16
Pada bab ini akan dibahas perencanaan dan sistem kerja dari perangkat lunak jelajah perpustakaan dan perangkat lunak pendukung untuk keperluan administrasi objek. Secara garis besar perencanaan sistem perangkat lunak ini dapat dibagi menjadi beberapa tahapan, seperti yang tampak pada gambar 3.1.
Gambar 3. 1. Garis Besar Perencanaan Sistem Perangkat Lunak
3.1. Perencanaan Batasan (Constraint)
Pada bagian Ruang Lingkup Pembahasan telah disebutkan bahwa objek yang ditampilkan pada saat melakukan jelajah perpustakaan hanya berupa rak buku. Meskipun telah dibatasi ruang lingkupnya, masih terdapat beberapa hal yang perlu dibatasi dalam implementasinya.
Batasan yang ada dapat dibagi menjadi tiga, yaitu : 3.1.1. Batasan Lemari
Sebuah lemari dapat disesuaikan ukuran, penempatan (horizontal atau vertikal) dan teksturnya, dengan tetap mengikuti beberapa batasan.
Batasan yang dipakai untuk lemari adalah :
- lemari selalu berbentuk balok, dan dibangun dari tumpukan balok-balok
- pene mpatan lemari hanya horizontal atau vertikal, tidak bisa diagonal
- setiap tingkat dari sebuah lemari diberi tekstur yang sama 3.1.2. Batasan Path
Path merupakan penghubung antara dua node. Batasan yang ditetapkan untuk path adalah bentuknya selalu lurus, dengan sebuah node pada satu ujungnya dan sebuah node lain pada ujung lainnya.
3.1.3. Batasan Penjelajahan
Penjelajahan dilakukan berdasarkan path. Tidak dilakukan pengecekan tabrakan. Apabila sebuah path dibuat melewati lemari, maka penjelajahan yang melewati path tersebut akan menembus lemari. Karena itu diharapkan dalam memasukkan lemari, node maupun path tidak saling bertumpuk.
3.2. Perencanaan Struktur Data dan Database
Dalam perangkat lunak, terdapat tiga objek penting, yaitu lemari, node dan path. Ketiga objek ini berkaitan dengan visualisasi dan pencarian jalur dalam penjelajahan. Selain didefinisikan struktur datanya, ketiga objek ini juga disimpan dalam tabel pada database. Masing- masing objek memiliki atribut yang berbeda-beda.
Untuk mendukung fungsi pencarian, dibutuhkan tabel-tabel pendukung yang terdapat dalam database.
3.2.1. Struktur Data Node
tnode = record number : integer; x : integer; y : integer; O1 : integer; O2 : integer; O3 : integer; end;
Setiap kali memasuki program, data tentang node yang ada dalam database dimasukkan ke dalam variabel bertipe anode. Atribut x dan y adalah letak dari node, sedangkan O1 sampai O3 adalah nomer lemari yang ada di dekat node tersebut. Dalam pencarian, dianggap telah mencapai tujuan bila lemari yang dituju terdapat dalam O1 sampai dengan O3 dari node.
3.2.2. Struktur Data Path
arrpath : array of array of single;
Setiap kali memasuki program, data tentang path yang ada dalam database dimasukkan ke dalam variabel arrpath yang merupakan array dinamis dua dimensi. Pada implementasi arah tidak diperhatikan. Arrpath akan menyimpan jarak antara dua node yang dihubungkan oleh path.
3.2.3. Struktur Data Lemari
tlemari = record number,width,height,depth : integer; texture : string; numlevel : integer; state : byte; x,y : integer; end;
aobject = array of tlemari; CUSTOMVERTEX = record
x, y, z : single; colour : Cardinal; tu,tv : single; end;
cvVertices = array[0..19] of CUSTOMVERTEX; tplang = array[0..3] of CUSTOMVERTEX; arr : array of array of cvVertices; plang : array of tplang;
Setiap kali memasuki program, data tentang lemari yang ada dalam database dimasukkan ke dalam variabel bertipe aobject. Selain itu juga dimasukkan kedalam variabel arr untuk keperluan penggambaran. Data setiap lemari akan disimpan per tingkat, berupa verteks-verteks yang membangun tingkat tersebut. Sedangkan pada variabel plang disimpan koordinat dari petunjuk nomer .
