan-tahapan dalam Subdivision Modeling dapat dibagi menjadi Planning, Rough Draft, Rough Detail Draft, Final Detail, dan Clean Up. Tahap planning dimulai dengan mengukur dan menghitung ukuran model yang akan dibangun. Tahapan planning dapat dilihat pada gambar 3.8. dibawah ini.
Gambar 3.8. Tahapan planning
Setelah pengukuran selesai dilakukan, maka tahap rough draft akan dimulai dengan memilih objek-objek geometri primitif, misalnya cube, cylinder, sphere, cone, pyramid, dan torus. Objek-objek tersebut kemudian ditempatkan pada posisi sesuai dengan hasil planning. Contoh hasil dari tahap rough draft dapat dilihat pada gambar 3.9. dibawah ini.
22
Bentuk dari model bangunan sudah dapat terlihat pada tahap ini walaupun model tersebut belum mempunyai detail sesuai dengan model asli. Oleh karena itu pada tahap rough detail draft akan dilakukan proses refinement untuk memperbaiki dan memperhalus objek geometri tersebut hingga detail dari model terlihat. Contoh hasil dari proses refinement dapat dilihat pada gambar 3.10. dibawah ini.
Gambar 3.10. Hasil dari tahap rough detail draft
Proses refinement akan dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan final detail model. Setelah hasil akhir sesuai dengan model asli maka objek geometri yang tidak diperlukan dihapus pada tahap clean up. Contoh hasil dari tahap final detail model dapat dilihat pada gambar 3.11. dibawah ini.
Untuk model lengkung teknik subdivision modeling tidak akan dapat digunakan. Oleh sebab itu maka teknik Non-uniform Rational B-Spline (NURBS)/spline modeling juga diperlukan. Berbeda dengan subdivision modeling yang merupakan polygonal geometry, pada NURBS/spline modeling ini model tidak mempunyai faces, edges, maupun vertices. Model NURBS dibangun dengan menggunakan dua atau lebih bezier curves atau disebut juga dengan splines. Model yang dibangun menggunakan teknik NURBS dapat dilihat pada gambar 3.12. dibawah ini.
Gambar 3.12. Model hasil penggabungan subdivision modeling dengan NURBS
3.1.3 Materialising and Texturing
3.1.3.1 Materialising
24
Gambar 3.13. Pemberian material pada model
3.1.3.2 Texturing
Berbeda dengan material yang mengandung parameter untuk menentukan bagaimana cahaya berinteraksi dengan model, texture hanya berisi data bitmap yang diaplikasikan pada permukaan model. Dengan kata lain, pemberian texture hanya akan mengubah warna permukaan model tanpa dipengaruhi oleh cahaya. Sehingga untuk model yang hanya dilapisi dengan cat, maka material tidak diperlukan, melainkan pemberian texture saja sudah cukup. Pada gambar 3.14. dibawah dapat dilihat pemberian texture pada dinding. Texture tersebut merupakan custom texture yang dibuat berdasarkan foto hasil tinjauan lapangan.
3.1.4 Game Engine
Game engine yang digunakan dalam penelitian ini adalah Unity3D versi 5. Unity3D adalah salah satu perlengkapan untuk membuat virtual reality yang paling terkenal dengan tiga bahasa yang didukung: JavaScript, C# dan Boo (Wang, et al. 2010). Dalam game engine inilah lingkungan untuk Virtual Reality dibangun. Membangun lingkungan yang dimaksud adalah pemberian objek-objek yang merepresentasikan lingkungan sekitar, misalnya pohon dan rumput. Pengaturan terrain juga diperlukan misalnya mengatur kecepatan angin dan mengatur tinggi rendahnya suatu permukaan. Lighting akan diberikan agar dapat memvisualisasikan kondisi kampus pada waktu yang berbeda, misalnya pada siang hari dan malam hari.
