1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Augmented Reality atau biasa disingkat AR merupakan suatu metoda untuk menggabungkan dunia nyata dan dunia virtual yang dibuat melalui komputer sehingga batas antara keduanya menjadi sangat tipis. Dalam aplikasi AR dibutuhkan suatu marker yang berfungsi sebagai penanda dimana gambar virtual itu akan ditampilkan. Marker sendiri bisa berupa pola 2D, gerakan, ataupun bentuk lain yang sudah didefinisikan pada sistem AR yang dibuat. Gambar 1 adalah contoh dari aplikasi AR.
Gambar 1 Contoh Augmented reality diambil dari (http://technabob.com)
Untuk mengembangakan aplikasi berbasis teknologi AR dapat memanfaatkan software library yang sudah ada. Terdapat beberapa software library yang dapat digunakan diantaranya adalah ARToolkit, FLARToolKit, SLARToolKit dan BuildAR. Dari beberapa software library tersebut ARToolKit adalah software library dasar dari software library lainnya, sehingga dengan mempelajari ARToolKit diharapkan dapat lebih menguatkan pemahaman dasar dari AR.
Disini penulis menggunakan ARToolKit sebagai toolkit dengan pertimbangan dari kekurangan dan kelebihan yang dimiliki software library ini sendiri. Secara umum, berikut kelebihan yang dimilikinya:
1. ARToolKit merupakan library dasar pembangun aplikasi Augmented reality dari library pembangun aplikasi AR lainya. Sehingga jika menggunakan library lainnya turunan ARToolKit diharapkan lebih mudah beradaptasi.
2. Bersifat Open Source.
3. ARToolKit menyediakan dokumentasi yang lebih lengkap dibandingkan softwarelibrary Augmented reality Lainya.
4. Banyaknya jumlah jurnal yang mempelajari Augmented reality menggunakan ARToolKit sebagai toolkit yang dipakai, menandakan bahwa ARToolKit merupakan toolkit yang populer digunakan developer dalam membangun aplikasi Augmented reality.
5. ARToolKit merupakan Augmented reality tracking library yang banyak digunakan developer dengan lebih dari 562,119 download sejak tahun 2004, sehingga diharapkan banyak terdapat contoh aplikasi Augmented reality menggunakan ARToolKit.
Mendeteksi marker adalah salah satu langkah kerja yang krusial dalam aplikasi AR. Agar aplikasi terus bekerja secara baik tidaklah mudah, marker sebagai objek acuannya harus terus terdeteksi secara realtime dan terlihat secara utuh tanpa gangguan dari kondisi cahaya atau dari benda yang menghalangi marker yang membuat marker tidak terdeteksi secara utuh dan tidak bisa menampilkan objek virtualnya.
Kekurangan dari ARToolKit antara lain sebagai berikut : Menurut website resmi ARToolkit (ARtoolkit, 2008) bahwa :
1. Marker tidak akan terdeteksi jika terhalang sedikit saja oleh objek lain misalnya tangan. 2. Kondisi cahaya yang tidak baik dapat menyebabkan marker tidak terdeteksi
kemungkinan akibat pemantulan cahaya yang berlebihan yang mengakibatkan marker hanya terlihat sebagian ataupun karena kekurangan cahaya sehingga kamera tidak bisa mendeteksi marker secara baik.
Salah satu pengembang AR yaitu Martin Hirzer dalam tulisanya membahas tentang metoda yang bisa digunakan dalam menutupi salah satu kekurangan yang dimiliki ARToolKit tersebut. Metoda Martin Hirzer ini terfokus pada bagian pendeteksian marker agar dalam kondisi bingkai marker tersebut tetap bisa terdeteksi sebagai sebuah marker. Meski metoda
Martin Hirzer ini sudah terintegrasi dengan ARToolKit+ tetapi dalam tulisanya tidak diperlihatkan tentang implementasi dengan objek 3D.
Maka penulis menggunakan metoda Martin Hirzer yang kemudian akan diintegrasikan pada software library ARToolKit. Selain itu alasan penulis menggunakan metoda Martin Hirzer ini karena belum ada pengembang yang mengintegrasikan metoda tersebut kedalam software library ARToolKit.
1.2
Rumusan Masalah
Pada library ARToolKit masih mempunyai kekurangan yaitu tidak dapat mendeteksi marker dimana bingkai marker tertutupi serta jika ada gangguan cahaya pada marker tersebut.
1.3
Batasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, pembahasan masalah dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:
1. Marker yang dibahas hanya marker yang digunakan oleh ARToolkit yaitu berupa fiducial marker yang berdasar pada planar marker sistem.
2. Pendeteksian marker hanya sampai pada tahap pendeteksian quadrilateral outline atau bingkai dari sebuah marker, sehingga untuk mengenal id-nya dan menampikan objek virtual tetap menggunakan algoritma dari ARToolKit.
1.4
Tujuan
Berdasarkan masalah yang ada maka tujuan dari tugas akhir ini adalah :
Mengimplementasikan metoda Martin Hirzer yang diintegrasikan pada software library ARToolKit. Sehingga aplikasi yang dihasilkan oleh ARToolKit dapat membaca marker yang tertutupi sebagian.