3.2.4. Perencanaan Database
Database yang dibutuhkan untuk perangkat lunak dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian koleksi, objek dan penghubung.
3.2.4.1. Bagian Koleksi
Bagian ini berisi data koleksi perpustakaan. Dalam perangkat lunak yang dibuat, bagian koleksi hanya diwakili oleh tabel book yang menampung keseluruhan data tentang koleksi. Struktur tabelnya dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3. 1. Struktur Tabel Book Nama Field Tipe Data Keterangan
Callnum Text (15) Data buku Title Text (100) Data buku Addtitle Text (50) Data buku Author Text (50) Data buku Addauthor Text (50) Data buku Publisher Text (50) Data buku Year Text (4) Data buku Format Text (50) Data buku Catnum Text (50) Data buku Subjects Text (50) Data buku Status Text (50) Data buku Booknum Text (10) Data buku
Dalam perangkat lunak yang dibuat, seluruh data buku dimasukkan dalam satu tabel, karena fokus pembuatan perangkat lunak bukan pada data buku. Dari data pada tabel ini dapat dilakukan fungsi pencarian berdasarkan frasa dari judul, pengarang, subjek dan nomer klasifikasi (nomer katalog : field catnum). 3.2.4.2. Bagian Objek
Bagian objek mencakup tiga jenis objek yang digunakan dalam visualisasi dan penjelajahan. Tabel-tabel yang digunakan adalah tabel node, object dan path. Struktur data dari ketiga tabel dapat dilihat pada tabel 3.2 sampai tabel 3.4.
Tabel 3. 2. Struktur Tabel Node Nama Field Tipe Data Keterangan
Number Number Nomer node
X Number Posisi X
Y Number Posisi Y
1 Number Lemari di dekat node 2 Number Lemari di dekat node 3 Number Lemari di dekat node
Tabel 3. 3. Struktur Tabel Path Nama Field Tipe Data Keterangan
Number Number Nomer path Startnode Number Node awal Endnode Number Node akhir Distance Number Jarak antar node
Tabel 3. 4. Struktur Tabel Object Nama Field Tipe Data Keterangan
Number Number Nomer lemari Width Number Panjang satu tingkat Height Number Tinggi satu tingkat Depth Number Lebar satu tingkat Texture Text (50) Nama file tekstur Numlevel Number Jumlah tingkat State Number Horizontal/vertikal
X Number Posisi X
Y Number Posis i Y
3.2.4.3. Bagian Penghubung
Bagian ini berfungsi untuk menunjukkan letak dari suatu koleksi dalam perpustakaan. Struktur data tabel positioning dapat dilihat pada tabel 3.5.
Tabel 3. 5. Struktur Tabel Positioning Nama Field Tipe Data Keterangan
Lemari Text Nomer lemari Tingkat Text Nomer tingkat Start Text Nomer panggil awal
dalam tingkat tersebut End Text Nomer panggil terakhir
dalam tingkat tersebut
3.3. Perencanaan Prototipe Perangkat Lunak Pendukung
Perangkat lunak pendukung ditujukan untuk memudahkan pembuatan denah perpustakaan yang akan disimpan dalam database. Aplikasi dirancang hanya dengan satu form, dengan beberapa panel yang akan ditampilkan atau disembunyikan sesuai dengan kebutuhan. Satu bagian yang selalu ditampilkan adalah bagian peta yang terletak pada bagian kanan form. Pada gambar 3.2 dapat dilihat tampilan awal form.
Gambar 3. 2. Tampilan Awal Form
Pada bagian kiri form terdapat panel yang memiliki combobox untuk memilih jenis objek yang akan dimasukkan ke dalam denah. Ada tiga kemungkinan, yaitu node, path dan book shelf (lemari).
Gambar 3. 3. Pilihan Pada Combobox
Aplikasi akan memberikan respon terhadap pilihan yang diambil. 3.3.1. Pilihan Node
Pada posisi kursor mouse akan digambarkan lingkaran berwarna merah yang akan mengikuti pergerakan kursor apabila digerakkan di atas peta. Setelah tombol kiri mouse ditekan, yang menandakan posisi node telah ditentukan, akan keluar sebuah panel berisi informasi mengenai lemari- lemari disekitar node.