3.1.4.1. Membangun Environtment
Lingkungan merupakan aspek yang sangat penting dalam Virtual Reality dan harus dibangun dengan hati-hati agar dapat memberikan immersive experience kepada pengguna. Lingkungan virtual yang bersifat immersive dapat memberikan pengguna sensasi seolah-olah secara fisik berada di dunia maya (Sharma, et al. 2015). Sekitar 80% informasi yang dirasakan manusia berasal dari mata, maka persepsi visual adalah yang paling penting (Ying, 2010). Oleh karena itu, lingkungan virtual merupakan kunci agar pengguna dapat berinteraksi secara sempurna dengan dunia tersebut dan memungkinkan pengguna itu bereksplorasi menggunakan imajinasinya hingga pengguna tersebut tidak menyadari lingkungan sekitarnya dalam dunia nyata. Ada banyak jenis virtual reality environment. Beberapa diantaranya adalah Semi-Immersive Virtual Reality, CAVE Fully Semi-Immersive Virtual Reality, dan Collaborative Virtual Environment. Masing-masing dari jenis environment tersebut memiliki tingkat immersion yang berbeda.
26
dimensi biasanya akan digunakan layar cekung yang sangat besar dan menggunakan sistem proyeksi seperti dalam bioskop IMAX. Pengguna tidak akan mendapatkan fully immersive experience melainkan hanya partly immersive experience. Keuntungannya adalah kemudahan dalam menikmati environment ini dan harganya yang relatif rendah.
Sesuai dengan namanya, CAVE Fully Immersive Virtual Reality, pengguna dapat merasakan total immersion yang disebut juga dengan telepresence. Telepresence merupakan istilah dimana seseorang dapat sepenuhnya melupakan dunia nyata karena digantikan dengan virtual environment. Untuk dapat merasakan pengalaman ini, pengguna harus masuk ke dalam suatu ruangan berbentuk seperti kubus dan memakai HMD. Di dalam ruangan tersebut umumnya akan terdapat dinding dan lantai khusus untuk proyeksi, speaker di berbagai sudut, dan sensor pelacak pada dinding. Gambar tiga dimensi akan diproyeksikan pada dinding, lantai dan HMD. Interaksi dapat terjadi melalui alat input berupa joystick, tongkat, maupun haptic device seperti data gloves.
Virtual environment yang dibangun dalam penelitian ini akan dapat dinikmati hanya dengan memakai HMD dan menggunakan alat input berupa keyboard atau mouse. Objek yang digunakan untuk membangun lingkungan berasal dari asset store yang disediakan oleh game engine Unity. Contoh sederhana dari hasil pembangunan virtual reality environment dapat dilihat pada gambar 3.15. dibawah ini.
3.1.4.2 Lighting
Agar virtual environment yang dibangun tampak lebih realistis, maka biasanya ada minimal satu sumber cahaya (Geig, M., 2014). Pencahayaan yang paling umum digunakan dalam penelitian ini adalah directional light untuk memvisualisasikan cahaya matahari dan point light untuk memvisualisasikan cahaya yang dihasilkan dari bola lampu. Pencahayaan yang berlebihan dapat menyebabkan model yang seharusnya tidak bercahaya menjadi tampak mengeluarkan cahaya seperti pada batang pohon di gambar 3.16. dibawah ini.
Gambar 3.16. Pengaturan lighting yang berlebihan
Intensitas cahaya yang diberikan harus diperhatikan agar objek tidak kelihatan pucat. Perbedaan waktu juga turut mempengaruhi intensitas cahaya. Contoh pengaturan cahaya yang baik pada waktu siang hari dapat dilihat pada gambar 3.17. dibawah ini.
28
3.2 Rancangan Sistem
Aplikasi 3D Virtual Campus USU dibangun dalam ruang lingkup dekstop dan dapat digunakan dalam sistem operasi Windows, Macintosh dan Linux. Dalam penggunaannya, akan dibutuhkan sebuah HMD dan sebuah komputer beserta keyboard dan mouse.
User interface (antarmuka pengguna) akan dibangun sesederhana mungkin, tetapi tidak mengesampingkan aspek keindahan sehingga pengguna akan tertarik untuk menggunakan aplikasi tersebut. User interface yang akan dibangun meliputi Welcoming Title, Main Menu, dan Shortcut Menu.
User interface untuk welcoming title yang akan dibangun dapat dilihat pada gambar 3.18. dibawah ini.
