Implementasi Teknologi Markerless Augmented Reality Berbasis Android
Sebagai Media Pengenalan Gedung-Gedung
di Fmipa Universitas Lampung
1
Didik Kurniawan, 2Anie Rose Irawati dan 3Ardi Yuliyanto 1
Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila
2Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila 3Jurusan Ilmu Komputer FMIPA Unila
Abstract
Markerless Augmented Reality (AR) is a term for an environment that combines real world and the virtual world, where objects in the real world can be recognized through the position, direction and location. Markerless AR technology can be used to interactively visualize information, especially when the technology is combined with a mobile communication device such as a smartphone that has the Android operating system. Camera features, internet, accelerometer, digital maps and GPS (Global Positioning System) on Android devices can be integrated so that AR technology can be implemented. In this study, Markerless AR technology is implemented in the Faculty of Mathematics and Natural Science (Science) University of Lampung buildings. The aim of this study is to create an application that provides information about the buildings, it is show Faculty maps and information about the Natural Sciences accessible via Android smartphones. This application is designed and then implemented using the Java programming language for Android and BeyondAR framework support to detect and display the AR object and the Google Maps API to display a map of the Science Faculty. The results of data test using Equivalence Partitioning test shown the application functionate well according to the analysis. In addition, based on questionnaire data, that the application is a user friendly application (with an average value of 4.31 / very good), and interactive (with an average value of 4.23 / good).
Keywords: Android, Application, ARMIPA, Augmented Reality, Maps, Markerless Augmented Reality
1
Pendahuluan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung adalah salah satu lembaga pendidikan tinggi negeri yang berada di Provinsi Lampung. FMIPA memiliki gedung-gedung yang digunakan sebagai sarana perkuliahan yang letaknya tersebar di seluruh wilayah FMIPA. Wilayah yang luas dan banyaknya gedung yang dimiliki FMIPA, membuat lokasi gedung mempunyai keterbatasan dalam pencarian. Tidak terdapatnya petunjuk jalan, papan nama gedung, maupun peta lokasi gedung FMIPA membuat mahasiswa baru, mahasiswa diluar FMIPA, dan masyarakat umum mengalami kesulitan dalam pencarian gedung di FMIPA.
FMIPA memiliki sistem informasi yang sudah diterapkan untuk mendukung proses pendidikan di dalamnya. Salah satunya adalah website. Website FMIPA berperan sebagai media informasi, media pendidikan dan media promosi bagi FMIPA. Namun, website FMIPA saat ini lebih banyak memuat informasi pemberitaan. Sedangkan informasi utama mengenai FMIPA secara lengkap, seperti tidak tersedianya peta FMIPA, sehingga pengunjung website kesulitan jika ingin mencari informasi gedung-gedung di FMIPA.
Berdasarkan dari hal tersebut, maka diperlukan sebuah teknologi tepat guna yang dapat dimanfaatkan oleh FMIPA untuk penyebaran informasi tentang sumber daya gedung yang dimilikinya dan dapat membantu pihak-pihak yang memerlukan informasi tersebut. Salah satu teknologi yang dapat diadopsi adalah Augmented Reality (AR), dalam hal ini adalah Markerless Augmented Reality yang
akan dipadukan dengan perangkat komunikasi bergerak (mobile) yang memiliki sistem operasi Android.
Implementasi teknologi Markerless Augmented Reality pada perangkat Android dipilih karena dengan teknologi ini pengguna tidak hanya mendapatkan informasi saja, tetapi pengguna dapat berinteraksi dengan objek maya pada lingkungan nyata, dalam hal ini adalah tampilan kamera yang menampilkan objek 2D atau 3D secara realtime pada perangkat android. Selain itu sistem operasi android yang bersifat open source code dapat memudahkan pengembang untuk membuat dan memodifikasi aplikasi.