Gambar 3. 4. Pembuatan Node Baru
3.3.2. Pilihan Path
Setelah tombol kiri mouse ditekan satu kali di dekat sebuah node, node tersebut dijadikan node awal path. Path akan digambarkan secara rubber stamp mengikuti pergerakan mouse sampai tombol kiri ditekan satu kali lagi di dekat node lain yang menjadi node akhir.
Gambar 3. 5. Menentukan Awal Path
Gambar 3. 6. Menentukan Akhir Path
3.3.3. Pilihan Book Shelf
Pada bagian kiri form akan tampil sebuah panel yang berisikan informasi mengenai lemari baru yang akan ditambahkan. Juga terdapat preview untuk menampilkan bentuk dari lemari yang secara otomatis disesuaikan apabila terjadi perubahan.
Gambar 3. 7. Pengaturan Lemari Baru
Apabila kursor mouse digerakkan diatas peta, akan tampil persegi panjang berwarna biru sebagai perwakilan lemari.
Gambar 3. 8. Penempatan Lemari Baru
Setelah tombol kiri mouse ditekan, sebuah lemari ditempatkan di posisi tersebut dengan nomer lemari tertera pada bagian tengah persegi panjang.
Gambar 3. 9. Lemari Baru
3.4. Perencanaan Prototipe Perangkat Lunak Jelajah Perpustakaan
Aplikasi dirancang menggunakan dua buah form. Form yang tampil pertama kali adalah form pencarian koleksi. Pengguna dapat memilih kriteria pencarian dan mengetikkan frasa yang ingin dicari.
Setelah tombol Search ditekan, akan ditampilkan daftar lengkap seluruh koleksi yang memenuhi kriteria.
Gambar 3. 11. Hasil Pencarian
Bila salah satu hasil pencarian dipilih, akan tampil panel yang berisi informasi lebih lanjut mengenai koleksi tersebut. Juga terdapat pilihan menjelajahi perpustakaan untuk mendapatkan gambaran mengenai lokasi dari koleksi.
Gambar 3. 12. Informasi Tentang Koleksi
Form kedua berisi tampilan perpustakaan secara tiga dimensi, dengan jalur penjelajahan dari satu node yang telah ditentukan ke node yang berada di dekat lemari tempat koleksi berada.
Terdapat pula sebuah panel yang apabila ditekan akan menampilkan peta penjelajahan secara dua dimensi yang beranimasi sesuai dengan animasi tiga dimensi pada form penjelajahan. ada peta dua dimensi, lemari yang menjadi tujuan diberi warna merah.
Gambar 3. 13. Form Penjelajahan
Gambar 3. 14. Peta Dua Dimensi
3.5. Perencanaan Algoritma Dijkstra
Algoritma Dijkstra digunakan dalam menentukan rute penjelajahan. Pada perangkat lunak ini algoritma Dijkstra diterapkan dalam procedure dijkstra.
Sebagai parameter adalah node awal dan nomer lemari yang dicari. Variabel-variabel yang terlibat adalah :
mv : array of integer; //array yang menyimpan rute temp : array of array[1..2] of single;
//[1] menyimpan bobot sementara, [2] menyimpan apakah //node telah terhubung ke start atau belum
route : array of array[1..100] of integer; //menyimpan rute sementara per node
idx : array of byte;
//menyimpan indeks terakhir rute per node dest : integer; //tujuan
fix : integer; //menyimpan pilihan sementara min,A,B : single; //variabel bantuan
i,j : integer; //variabel bantuan found : boolean; //variabel bantuan
Sedangkan penerapan algoritmanya dapat dibagi menjadi beberapa tahapan. Berikut ini adalah tahapan-tahapan yang dilalui beserta keterangan, penjelasan dan listing program dari tahap tersebut.
3.5.1. Inisialisasi Variabel
Pada tahap ini dilakukan inisialisasi, baik pengisian nilai maupun pengaturan panjang variabel pada array dinamis temp, route dan idx.