Gambar 3.18. Tampilan antarmuka Welcoming Title
Virtual Reality tersebut merupakan sebuah tombol yang jika ditekan akan mengarahkan pengguna ke menu utama. Welcoming title ini berguna untuk memberikan tampak sekilas ke dalam aplikasi kepada calon pengguna yang tidak sedang memakai HMD karena pada saat ada pengguna yang sedang menggunakan aplikasi tersebut, pada layar hanya akan tampak bentuk aneh seperti lensa kacamata. Selain itu welcoming title juga berguna sebagai idle scene pada saat tidak ada pengguna yang menggunakan aplikasi ini.
Welcome text
Background Virtual Reality Environment
User interface untuk main menu yang akan dibangun dapat dilihat pada gambar 3.19. dibawah ini.
Gambar 3.19. Tampilan antarmuka Main Menu
Pada main menu tersebut 4 tombol yang dapat dipilih pengguna yaitu Start VR, Profile, Settings, dan Exit. Tombol Start VR akan memulai Virtual Reality USU. Tombol Profile akan memperlihatkan nama-nama orang yang berpartisipasi dalam penyelesaian penelitian ini. Tombol Settings akan membawa pengguna pada halaman dimana pengguna dapat mengatur waktu yang diinginkan untuk melihat USU dan mengatur suara. User interface untuk Settings dapat dilihat pada gambar 3.20. dibawah ini.
Gambar 3.20. Tampilan antarmuka Settings
Background Virtual Reality Environment
Main Menu
Start VR
Settings
Profile
Exit
Settings Time
Day Dawn Night Sound
30
Tombol Exit akan membawa pengguna keluar dari aplikasi. User interface untuk Exit dapat dilihat pada gambar 3.21. dibawah ini.
Gambar 3.21. Tampilan antarmuka Exit
Di dalam Virtual Reality USU nantinya pengguna akan dapat melihat tombol-tombol shortcut yang tersedia dengan menekan tombol Tab. User interface untuk shortcut menu yang akan dibangun dapat dilihat pada gambar 3.22. dibawah ini.
Gambar 3.22. Tampilan antarmuka Shorcuts Menu Are you sure want to exit?
No Yes
Background Virtual Reality Environment
Minimap Toggle (N) Sound On/Off (O) Main Menu (M) Exit (Esc)
HASIL DAN PENGUJIAN APLIKASI
Bab ini menjelaskan mengenai implementasi sesuai dengan hasil perancangan aplikasi pada Bab 3. Proses implemetasi yang dilakukan memanfaatkan developing tool Unity3D untuk membangun aplikasi. Fungsi-fungsi yang ada di dalam program menggunakan bahasa C# dan Javascript.
4.1. Result and Demonstration
4.1.1. Tampilan Splash Screen
Tampilan splash screen merupakan tampilan awal sebelum masuk ke menu. Ketika aplikasi dijalankan maka akan muncul tampilan splach screen aplikasi seperti pada gambar 4.1. dibawah ini.
32
Splash screen tersebut menunjukkan tiga perbedaan waktu yang tersedia di dalam aplikasi, yaitu malam, pagi dan fajar. Splash screen akan muncul selama delapan detik. Waktu tersebut digunakan untuk mengload assets yang diperlukan pada scene berikutnya.
4.1.2. Tampilan Welcoming Title
Setelah splash screen selanjutnya akan muncul tampilan welcoming title. Pada welcoming title ditampilkan sedikit tampilan di dalam aplikasi. Tampilan welcoming title dapat dilihat pada gambar 4.2. dibawah ini.
Gambar 4.2. Tampilan Welcoming Title
4.1.3. Tampilan Main Menu
Pada tampilan main menu terdapat 4 pilihan, yaitu Start VR, Profile, Settings, dan Exit. Tampilan main menu dapat dilihat pada gambar 4.3. dibawah ini.
4.1.4. Tampilan Profile
Pada profile ditampilkan nama semua orang yang berperan dalam penyelesaian penelitian ini. Tampilan profile dapat dilihat pada gambar 4.4. dibawah ini.
Gambar 4.4. Tampilan Profile
4.1.5. Tampilan Settings
Pada settings terdapat pengaturan untuk waktu dan suara. Tampilan settings dapat dilihat pada gambar 4.5. dibawah ini.
34
4.1.6. Tampilan Exit
Tampilan ini muncul saat tombol Exit ditekan. Tampilan exit dapat dilihat pada gambar 4.6. dibawah ini.
