Implementasi Pathfinding Dengan Algoritma A Pada Game Funny English Menggunakan Unity 3D Berbasis Graf Navmesh

(1)

**ImplementasiPathfindingdenganAlgoritma A* padaGame**

Funny EnglishMenggunakan Unity 3D Berbasis Graf

Navmesh

Riwinoto

1

, Alfian

2

PoliteknikNeger iBatam JurusanTeknik Multimedia Jaringan

Parkway Street, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: 1riwi@polibatam.ac.id,2alfianspaniel@gmail.com

Abstrak

Penggunaan bahasa Inggris telah men jadi bagian dala m keh idupan sehari-hari. Di Indonesia, mata pela jaran bahasa Inggris telah masuk kedala m kurikulu m pendidikan dasar. Salah satu aspek penting dalam proses pembelaja ran bahasa Inggris adalah pengenalan kosakata. Ga me Funny English dike mbangkan dengan Un ity 3D 4.34 bertujuan me mpe rmudah pengenalan kosakata bahasa Ingg ris yang disajikan dala m bentuk objek 3D serta audio pengucapan objek tersebut. Untuk men ingkatkan minat anak dala m berma in, ma ka dita mbahkan fitur artificial intelligence (AI) didala m ga me. Penerapan artificial intelligence pada non-playable character (NPC) yang tindakannya tidak dapat dikendalikan pe ma in, misalnya dala m hal mencari rute untuk menuju ke suatu tempat, diharapkan dapat mena mbah kesenangan berma in dan menambah variasi gameplay.

Kata kunci: Game e dukasi, bahasa Inggris, NPC, kecerdasan buatan, Uni ty 3D, pencarian rute, Navmesh

Abstract

English as language has become a part of everyday life. In Indonesia, English has become a subject in pre liminary

school’s curriculum. An important ele ment in the process of learning English is vocabulary. Ga me Funny English developed with the purpose to facilitate English vocabulary in the form of 3D objects as well as audio pronunciation of those objects. To increase children's interest in play ing the ga me , a rtific ia l intelligence (AI) feature has been added in the game. Application of AI on a non-playable character (NPC) which cannot be controlled by the player, for e xa mp le when searching for a route to go somewhere, is e xpected to enhance player’s gaming e xperience and various gameplay.

Ke ywor ds: Educ ati on g ame, English, NPC, Ar tificial Intelligence, Uni ty 3D, pathfindi ng, Navmesh

1 Pendahuluan

Berdasarkanstatistik [1] BahasaInggrisadalahbahasaketiga yang digunakansebagaibahasautamadenganlebihdari 335 jutapengguna.BahasaInggrismerupakanbahasaasingno morsatu yang diajarkan di lebih 100 negara di dunia [2].Di Indonesia sendiri, bahasaasingterutamabahasaInggrismerupakanbahasain ternasional yang sangatpentingkegunaannyadalampergaulan global [3]. Dibutuhkanbeberapaelemenuntukme mpe la jaribahasaI nggris, yaitukosakata (vocabulary), tatabahasa (grammatical), aturan-aturan (rules),danpengucapan

(pronounciation). Pe mbe laja rankosakata(vocabulary) bahasaInggris, merupakane le mendasar yang harusdiajarkanka rename milikiperan yang krusialuntuktahappembelaja ranselanjutnya,

terutamabagianak-anak.Berbedadengan orang dewasa yang telahme milikikosakatabahasautama yang lebihbanyak, menurutrefe rensi [4], menyatakanbahwaanakakan mengala mikendalaketika me mpe la jaribahasaasingkarenaterbenturbahasautama (mother’s tongue) yang ada di lingkunganru mahsertamasihsedikitnyaju mlahpe mben daharaan kata yang mere kaketahui.

(2)

Menurutpenelitianoleh[5],

metodebelaja runtukme mpe la jaribahasaInggrismenggu

nakan media

bonekajaridanka rtunbergambar.Menurutreferensi [6] penelitian yang dila kukan menggunakanmetodeberceritadanbernyanyis ertame la kukangerakan-gera kansesuaidengan kata-kata dala mliriklagu.Penelit ian[7],

Gameinimengenalkan kosakatabahasaInggrisme lalu iob

jek-objek yang

adadilingkunganrumahsepertiruangkeluarga (living room), dapur (k itchen), ka ma rtidur (bedroom) dankama rmandi (bathroom).

Gamedandike mbangkan menggunakansoftware Adobe Flash dengan Action Script 3.0.danberbasis 2D. Penulis [9] pada tahun 2012 te lah menge mbangkan Ga me Funny English menggunakan Blender 3D. Pada penelitian tersebut, objek yang dike mbangkan adalah benda mati dan kurang interaktif dengan pemain sehingga mengurangi minat bermain. Oleh karena itu game tersebut perlu dike mbangkan dengan ditambahkan obje k dan kara kter la in sehingga lebih interaktif dengan lingkungan agar game lebih menarik. Menurut [10, 11], d ibutuhkan adanya AI (artificial intelligence)agar game leb ih menarik.AI dida la m

Gamedapat diterapkan pada NPC(non-playable character). NPC ada lah kara kter yang ma mpu berinteraksi dengan objek didala m dunia Game dan tindakannya tidak dapat dikendalikan oleh pe ma in. Tindakan NPC yang tidak dapat diprediksi salah satunya adalah pergerakannya dari suatu tempat kete mpat la in.Dengan diterapkannyaAI pada NPC sehingga me mbuat NPC ma mpu mengotomasikan rute pergerakannya didala m game.