1.5
Ruang Lingkup
Berdasarkan tujuan yang ada, ruang lingkup pengerjaan Tugas Akhir ini adalah membuat modul pendeteksian marker di ARToolKit dengan berdasarkan pada metoda martin Hirzer. Langkah-langkah yang digunakan Martin Hirzer adalah (Otter, 2010):
1. Mendeteksi Garis (Line Detection) 2. Menggabungkan Garis (Line Merging)
3. Memperpanjang Garis (Line Extension) 4. Menentukan Titik Sudut (Corner Detection)
5. Pembentukan Segiempat (Quadrangle Construction)
1.6
Tahapan Pengerjaan
Pada bagian ini akan di sebutkan tahapan-tahapan yang dilakukan untuk mengerjakan tugas akhir ini.
1.6.1 Eksplorasi
Eksplorasi ini bertujuan untuk mengetahui hal-hal dasar mengenai AR, langkah-langkah metoda Martin Hirzer secara umum, struktur data modul ArdetectMarker di ARToolKit. Eksplorasi yang dilakukan meliputi AR dan fiducial marker secara umum, metoda Martin Hirzer dan struktur data modul ArdetectMarker.
a. AR dan fiducial marker
Eksplorasi AR dan fiducial marker dilakukan untuk mengetahui komponen-komponen yang dibutuhkan untuk pengerjaan pembuatan aplikasi AR, juga untuk mengetahui bentuk dan karakteristik marker yang bisa digunakan dalam aplikasi Augmented Reality. Upaya yang dilakukan adalah mencari referensi sebanyak mungkin yang membahas tentang Augmented Reality.
b. Metoda Martin Hirzer
Eksplorasi metoda Martin Hirzer dilakukan untuk mengetahui langkah-langkah apa saja yang dilakukan Martin Hirzer untuk dapat mendeteksi sebuah marker. Kemudian mengeksplorasi lebih dalam setiap langkah-langkah yang dilakukan martin hirzer, sehingga ada kemungkinan penulis menggunakan cara yang berbeda dilangkah tertentu. c. Modul ArdetectMarker di ARToolKit
Eksplorasi ini dilakukan agar penulis lebih mengetahui tentang cara ARToolKit mendeteksi sebuah marker dari mulai input-nya, proses, serta output-nya. Sehingga memudahkan dalam pengerjaan modul pendeteksian marker yang baru.
1.6.2 Analisis
Berdasarkan langkah yang digunakan Martin Hirzer dalam pendeteksian marker, ada empat langkah utama. Pertama mendeteksi segmen garis dari pendeteksian tepi marker. Lalu
segmen-segmen garis yang telah ditemukan digabungkan hingga menjadi satu garis yang lebih panjang. Langkah berikutnya memperpanjang garis yang berbasis dari informasi gradien sehingga didapatkan garis yang memiliki panjang maksimal. Terakhir, garis-garis tersebut dihubungkan hingga mendapatkan titik sudut yang kemudian titik sudut itu dipakai untuk memvalidasi bentuk dari quadrilateral outline (Hirzer, 2008).
1.6.3 Perancangan
Perancangan bertujuan untuk menjelaskan rancangan dari modul pendeteksian marker yang baru seperti struktur data, modul dan DFD.
1.6.4 Implementasi
Implementasi bertujuan untuk merealisasikan hasil dari perancangan, pada tahap ini penulis akan membuat dua aplikasi yang sama namun menggunakan pendeteksian marker yang berbeda dan membandingkan hasilnya. Diimplementasi juga akan ada testing bertujuan untuk mencoba program yang telah dibuat dan meneliti kembali apakah ada bug, error atau kekurangan lainya. Mengetahui bagaimana performa dan hal penting lainya.
1.7
Sistematika Penulisan
BAB I: Pendahuluan. Disini akan dibahas mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, ruang lingkup, tahapan pengerjaan, dan sistematika penulisan.
BAB II: Dasar Teori. Bab ini berisi teori-teori dasar yang akan dipakai dan membantu dalam pengerjaan tugas akhir, diantaranya akan dibahas mengenai library ARToolkit, Marker, citra digital, teori dasar pengolahan citra, segmentasi citra, RANSAC dan metoda Martin Hirzer itu sendiri.
BAB III: Analisis. Bab ini akan membahas kebutuhan-kebutuhan dalam membuat tugas akhir dan menganalisisnya untuk mendapatkan requirement yang sesuai dengan tugas akhir yang akan dibuat.
BAB IV: Perancangan. Bab ini akan menjelaskan perancangan yang dibuat sesuai dengan requirement yang ada dalam analisis.
BAB V: Implementasi. Bab ini akan menerapkan hasil analisis dan perancangan yang telah dibuat dengan membangun modul-modul program hingga selesai dan dapat
dijalankan. Bab ini disusun berdasarkan langkah-langkah yang digunakan saat demo program sehingga terlihat setiap modul yang dibuat itu berjalan sesuai fungsinya. Pada bab ini juga dilakukan testing program yang telah dibuat.
BAB VI: Penutup. Bab ini menjadi penutup yang berisi kesimpulan apakah Tugas Akhir ini berhasil membuat program pendeteksian posisi marker yang dapat mendeteksi marker yang tertutupi sebagian atau program yang telah dibuat mempunyai kekurangan lain atau bahkan kelebihan dan penarikan hasil keseluruhan pekerjaan yang penulis lakukan. Terdapat juga saran yang dapat menjadi bahan untuk mengembangkan bahasan yang penulis kerjakan bagi pihak yang ingin mengembangkan program yang penulis buat.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