Gambar 4.6. Tampilan Exit pada Main Menu
4.1.7. Tampilan Dalam VR USU
Setelah tombol Start VR pada main menu ditekan, maka Virtual Reality USU ditampilkan. Pada saat dimulai, pengguna akan langsung ditempatkan di depan gedung kuliah Jurusan Teknologi Informasi seperti pada gambar 4.7. dibawah ini.
Pengguna akan dapat menjelajahi USU dengan bergerak bebas menggunakan tombol pada keyboard dan melihat sekeliling dengan memakai Oculus Rift. Tombol pada keyboard tersebut meliputi tombol A untuk bergerak ke kiri, tombol D untuk bergerak ke kanan, tombol W untuk bergerak ke depan, tombol S untuk bergerak ke belakang, tombol spasi untuk meloncat, tombol Tab untuk melihat shortcuts menu dan tombol Esc untuk keluar dari aplikasi. Pada shortcuts menu pengguna akan diperlihatkan sejumlah shortcuts untuk mempermudah pengguna melakukan beberapa hal. Tampilan shorcuts menu dapat dilihat pada gambar 4.8. dibawah ini.
Gambar 4.8. Tampilan Shortcuts Menu
Tombol P akan memperlihatkan kepada pengguna peta USU secara lengkap dari tampak atas. Tombol I akan mengaktifkan maupun meng-nonaktifkan minimap. Tampilan minimap dapat dilihat pada gambar 4.9. dibawah ini.
36
Minimap akan muncul pada bagian kanan atas di layar. Fungsi dari minimap yaitu memperlihatkan posisi pengguna setiap saat. Tombol O akan mengaktifkan maupun meng-nonaktifkan semua suara yang terdapat dalam aplikasi. Tombol M akan membawa pengguna kembali ke main menu. Tombol Esc akan membawa pengguna keluar dari aplikasi. Tampilan saat tombol Esc ditekan dapat dilihat pada gambar 4.10. dibawah ini.
Gambar 4.10. Tampilan Exit setelah masuk ke dalam VR
4.1.8. Tampilan Hasil Modeling
4.1.8.1 Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi ada 4, yaitu gedung kuliah S1 Teknologi Informasi, gedung kuliah S1 Ilmu Komputer, gedung kuliah S2 Teknologi Informasi dan gedung kuliah S3 Ilmu Komputer.
Hasil modeling gedung kuliah S1 Teknologi Informasi yang memiliki 24.081 faces dapat dilihat pada gambar 4.11. dibawah ini.
Gedung kuliah S1 Teknologi Informasi yang memiliki bentuk yang sama dengan gedung kuliah S1 Ilmu Komputer tersebut dibuat hanya dengan menggunakan teknik polygon modeling karena tidak terdapat lengkungan pada bangunan. Gedung tersebut kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai 73.256.
Hasil modeling gedung kuliah S3 Ilmu Komputer yang memiliki 11.745 faces dapat dilihat pada gambar 4.12. dibawah ini.
Gambar 4.12. Gedung kuliah S3 Ilmu Komputer
Gedung kuliah S3 Ilmu Komputer tersebut dibuat hanya dengan menggunakan teknik polygon modeling karena tidak terdapat lengkungan pada bangunan. Gedung tersebut kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai 32.816. 4.1.8.2 Fakultas Kedokteran
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Kedokteran yang dibuat ada 3, yaitu gedung mikrobiologi, gedung patologi anatomi dan gedung kuliah utama.
38
Gambar 4.13. Gedung kuliah Fakultas Kedokteran
Gedung kuliah utama tersebut dibuat dengan menggabungkan teknik polygon modeling dan teknik Non-Uniform Rational B-Splines. Gedung tersebut kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai 421.984.
Hasil modeling gedung mikrobiologi yang memiliki 14.706 faces dapat dilihat pada gambar 4.14. dibawah ini.
Gambar 4.14. Gedung Mikrobiologi
Hasil modeling gedung patologi anatomi yang memiliki 19.914 faces dapat dilihat pada gambar 4.15. dibawah ini.
Gambar 4.15. Gedung Patologi Anatomi
Gedung patologi anatomi tersebut dibuat hanya dengan menggunakan teknik polygon modeling. Gedung tersebut kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai 53.342.