1.1 Augmented Reality
Augmented Reality adalah sistem yang memiliki karakteristik dapat menggabungkan lingkungan nyata
dan virtual, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata dan diintegrasikan dalam tiga dimensi (3D). Secara sederhana AR bisa didefinisikan sebagai lingkungan nyata yang ditambahkan objek virtual. Penggabungan objek nyata dan virtual dimungkinkan dengan teknologi display yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input tertentu [1].
1.2 Markerless Augmented Reality
Salah satu metode Augmented Reality yang saat ini sedang berkembang adalah metode "Markerless
Augmented Reality", dengan metode ini pengguna tidak perlu lagi menggunakan sebuah marker yang
dicetak untuk menampilkan elemen-elemen digital, tetapi elemen digital dapat dideteksi dengan posisi perangkat, arah dan lokasi [2].
1.3 BeyondAR
BeyondAR adalah framework yang dirancang untuk para pengembang dengan minat dalam bekerja dengan Augmented Reality berbasis geolokasi pada smartphone dan tablet. BeyondAR bersifat open
source code (lisensi Apache 2.0). Untuk saat ini BeyondAR hanya mendukung platform Android
(termasuk Google Glass).
Framework ini dikembangkan oleh Joan Puig Sanz (Telecomunications engineer. Master of
telecomunication MASTEAM. By UPC dan Aalborg University [3].
2
Metodologi
1. Identifikasi Masalah
2. Perumusan Masalah
3. Tujuan, Manfaat dan Batasan
4. Survei Pendahuluan
- Observasi 5. Studi Literatur
6. Inception
- Pengumpulan Data - Analisis Kebutuhan Dasar Sistem - Analisis User Requirement
8. Construction 1
- Pembuatan Program (Koding)
9. Construction 2
- Pengujian
10. Transition
- Penyerahan aplikasi ke-user (roll-out)
Sistem Bekerja Sesuai Analisis? Tidak
Ya
11. Analisis Hasil Penelitian
A. Langkah I B. Langkah II C. Langkah III 7. Elaboration - Perancangan UML - Perancangan antarmuka
Gambar 1 Diagram Alir Metodologi Penelitian
Penelitian ini juga dilakukan berdasarkan metode pengembangan sistem yang dipilih yaitu Unified
Process (UP). Tahap-tahap yang dilakukan dalam pengembangan sistem aplikasi ARMIPA adalah
sebagai berikut:
1. Inception: Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data berupa data spasial gedung-gedung di FMIPA dan data-data mengenai FMIPA. Data ini spasial diperoleh langsung di lapangan dengan menggunakan media GPS Ulite U500 dan sebuah perangkat android. Pada tahap ini juga dilakukan analisis kebutuhan dasar sistem dan analisis user requirement.
2. Elaboration: Pada tahap ini akan dilakukan perancangan sistem dan perancangan antarmuka. Perancangan atau desain sistem dalam penelitian ini menggunakan Unified Modelling Language (UML).
3. Construction 1: Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan program (koding), tahap ini dilakukan menggunakan eclipse dan bahasa pemrograman java.
4. Construction 2: Pada tahap ini dilakukan pengujian.
5. Transition: Pada tahap ini akan dilakukan penyerahan sistem aplikasi ke-user (roll-out) melalui play store.
3
Pembahasan
Aplikasi ARMIPA adalah aplikasi yang dibuat sebagai media pengenalan gedung-gedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung dengan memanfaatkan teknologi Markerless Augmented Reality berbasis android. Aplikasi ini dibuat dengan menggunakan
bahasa pemrograman Java for Android dan menggunakan bantuan framework BeyondAR serta Google Maps API.