Berikut ini adalah listing program dari tahap inisialisasi :
setlength(temp,length(node)); setlength(route,length(node)); setlength(idx,length(node)); for i:=0 to length(node) - 1 do begin temp[i,1]:=9999; temp[i,2]:=0; idx[i] := 0; end; min:=0;
3.5.2. Pencarian Node Tujuan
Karena pada perangkat lunak ini yang menjadi tujuan penjelajahan sebenarnya adalah lemari, harus dilakukan konversi dari lemari menjadi node yang berada di dekat lemari tersebut.
Apabila sebuah lemari berada di dekat beberapa buah node, node yang diambil adalah node pertama yang ditemukan.
Listing programnya :
i := 0;
found := false;
while (i<length(node)) and (not found) do begin
if (node[i].o1=lemari) or (node[i].o2=lemari) or (node[i].o3=lemari) then found := true;
if not found then inc(i); end;
3.5.3. Pencarian Rute Terpendek
Bila node ditemukan, maka dilakukan pencarian rute terpendek. Pertama-tama, beberapa variabel diberi nilai awal. Proses diteruskan dengan perulangan, yang dilakukan sampai node tujuan telah terhubung ke node awal. Dalam perulangan, dilakukan pencarian verteks- verteks yang terhubung ke verteks pilihan sementara (fix), kemudian dicari verteks yang menghasilkan bobot terendah. Seluruh verteks yang telah terhubung ke node awal akan ditelusuri kembali untuk mencari bobot terendah yang menentukan verteks pilihan sementara berikutnya.
Berikut adalah listing program tahapan ini :
dest := i; temp[st,1]:=0; temp[st,2]:=1; inc(idx[st]); route[st,1]:=st; fix:=st; Repeat
//mencari verteks yg terhubung for i := 0 to length(node)-1 do
if (temp[i,2]<>1) and (arrpath[fix,i]<>0) then begin
A := temp[i,1]; B := arrpath[fix,i]+temp[fix,1]; if A<B then temp[i,1] := A else begin temp[i,1] := B; idx[i] := idx[fix]+1; for j := 1 to idx[fix] do route[i,j] := route[fix,j]; route[i,idx[i]] := i; end; end; //mencari yg terpendek for i := 0 to length(node)-1 do if temp[i,2]=0 then begin min := temp[i,1]; fix := i; end; for i := 0 to length(node)-1 do
if (temp[i,2]=0) and (temp[i,1]<min) then begin min := temp[i,1]; fix := i; end; for i := 0 to idx[fix] do temp[route[fix,i],2] := 1; temp[fix,2] := 1; until temp[dest,2] = 1;
3.5.4. Pengolahan Data Rute
Terdapat dua kemungkinan dalam tahapan ini. Pertama adalah node yang berada di dekat lemari ditemukan dan rute telah diproses dalam tahapan sebelumnya, sehingga rute terpendek yang terdapat dalam variabel route[fix,*] dapat dimasukkan kedalam variabel mv.
setlength(mv,idx[fix]); j := length(mv)-1; for i := 0 to j do
mv[i] := route[fix,i+1];
Kemungkinan kedua adalah node tidak ditemukan. Apabila hal ini terjadi, proses pencarian rute terpendek tidak dilakukan.
setlength(mv,1); mv[1] := st;
movement := false;
3.6. Perencanaan Tampilan Perpustakaan Tiga Dimensi
Bagian terpenting dari perangkat lunak ini adalah tampilan perpustakaan secara tiga dimensi. Data mengenai lemari yang disimpan dalam database akan diolah untuk menjadi objek-objek geometri yang kemudian digambarkan ke layar monitor.
3.6.1. Penggambaran Lemari
Agar sebuah lemari dapat diatur dengan fleksibel, jumlah tingkat yang dimiliki dapat dimasukkan pada saat pemasukan objek. Hal ini berakibat pada proses penggambaran, dimana setiap lemari harus digambarkan per tingkat. Oleh karena itu, data mengenai koordinat dari seluruh tingkat dari semua lemari ditampung dalam sebuah array dua dimensi, dengan lemari sebagai dimensi pertama dan tingkat sebagai rincian dari lemari. Selanjutnya data ini dijadikan acuan pada saat visualisasi. Proses penggambaran dilakukan mulai dari tingkat paling bawah, berupa balok yang diberi tekstur, dilanjutkan sampai dengan tingkat terakhir. Tekstur berupa sebuah file bitmap yang digunakan untuk empat sisi lemari. Pembagian koordinat tekstur dapat dilihat pada gambar 3.14.