4.1.8.3 Fakultas Pertanian
Jumlah gedung Fakultas Pertanian yang dibuat ada 7 gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat hanya menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir dari modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 400.000. Salah satu hasil modeling gedung di fakultas pertanian dapat dilihat pada gambar 4.16. dibawah ini.
40
Gedung yang terlihat pada gambar 4.16. merupakan gedung utama di fakultas pertanian. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 96.000.
4.1.8.4 Fakultas Hukum
Jumlah gedung kuliah Fakultas Hukum yang dibuat ada 3 gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat hanya menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 100.000. Salah satu hasil modeling gedung kuliah di fakultas hukum dapat dilihat pada gambar 4.17. dibawah ini.
Gambar 4.17. Salah satu gedung di Fakultas Hukum
Gedung yang terlihat pada gambar 4.17. merupakan gedung kuliah utama di fakultas hukum. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 56.000.
4.1.8.5 Fakultas Teknik
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Teknik yang dibuat ada X gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat dengan menggabungkan teknik polygon modeling dengan NURBS. Salah satu hasil akhir modeling yang memiliki jumlah faces lebih dari 136.452 tersebut dapat dilihat pada gambar 4.18. dibawah ini.
Gedung yang terlihat pada gambar 4.18. merupakan gedung kuliah jurusan Teknik Arsitektur. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 24.740.
4.1.8.6 Fakultas Ekonomi
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Ekonomi yang dibuat ada X gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat dengan menggabungkan teknik polygon modeling dengan NURBS. Hasil akhir modeling yang memiliki jumlah faces lebih dari 20.000 tersebut dapat dilihat pada gambar 4.19. dibawah ini.
Gambar 4.19. Salah satu gedung di Fakultas Ekonomi
Gedung yang terlihat pada gambar 4.19. diatas kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 70.000.
4.1.8.7 Fakultas Kedokteran Gigi
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Kedokteran Gigi yang dibuat ada 4 gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat dengan menggabungkan teknik polygon modeling dengan NURBS. Hasil akhir modeling yang memiliki total faces lebih dari 75.727 tersebut dapat dilihat pada gambar 4.20. dibawah ini.
42
Gedung yang terlihat pada gambar 4.20. diatas kemudian diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 210.680.
4.1.8.8 Fakultas Ilmu Budaya
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Ilmu Budaya yang dibuat ada 12 gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 210.000. Salah satu hasil modeling gedung di fakultas Ilmu Budaya dapat dilihat pada gambar 4.21. dibawah ini.
Gambar 4.21. Salah satu gedung di Fakultas Ilmu Budaya
Gedung yang terlihat pada gambar 4.21. adalah salah satu gedung baru di fakultas Ilmu Budaya. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 20.209. 4.1.8.9 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Gambar 4.22. Salah satu gedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Gedung yang terlihat pada gambar 4.22 adalah gedung kuliah jurusan Biologi. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 7.000.
4.1.8.10 Fakultas Ilmu Sosial dan Politik
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Ilmu Sosial dan Politik ada 6 gedung. Gedung-gedung tersebut dibuat menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 125.172. Salah satu hasil modeling gedung-gedung di fakultas Ilmu Sosial dan Politik dapat dilihat pada gambar 4.23. dibawah ini.
Gambar 4.23. Salah satu gedung di Fakultas Ilmu Sosial dan Politik
44
4.1.8.11 Fakultas Kesehatan Masyarakat
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Kesehatan Masyarakat yang dibuat ada 2. Gedung-gedung tersebut dibuat menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 221.110. Salah satu gedung hasil modeling dapat dilihat pada gambar 4.24 dibawah ini.
Gambar 4.24. Salah Satu Gedung di Fakultas Kesehatan Masyarakat
Gedung yang terlihat pada gambar 4.24. adalah gedung kuliah utama. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 76.529.
4.1.8.12 Fakultas Farmasi
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Farmasi yang dibuat hanya 1. Gedung tersebut dibuat menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 35.000. Gedung kuliah tersebut dapat dilihat pada gambar 4.25. dibawah ini.
Gedung yang terlihat pada gambar 4.25. adalah gedung kuliah utama. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 12.000.
4.1.8.13 Fakultas Psikologi
Jumlah gedung kuliah di Fakultas Psikologi yang dibuat ada 2. Gedung-gedung tersebut dibuat menggunakan teknik polygon modeling. Hasil akhir modeling diekspor ke dalam format fbx dengan total faces mencapai lebih dari 104.306. Salah satu gedung hasil modeling dapat dilihat pada gambar 4.26. dibawah ini.