NPC dapat mencari rute untuk bergerak dari posisi sekarang menuju posisi tujuannya dengan pathfinding. Beberapa metode pathfinding seperti Metode

Breadth-first search dan Depth-first search adalah metode pencarian rute tanpa menghitung jara k yang harus ditempuh. Sedangkan A lgorit ma Dijkstra dan Algorit ma A-star sudah me mpe rhitungkan ja rak yang harus ditempuh dalam mencapai tujuan. Saat in i banyak game modern menggunakan algorit ma A-star karena Algorit ma A-star menja min akan mene mukan rute terpendek [12].

Untuk dapat mela kukan pathfinding pada lingkungan pengembangan game, dibutuhkan suatu graf khusus pada peta game yang me miliki informasi costuntuk berpindah dari suatu titik ke t itik lain. Pada penelitian ini, penulis menggunakan model gra f Navigation Mesh

(Nav mesh) pada peta game agar dapat dikenali dan

dila kukan ko mputasi path oleh sistem game . Penelitian oleh [13] menyimpulkan bahwa metodepath findingmerupakanmetode yang sangatpentingdalam game 3D untukmenunjangcarabergerakobjek, terutamaobjek yang digerakkanoleh AI_.Algorit ma A* danNavigation Mesh diperlukansupayadapatmela kukanarahpergerakankete mpattujuandengansangatcepat.

Dilihat dari pernyataan-pernyataan diatas, ma ka penulis akan mengembangkan fitur NPC dengan AI yang me mpunyai ke ma mpuan yang secara otomatis mencari rute/pathfinding. Dengan adanya fitur ini, diharapkan game dapat lebih menarik minat pe main.

2 TeoriPendukung

A. Algorit ma A*

Algorit ma A* adalah jenis algorit ma pencarian rute yang dapat mencari rute terpendek antara 2 tit ik pada

weighted graph. Pada weighted graph,rute terpendek sama dengan rute dengan nilai (cost) terkec il[14].

Gambar1 Weighted Graph

Algorit ma A*

menggunakanmetodeheuristikuntukmengurangi area pencariandimanahanya area yang menjanjikansaja yang akandiuji [15].

Fungsiheuristikh(n)adalahdasaralgoritma A* untukmengestimasicost min imu m darisuatutitikn

ketitiktujuan.

Pencarianrutedenganme mpertimbangkansuatunilai/co sttertentudinama kandenganpathscoring.Pathscoringda patditulisdalamru musberikut:

f = g + h (1) Berikut adalah pseudo code untuk algorit ma A*[13].

Tabel1 Pseudo Code Algoritma A*

function A*(start,goal) closedset := the e mpty set openset := {start}

came_fro m := the e mpty map

g[start] := 0

(3)

while openset is not empty

x := the node in openset having the lowest f[] value

if x = goal

return reconstruct_path(came_fro m, came_fro m[goal])

re move x fro m openset add x to closedset

foreach y in neighbor_nodes(x) if y in c losedset

tentative_is_better := t rue else if tentative_g_score<g_score[y]

tentative_is_better := t rue else

tentative_is_better := false

if tentative_is_better = true came_fro m[y] := x g[y] := tentative_g_score h[y] := heuristic_cost(y, goal) f[y] := g_score[y] + h_score[y]

return failure

function reconstruct_path(came_fro m, current_node)

if ca me_fro m[current_node] is set p := reconstruct_path(came_fro m,

came_fro m[current_node]) return (p + cu rrent_node) else

return current_node

closedsetme rupakantabel node yang

telahditelusuri. opensetme rupakantabelprioritas node. came_frompath terbaikuntukmencapaisuatu node. g[]merupakannila idarifungsi g(x).h[]merupakannila idarifungsi

h(x).f[]merupakan ju mlahdari g(x) dan h(x).dist_betweenmerupakanfungsiyang

menghasilkanjara kantara 2 node yang

bersebelahan.heuristic_costmerupakanfungsi yang menghasilkansuatunilai cost perkiraanberdasarkankriteriatertentu.

B. Unity3D

Unity 3D me rupakanGame engine Multi-platform dengan IDE terintegrasi yang dike mbangkanoleh Unity Technologies.Unity 3Dd igunakanuntukmengembangkan video games untuk plug-in web, plat form desktop, console, dan mobile devices, dantelahdigunakanolehjutaanpengembang.

Unity 3Dadalahlingkunganpengembangangame: Sebuahaplikasirender yang terintegrasidengansejumlahtools yang dapatdigunakanuntukmenciptakan konten 3D yang interaktif, mensupporthasilpengerjaandala mberbagai format,sertaribuanAsset yang berkua litasdansiappakai yang tersediapadaAsset Storedankomunitaspengguna [16].