Gambar 3. 15. Koordinat Tekstur
Tekstur tersebut dipetakan ke balok-balok tingkat lemari. Koordinat pemetaan dapat dilihat pada tabel 3.6.
Tabel 3. 6. Koordinat Pemetaan Tekstur
Sisi Kiri Atas Kiri Bawah Kanan Atas Kanan Bawah
Depan (0,0) (0,0.5) (1,0) (1,0.5)
Kanan (0,0.5) (0,1) (0.375,0.5) (0.375,1) Belakang (1,0) (1,0.5) (0,0) (0,0.5) Kiri (0.375,0.5) (0.375,1) (0.75,0) (0.75,1)
Selain koordinat dari lemari sendiri, juga disimpan koordinat dari papan petunjuk nomer buku dalam setiap lemari. Contoh papan petunjuk dapat dilihat pada gambar 3.15.
Gambar 3. 16. Contoh Papan Petunjuk
Pembentukan lemari dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu tahap inisialisasi, pengaturan posisi kamera, pengaturan perspektif, pengaturan tekstur dan penggambaran.
Proses penggambaran lemari- lemari ini memanfaatkan fasilitas DirectX Graphics. Dengan menggunakan DirectX Graphics, proses pemetaan dari koordinat tiga dimens i menjadi koordinat dua dimensi yang terlihat di layar tidak lagi memerlukan perhitungan-perhitungan matematis. Keunggulan lainnya, waktu yang seharusnya dipakai untuk menghitung dan menggambar akan berkurang secara signifikan.
3.6.1.1. Inisialisasi Lemari
Dalam proses inisialisasi, variabel yang menampung koordinat dari lemari dan petunjuk nomer buku diisi sesuai dengan yang ada dalam database.
Inisialisasi dilakukan hanya satu kali, tidak seperti tahap lain yang dilakukan berulang-ulang sesuai dengan animasi.
3.6.1.2. Pengaturan Posisi Kamera
Pengaturan posisi kamera ini berkaitan erat dengan animasi yang ditampilkan. Kamera diatur dengan memasukkan nilai koordinat X, Y dan arah pandang, kemudian dengan fungsi D3DXMatrixLookAtLH dan SetTransform dengan parameter D3DTS_VIEW yang menunjukkan bahwa transformasi dilakukan pada objek kamera. Berikut adalah bagian dari program yang bertanggung jawab atas pengaturan posisi kamera.
//kamera diset pada posisi x,z dan y=250 (tinggi pandangan)
v1 := D3DXVECTOR3(x, 250, z);
//kamera diset arah pandangnya sejauh x+xp dan z+zp v2 := D3DXVECTOR3(x+xp, 250, z+zp);
v3 := D3DXVECTOR3(0, 1, 0); //set transformasi kamera
D3DXMatrixLookAtLH(matView, v1, v2, v3);
g_pD3DDevice.SetTransform(D3DTS_VIEW, matView);
3.6.1.3. Pengaturan Perspektif
Perspektif berkaitan dengan luas sudut pandang. Dengan menggunakan fungsi SetTransform, perspektif dari kamera dapat diatur melalui parameter D3DTS_PROJECTION. Pada aplikasi ini digunakan perspektif 900. Potongan programnya adalah :
D3DXMatrixPerspectiveFovLH(matProj,D3DX_PI/2,1,1,5000); g_pD3DDevice.SetTransform(D3DTS_PROJECTION, matProj);
3.6.1.4. Pengaturan Tekstur
Sebuah variabel dengan tipe IDIRECT3DTEXTURE8 dibutuhkan untuk menampung tekstur yang akan dipakai dalam menggambarkan objek. Tekstur diatur dengan menggunakan fungsi D3DXCreateTextureFromFile. Sebuah lemari menggunakan dua macam tekstur yang terletak pada dua buah file yang berbeda, yang pertama digunakan untuk lemari dan yang kedua digunakan untuk petunjuk nomer. Contoh penggunaan fungsi D3DXCreateTextureFromFile adalah sebagai berikut :
D3DXCreateTextureFromFile(g_pD3DDevice,PChar(texfile), m_pTexture)
Dimana variabel texfile adalah nama file tekstur yang digunakan dan m_pTexture merupakan variabel bertipe IDIRECT3DTEXTURE8.