Gambar 4.26. Gedung kuliah Fakultas Psikologi
Gedung yang terlihat pada gambar 4.26. adalah gedung kuliah S1 Psikologi. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 33.204.
4.1.8.14 Fakultas Keperawatan
46
Gambar 4.27. Gedung Kuliah Fakultas Keperawatan
Gedung yang terlihat pada gambar 4.27. adalah gedung kuliah utama. Jumlah faces gedung tersebut mencapai lebih dari 40.568.
4.2 Usability Testing
Pengujian sistem diperlukan untuk menguji seluruh komponen yang telah dirancang dan diimplementasikan ke dalam sistem. Pengujian ini bertujuan untuk memastikan masing-masing komponen telah berfungsi dengan baik dan sesuai dengan yang diinginkan. Ada dua metode yang digunakan untuk menguji sistem, yaitu metode blackbox testing dan pluralistic walkthroughs. Pada metode blackbox testing pengujian dilakukan pada interface tanpa melihat coding dan pada metode pluralistic walkthroughs pengujian sistem dilakukan dengan melibatkan pengguna akhir.
4.2.1 Blackbox testing
Setelah perancangan interface diimplementasikan, maka selanjutnya dilakukan pengujian menggunakan blackbox testing. Adapun rencana pengujian sistem dapat dilihat pada tabel 4.1. dibawah ini.
Tabel 4.1. Tabel Rencana Pengujian
No. Komponen Sistem Yang Diuji Butir Uji
1. Tampilan Main Menu Pengujian tampilan dan button
Hasil pengujian dari tabel 4.1. adalah sebagai berikut : 1. Hasil Pengujian Tampilan Main Menu
Adapun hasil pengujian tampilan main menu dapat dilihat pada tabel 4.2. dibawah ini.
Tabel 4.2. Tabel Hasil Pengujian Tampilan Main Menu
No. Target pengujian Hasil yang diharapkan
2. Hasil Pengujian Tampilan VR USU
Adapun hasil pengujian tampilan VR USU dapat dilihat pada tabel 4.3. dibawah ini.
Tabel 4.3. Tabel Hasil Pengujian Tampilan VR USU
48 Metode tersebut memungkinkan hasil akhir dapat memenuhi semua kriteria pengguna akhir yang terlibat saat usability testing. Kategori penilaian yang dicakup dalam pluralistic walkthrough meliputi learnability, performance effectiveness, flexibility, error tolerance, dan user satisfaction. Metode yang digunakan untuk pengumpulan data adalah dengan memberikan kuisioner.
Jumlah pengguna akhir yang telibat dalam pengujian ini ada 20 orang dengan latar belakang jurusan yang berbeda-beda. Pengguna akhir akan diberikan sejumlah pernyataan dan mereka akan memberikan penilaian berupa angka 1 sampai angka 5, dengan angka 1 berarti tidak setuju dan angka 5 berarti sangat setuju. Pernyataan yang diajukan meliputi :
2. Gedung kuliah di Fakultas Kedokteran sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
3. Gedung kuliah di Fakultas Pertanian sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
4. Gedung kuliah di Fakultas Hukum sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
5. Gedung kuliah di Fakultas Teknik sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
6. Gedung kuliah di Fakultas Ekonomi sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
7. Gedung kuliah di Fakultas Kedokteran Gigi sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
8. Gedung kuliah di Fakultas Ilmu Budaya sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
9. Gedung kuliah di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
10.Gedung kuliah di Fakultas Ilmu Sosial & Politik sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
11.Gedung kuliah di Fakultas Kesehatan Masyarakat sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
12.Gedung kuliah di Fakultas Farmasi sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
13.Gedung kuliah di Fakultas Psikologi sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
14.Gedung kuliah di Fakultas Keperawatan sudah dapat merepresentasikan gedung kuliah sebenarnya.
15.3D Virtual Campus USU mudah digunakan.
16.3D Virtual Campus USU dapat membantu Anda lebih mengenal lokasi gedung kuliah di USU.
50
Adapun data yang didapat berdasarkan kuisioner dapat dilihat pada gambar 4.28. dibawah ini.