C. Navigation mesh (Nav mesh)

Navigation mesh (Nav mesh) adalah suatu bidang (mesh) tak terlihat yang me miliki informasi costyang dapat dilalui (walk able) pada suatu poligon . Un ity 3D me milikisuatucaraotomatisuntukme mbuat

(generate)navmesh yang efisien yang me milikibeberapa parameter nu merik. Proses inidisebutdenganbak ing.Contohnavmeshterlihatpadag ambarberikut:

Gambar2Pe tadengannavmeshdanrintangan (obstacle)

3 PerancangandanImplementasi

Pada penelitian in i, NPC akan mencari tit ik tujuannya secara acak dan akan mengulangi proses ini setelah sampai dit itik tujuan.

(4)

Gambar3Contoh NPC Tupai

Gambar4TitikTujuan NPC

Imple mentasi graf nav mesh yang dibuat pada game Funny English sebagai berikut:

Gambar5Navmeshpadape ta game

4 PengujiandanAnalisa

Pengujian dila kukan dengan menguji rute te mpuh optima l menurut logika manusa dengan rute yang dipilih oleh NPC, dan wa ktu yang dibutuhkan oleh NPC untuk mencari rute ke t itik tujuan.

Berikutadalahcontohgambarpengujian yang dila kukan NPC darit itikawa lmenujusuatutitiktujuan (tit ik target 2).

Gambar6 NPC dantitik target 2

(5)

Gambar8Rute yang akantempuholeh NPC

Total pengujianpencarianrutedilakukansebanyak 30 kali. Pencarianrutedila kukan 10 ka li olehmasing-masing NPC.Pengujianwaktu yang dila kukanadalahwa ktu yang dibutuhkanolehmasing-masing NPC untuktiappencarianrute.

Berikutadalahtabelhasilketepatanpengujianpencarianr uteolehNPCd ibandingdenganrutesesuailogika manusia.

Tabel2Pencarianruteoleh NPC

Berikutadalahtabelwaktu rata-rata yang dibutuhkanmasing-masing NPC untuktiappencarianrute.

Tabel3Waktu rata-rata yang dibutuhkanuntukmencarirute

5 Kesimpulan

Dari seluruh pengujian yang telah d ila kukan, dapat dia mbil kesimpulan bahwa seluruh rute yang dia mb il oleh NPC te lah sesuai dengan rute optima l yang harus ditempuh secara logika manusia. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk pengambilan rute juga terjadi da la m

waktu yang singkat (≤0.2 detik).

Pustaka

[1] http://www.ethnologue.com/statistics/size, diaksespada 22:13, 18 Agustus 2014.

[2] English as Global language, Crystal David,Ca mridge University Press, Second Ed ition,2003, ISBN, 0521 530326, Paperback [3] PP no 32 tahun 2013 tentang standard

nasionalpendidikanperubahan no 19 tahun 2005. [4] Ca me ron, Lynne. 2001. Teaching Language to enggunakan Media BonekaJari Dan KartuBerga mba r. S1 Thesis, UniversitasPendidikan Indonesia, http://repository.upi.edu/2937/, d iaksestanggal 11-Me i-2014

[6] Slattery, M ., & Willis, J. (2001). English for primary teachers: A handbook of activities and classroom language. Oxford: Oxford Unive rsity Press.

[7] Sutanto, Stefany. 2010. Pe mbangunan AplikasiPe mbela jaran BahasaInggrisbagiAnak TK Berbasis Multimedia . S1 thesis, UAJY,

http://repository.upi.edu/2937/

[8] Riwinoto. 2013. PengembanganGame Ho me

Sweet Ho me

dala mPe mbe laja ranKosakataBahasaInggrisuntuk AnakUsiaDinimenggunakanDiagra mUnifiedMod elling Language, ScriptwritingdanStoryboard: StudiKasus TK-B AnandaBatam.

0

(6)

[9] Firmanda, Ardiman, &A lfian. 2012.

GameEdukasiBahasaInggrisuntukAnak

Indonesia Be rbasis 3D. Paper TugasAkhir D3. PoliteknikNegeriBata m.

[10] Mark Owen Riedl& Ale xanderZook, AI for Ga me Production,

[11] ChirstophSalge, Christian Lipski, Tobias Mahlamann, Brig itte mathia k. Using Genetically Optimized Artific ial Intelligence to imp ro ve Ga meplay ing Fun for Strategical Ga mes

[12] Patel, A mit. 2014. Introduction to A*, fro m

Amit’s Thought on Pathfinding.

http://the or y.stanfor d.e du/% 7Eamitp/GamePr ogramming/inde x.html,d iaksespada 21:19, 26 Juni 2014.

[13] Yonathan, Freddi. Metode Pathfinding pada

Game 3D Menggunakan Algoritma A* dengan

Navigation Mesh. 2011

[14] T.H. Cormen, C.E.Leiserson, R.L.Rivest and C.Stein, Introduction to Algorithms, Third Ed ition.The MIT Press, 2001.

[15] I. M illington and J.Funge, Artific ial Intelligence for Ga mes Morgan Kaufmann, 2009.