3.6.1.5. Penggambaran
Penggambaran dilakukan dengan sumber array yang telah diisi pada tahap inisialisasi, terdiri dari lemari dan papan petunjuknya. Selanjutnya dilakukan penggambaran dengan menggunakan fungsi DrawPrimitive. Bagian penggambaran dari program adalah :
g_pD3DDevice.CreateVertexBuffer(20 * sizeof(CUSTOMVERTEX), 0,D3DFVF_CUSTOMVERTEX,D3DPOOL_DEFAULT,g_pVertexBuffer);
g_pVertexBuffer.Lock(0,sizeof(arr[i,l]),PByte(pVertices), 0);
move(arr[i,l], pVertices^, sizeof(arr[i,l])); g_pVertexBuffer.Unlock;
//set sumber untuk digambar ke vertex buffer
g_pD3DDevice.SetStreamSource(0,g_pVertexBuffer,sizeof(C USTOMVERTEX));
//set vertex shader
g_pD3DDevice.SetVertexShader(D3DFVF_CUSTOMVERTEX); //penggambaran g_pD3DDevice.DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP , 0, 2); g_pD3DDevice.DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP , 4, 2); g_pD3DDevice.DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP , 8, 2); g_pD3DDevice.DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP , 12, 2); g_pD3DDevice.DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP , 16, 2);
Dimana i adalah nomer lemari dan l adalah nomer tingkat dari lemari. 3.6.2. Animasi
Penjelajahan dibuat dengan animasi menggunakan thread. Pertimbangan yang dipakai adalah proses penggambaran ternyata cukup berat untuk jumlah lemari yang banyak. Proses-proses yang dilakukan dalam thread adalah :
- pengisian layar dengan warna hitam dengan menggunakan fungsi Clear
- pengaturan letak dan arah pandang kamera - pengaturan perspektif
- penggambaran lemari
Animasi penjelajahan berdasarkan pada posisi dan arah pandang kamera. Hasil pencarian rute disimpan dalam sebuah array, berisi data urutan node yang harus dilewati. Terdapat pula sebuah variabel indeks pergerakan yang menunjukkan pada saat tertentu posisi kamera sedang menuju atau telah berada pada node urutan tertentu. Setiap kali variabel indeks dinaikkan, dihitung kembali perubahan nilai pergerakan secara x dan z. Karena didapatkan bahwa waktu penggambaran sangat tergantung pada jumlah lemari, maka jarak pergerakan dibuat relatif, yaitu 5 satuan dikalikan dengan jumlah lemari, disesuaikan dengan sudut pandang kamera pada saat itu. Selama posisi kamera belum mencapai koordinat dari node tujuan dari tahap pergerakan yang sedang dijalaninya, kamera digerakkan berdasarkan nilai pergerakan tersebut.
Animasi dua dimensi diletakkan pada fungsi SetupCamera yang bertanggung jawab atas perubahan posisi kamera. Setiap kali terjadi perubahan posisi kamera, gambar pada peta dua dimensi juga diperbarui.
Karena terdapat kesalahan dalam perhitungan prosesor untuk nilai- nilai dari fungsi trigonometri, sinus, cosinus dan arctangen, dibuat tiga buah fungsi untuk menggantikan fungsi- fungsi tersebut. Fungsi- fungsi tersebut akan menangkap nilai sudut yang akan dihitung nilai fungsi trigonometrinya, dan apabila sudut tersebut termasuk dalam sudut-sudut khusus yang mengalami kesalahan perhitungan, fungsi- fungsi pengganti akan langsung mengisikan nilainya. Selain sudut-sudut yang perhitungannya salah, fungsi pengganti akan mengirimkan nilai sudut pada fungsi yang sebenarnya. Kesalahan perhitungan yang ditemukan diperkirakan berkaitan dengan kelemahan floating point processor.