Gambar 4.28. Data kuisioner usability testing 3D Virtual Campus USU
Berdasarkan data yang didapat dari kuisioner, lebih dari 80% pengguna akhir menyatakan bahwa gedung hasil modeling sudah dapat merepresentasikan gedung yang sebenarnya. Lebih dari 90% pengguna akhir menyatakan bahwa 3D Virtual Campus USU mudah untuk digunakan dan 100% pengguna akhir menyatakan bahwa 3D Virtual Campus USU dapat membantu menginformasikan lokasi gedung kuliah di USU dan bermanfaat bagi mahasiswa khususnya bagi mahasiswa baru setiap tahunnya.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pengujian aplikasi 3D Virtual Campus USU, maka dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1. Hasil implementasi Virtual Reality kedalam sistem masih bergantung terhadap
komputer yang memiliki memori yang tinggi.
2. Penerapan Virtual Reality pada Aplikasi 3D Virtual Campus USU dapat menjadi solusi
dalam memberikan informasi lokasi gedung perkuliahan kepada mahasiswa USU secara
menarik dan inovatif.
5.2 Saran
Dalam pengembangan aplikasi 3D Virtual Campus USU ini masih banyak terdapat
kekurangan, oleh sebab itu diperlukan banyak perbaikan yang harus dilakukan pada penelitian
selanjutnya. Berikut adalah saran-saran yang dapat digunakan sebagai penelitian selanjutnya.
1. Pembuatan objek 3D yang lebih ringan, dikarenakan proses rendering bangunan dalam
jumlah banyak akan membutuhkan memori yang tinggi.
2. Penambahan gedung-gedung lain. Misalnya, gedung fasilitas umum seperti Pendopo,
Gelanggang Mahasiswa dan Perpustakaan.
3. Penambahan aktivitas dalam kampus, misalnya orang berjalan dan berlari.
4. Penambahan interior dari setiap gedung agar informasi yang diberikan menjadi lebih
lengkap.
5. Penerapan kecerdasan buatan di dalam aplikasi Virtual Reality dalam menerapkan jalur
terpendek ke suatu tujuan di dalam aplikasi tersebut.
6. Penambahan fitur multiplayer dan chat agar aplikasi dapat digunakan oleh lebih dari satu
DAFTAR PUSTAKA
Abror, N.M. 2013. Prototype Virtual Tour Museum pada E-Supermuseum untuk Mengenalkan Budaya Batik Jawa Tengah dan DIY. Skripsi. Universitas Dian Nuswantoro.
Alhabso, F.R., Muhtadin & Zaini, A. 2013. Visualisasi Objek Dimensi Tiga pada Virtual Touring Panorama 360°. Skripsi. Institut Teknologi Sepuluh November.
Bessey, S. 2013. Virtual 3D Environments: Implementations of 3D environments for virtual tours and online communication. Thesis. Rochester Institute of Technology.
Chen, Z., Qin, H., Huang, H.L., Liu, S. J., Ni, W.C. & Mo, W.J. 2015. The construction of digital campus with virtual reality technology--Taking Xinhua College of Sun Yat-Sen University as an example. International Conference on Education, Management, Commerce and Society, pp 224-228.
Feng, L.D., Ying, H., & Qin, Z.K. 2010. Virtual reality technology and its application in digital campus system. World Congress on Software Engineering, pp 356-360.
Geig, M. 2014. Sams Teach Yourself Unity Game Development. Sams : United States of America.
Heckbert, P.S. 1989. Fundamentals of Texture Mapping and Image Warping. Thesis. University of California, Berkeley.
Lepouras, G. & Vassilakis, C. 2004. Virtual Museums for all: Employing game
technology for edutainment. (Online)
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.80.849 (15 Desember 2004).
Liu, H., Zhang Z., & Zhou Y. 2014. Design and implementation of 3D virtual campus. Scientific Journal of Earth Science 4(2) : 140-145.
Liu, Q. 2012. The virtual reality technology in art design. 2nd International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks, 2012, pp 2226-2228.
Rizzo, A.A., Cohen, I., Weiss, P.L., Kim, J.G., Yeh, S. C., Zali B. & Hwang , J. 2004. Design and development of virtual reality based perceptual-motor rehabilitation scenarios. Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, pp 4852-4855.