3.1 Implementasi Sistem
Setelah dilakukan implementasi sistem dengan metodologi penelitian dan metodologi pengembangan sistem yang disebutkan di atas didapatkan hasil implementasi sistem yaitu berupa class-class yang disajikan pada Tabel 1 dan layout-layout yang disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1 Tabel Daftar Class pada aplikasi ARMIPA
No Nama Class Fungsi
1 armipa.java Class untuk menampilkan AR kamera
2 biologi.java Class untuk sub menu jurusan biologi
3 cara.java Class untuk menu bantuan
4 CustomWorldHelper.java Class untuk data koordinat dan POI peta FMIPA
5 fisika.java Class untuk sub menu jurusan fisika
6 gedungilkom.java Class untuk menampilkan denah gedung Ilmu Komputer lantai 1
7 gedungilkomlantai2.java Class untuk menampilkan denah gedung Ilmu Komputer lantai 2
8 ilmukomputer.java Class untuk sub menu jurusan ilmu komputer
9 kimia.java Class untuk sub menu jurusan kimia
10 kontak.java Class untuk sub menu kontak MIPA
11 koordinatilkom Class untuk data koordinat dan POI gedung Ilmu Komputer lantai 1
12 koordinatilkomlantai2.java Class untuk data koordinat dan POI gedung Ilmu Komputer lantai 2
13 MainActivity.java Class untuk menu utama aplikasi
14 matematika.java Class untuk sub menu jurusan matematika
15 pengaturan.java Class untuk menu pengaturan
16 profil.java Class untuk menu tentang aplikasi
17 programmipa.java Class untuk sub menu program MIPA
18 sejarah.java Class untuk sub menu sejarah MIPA
19 splashscreenmipa.java Class untuk menampilkan splashscreen
20 telusurimipa.java Class untuk menampilkan peta MIPA
21 tentangmipa.java Class untuk menu tentang MIPA
22 tujuan.java Class untuk submenu tujuan FMIPA
23 visimisi.java Class untuk submenu visi dan misi FMIPA
Tabel 2 Tabel Daftar Layout pada aplikasi ARMIPA
No Nama Layout Fungsi
1 activity_main.xml Layout untuk menu utama aplikasi
2 armipa.xml Layout untuk AR kamera
3 biologi.xml Layout untuk informasi jurusan biologi
4 cara.xml Layout untuk informasi bantuan
5 fisika.xml Layout untuk informasi jurusan fisika
6 gedungilkom.xml Layout untuk menampilkan denah Gedung Ilmu Komputer lantai 1
7 gedungilkomlantai2.xml Layout untuk menampilkan denah Gedung Ilmu Komputer lantai 2
8 ilmukomputer.xml Layout untuk informasi jurusan ilmu komputer
9 kimia.xml Layout untuk informasi jurusan kimia
10 kontak.xml Layout untuk submenu kontak FMIPA
11 matematika.xml Layout untuk informasi jurusan matematika
12 pengaturan.xml Layout untuk menu pengaturan
13 profil.xml Layout untuk menu tentang aplikasi
14 programmipa.xml Layout untuk submenu program MIPA
15 sejarah.xml Layout untuk submenu sejarah FMIPA
16 simple_camera.xml Layout untuk fragment armipa.xml
17 splashscreenmipa.xml Layout untuk halaman splashscreen
18 telusurimipa.xml Layout untuk menampilkan peta FMIPA
19 tentangmipa.xml Layout untuk menu tentang MIPA
20 tujuan.xml Layout untuk submenu tujuan FMIPA
21 visimisi.xml Layout untuk submenu visi dan misi FMIPA
22 staffakademik.xml Layout untuk menampilkan dialog data staf akademik
3.2 Hasil Pengujian
3.2.1 Pengujian Fungsional
Pendekatan kasus uji fungsional dalam penelitian ini adalah pengujian black box dengan metode
Equivalence Partitioning (EP). Pengujian ini dilakukan dengan membagi domain masukan dari
program ke dalam kelas-kelas sehingga test case pada perangkat lunak dapat diperoleh. Terdapat 8 (delapan) kelas uji dan 50 (lima puluh) skenario uji dalam pengujian ini. Dari pengujian tersebut diketahui aplikasi ini dapat berfungsi sesuai dengan realisasi yang diharapkan.
3.2.1.1 Pengujian Ketepatan Titik Lokasi Peta dan Markerless Augmented Reality
Berikut merupakan salah satu contoh pengujian yang dilakukan pada aplikasi ARMIPA yaitu pengujian ketepatan titik lokasi pada peta dan kamera dengan markerless augmented reality berbasis android yang dilakukan untuk menunjukkan keakuratan sistem dengan keadaan yang sebenarnya saat pengguna menggunakan sistem. Sampel pengujian diambil pada kasus pengguna mencari lokasi Gedung MIPA Terpadu dari posisi pengguna berada di bundaran Universitas Lampung (jalan utama menuju FMIPA).
Ketika pengguna menggunakan aplikasi ARMIPA, pengguna harus memastikan bahwa jaringan seluler / wifi dan GPS pada perangkat android pengguna dalam kondisi aktif. Pengguna harus masuk terlebih dahulu ke menu “Telusuri MIPA” untuk mendapatkan titik lokasi pengguna dengan menekan button “Lokasi Saya”. Pada Gambar 2 terlihat bahwa pengguna berada di jalan utama menuju FMIPA.
Gambar 2 Lokasi awal pengguna
Setelah mendapatkan titik lokasi, pengguna dapat melakukan tracking menuju lokasi yang diinginkan, dalam kasus ini pengguna ingin menuju ke Gedung MIPA Terpadu. Posisi pengguna akan berubah mengikuti lokasi berdirinya pengguna seperti pada Gambar 3 terlihat bahwa pengguna berada di dekat Gedung MIPA Terpadu.
Gambar 3 Lokasi akhir pengguna
Ketika pengguna sampai di dekat lokasi Gedung MIPA Terpadu, pengguna dapat memastikan dengan pasti titik lokasi yang dicari apakah benar atau tidak, menggunakan menu ARMIPA. Setelah pengguna memilih menu tersebut, arahkan kamera pada perangkat android ke titik lokasi gedung yang dicari, maka sistem akan menampilkan titik lokasi gedung yang dicari tersebut, seperti yang terlihat pada Gambar 4. Saat pengguna menggeser bar “Ukuran AR”, maka ukuran objek AR akan berubah sesuai input yang dilakukan pengguna.
Gambar 4 Objek AR
3.2.2 Pengujian Non Fungsional
Pengujian non fungsional pada aplikasi ini melibatkan 40 (empat puluh) responden untuk mendapatkan penilaian langsung terhadap sistem yang dihasilkan. Pemilihan responden dilakukan secara random dengan melibatkan mahasiswa dan mahasiswi FMIPA yang menggunakan smartphone android. Pengujian ini menggunakan angket yang berisikan pertanyaan-pertanyaan berkaitan dengan sistem yang dihasilkan. Penyusunan bentuk jawaban dari pertanyaan menggunakan skala likert [4]. Sebelum dilakukan perhitungan dengan skala likert, dilakukan perhitungan interval terlebih dahulu. Perhitungan dilakukan dengan persamaan sebagai berikut:
(1)
Setelah besarnya interval diketahui menggunakan rumus pada Persamaan 1, kemudian dibuat rentang skala sehingga diketahui dimana letak rata-rata penilaian responden terhadap setiap poin variabel. Rentang skala tersebut disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Interval dan Kategori Penilaian
No Interval Kategori 1 4,24 – 5,04 Sangat Baik (5) 2 3,43 – 4,23 Baik (4) 3 2,62 – 3,42 Cukup Baik (3) 4 1,81 – 2,61 Kurang Baik (2) 5 1,80 – 1,80 Tidak Baik (1)
3.2.2.1 Variabel User Friendly
Hasil penilaian variabel user friendly disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil Penilaian Variabel User Friendly
No Kriteria Penilaian Rata-rata Kategori Penilaian
5 4 3 2 1
1
Bagaimana kesesuaian warna
background dan icon pada
aplikasi
4,35 15 24 1 0 0
2
Bagaimana kesesuaian warna
background dan teks pada
aplikasi
4,2 12 24 4 0 0
3
Bagaimana tampilan icon dengan fungsi yang disediakan aplikasi
4,25 16 18 6 0 0
4 Bagaimana kualitas gambar pada
aplikasi 4,37 18 19 3 0 0
5
Bagaimana menu bantuan memberikan Anda petunjuk dalam mengoperasikan aplikasi
4,35 19 16 5 0 0
6
Secara umum, bagaimana kemudahan Anda dalam mengoperasikan aplikasi?
4,37 16 23 1 0 0
7
Seberapa mudah informasi yang disajikan aplikasi ARMIPA untuk dipahami?
4,32 17 19 4 0 0
Presentase Rata-Rata per
Kategori Penilaian (%) - 16,14 20,43 3,43 0 0
Total Rata-Rata 4,31
Total rata-rata yang diperoleh pada variabel user friendly adalah 4,31. Berdasarkan interval dan kategori penilaian pada Tabel 3, maka variabel user friendly masuk dalam kategori “sangat baik”.
3.2.2.2 Variabel Interaktif
Hasil penilaian variabel user friendly disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Hasil Penilaian Variabel Interaktif
No Kriteria Penilaian Rata-rata Kategori Penilaian
5 4 3 2 1
1
Bagaimana aplikasi menampilkan respon ketika marker (penanda) yang disajikan pada peta FMIPA diklik?
4,35 10 26 4 0 0
2
Bagaimana fitur zoom pada AR Kamera yang disajikan aplikasi ARMIPA dalam menampilkan objek AR?
4,2 12 25 3 0 0
3
Bagaimana aplikasi
menampilkan respon (berupa teks) terhadap perintah yang anda pilih?
4,37 15 24 0 1 0
Presentase Rata-Rata per
Kategori Penilaian (%) - 12,33 25 2,33 0,33 0
Total Rata-Rata 4,23
Total rata-rata yang diperoleh pada variabel interaktif adalah 4,23. Berdasarkan interval dan kategori penilaian pada Tabel 3, maka variabel interaktif masuk dalam kategori “baik”.
4
Simpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan, penulis dapat mengambil simpulan sebagai berikut :
1. Telah berhasil dibangun Aplikasi ARMIPA yang dibuat sebagai media pengenalan gedung-gedung di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung. 2. Telah berhasil diterapkan teknologi Markerless Augmented Reality pada aplikasi ini sebagai
media untuk mendeteksi lokasi dan menampilkan informasi gedung secara real-time pada kamera perangkat android, serta google maps API sebagai media untuk menampilkan peta FMIPA. 3. Dari hasil data pengujian Equivalence Partitioning, aplikasi ARMIPA kompatibel terhadap
semua versi OS android yang telah ditetapkan dalam pembuatan aplikasi, kompatibel terhadap
device android dengan resolusi 3 inch sampai 8 inch yang memiliki fitur GPS, dan dari semua
kelas yang diuji aplikasi ARMIPA dapat berfungsi sesuai analisis. Selain itu berdasarkan data angket, diketahui aplikasi ARMIPA adalah aplikasi yang user friendly dengan nilai rata-rata 4,31 (sangat baik), dan interaktif dalam penggunaannya dengan nilai rata-rata 4,23 (baik).
5
Referensi
[1] Azuma, R. T., A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments. vol. 6, no. 4, pp. 355-385 (1997).
[2] Fernando, Mario. Membuat Aplikasi Android AR Menggunakan Vuforia SDK dan Unity. Buku AR Online, Solo (2013).
[3] BeyondAR. Beyond Augmented Reality. [Online]. Tersedia : http://beyondar.com, (2015). [4] Yitnosumarto. Metode Penelitian Kuantitatif dan Kualitatif. Graha Ilmu, Yogyakarta (2006).
