PENGEMBANGAN APLIKASI PENGENALAN SITUS SEJARAH DALAM
BENTUK PETA TIGA DIMENSI INTERAKTIF KOMPLEKS MONUMEN
TUGU PAHLAWAN SURABAYA MENGGUNAKAN UNITY3D ENGINE
Wahyu Setya Raharja
Abstrak
Saat ini, praktek pengenalan situs sejarah cenderung dilakukan secara konvensional melalui text dan gambar atau melakukan kunjungan langsung ke situs sejarah. Tetapi tulisan maupun gambar tidak dapat dengan tepat menunjuk kondisi benda asli dan menimbulkan persepsi yang beragam pada pembaca mengenai detail situs tersebut. Sedangkan praktek mendatangi situs sejarah tidak dapat dilakukan semua orang, terkait dengan jarak dan waktu. Untuk itu, dibutuhkan sebuah visualisasi yang sesuai dengan keadaan sebenarnya, yaitu visualisasi dalam bentuk 3D. Dengan kemajuan teknologi seseorang bisa membangun aplikasi 3D dengan biaya cukup rendah menggunakan 3D game engine.
Pada penelitian ini, penulis mengembangkan peta 3D menggunakan salah satu game engine yaitu Unity. Unity, memiliki kemampuan untuk membuat lingkungan virtual yang sesuai dengan dunia nyata. Lokasi peta yang dibuat berupa peta 3D, adalah kompleks Monumen Tugu Pahlawan Surabaya.
Dari penelitian dihasilkan aplikasi yang dapat digunakan sebagai media pembelajaran bagi siswa atau masyarakat pada umumnya mengenai lokasi atau monumen bersejarah tanpa harus mengunjungi tempat tersebut.
Key Words:
Peta 3D, Unity3D, Tugu Pahlawan1. Pendahuluan
Pengenalan situs sejarah merupakan salah satu subyek pendidikan yang cenderung sulit menarik minat siswa dan masyarakat umumnya. Hal ini dikarenakan metode pengelanan situs sejarah yang cenderung menggunakan proses yang kurang menarik berbasis teks atau gambar yang sulit untuk dibayangkan oleh siswa atau masyarakat. Sebagai metode alternatif, seringkali digunakan kegiatan kunjungan langsung ke obyek sejarah, hal ini dapat menimbulkan rasa ketertarikan yang lebih tinggi, tetapi memiliki halangan jarak, waktu dan biaya. Oleh karena itu, dengan adanya teknologi visualisasi 3D diharapkan dapat memperoleh solusi alternatif baru yang dapat mendukung proses pengenalan situs sejarah yang lebih
menarik dan mudah dilakukan oleh semua pihak tanpa terbatas halangan jarak, waktu atau biaya.
Peta interaktif 3D dibuat dengan menggunakan software Unity3D Engine. Unnity3D Engine adalah aplikasi 3D game engine yang memliki kemampuan untuk membuat lingkungan virtual yang sesuai dengan dunia nyata. Pembangunan aplikasi ini menggunakan metode bottom up untuk proses secara keseluruhan, metode top down untuk proses pembangunan modul peta. Dalam proses pembangunannya, dilakukan tahap integrasi dan pengujian sistem di akhir untuk mengetahui performa dari aplikasi.
2. Tinjauan Pustaka
Dalam pembangunan aplikasi, digunakan beberapa dasar dari beberapa sumber bacaan.
2.1 Virtual Museum
Virtual museum adalah museum virtual atau museum yang aktif berada di dunia maya. Virtual museum juga dikenal sebagai online museum, electronic museum, hypermuseum, digital museum, cybermuseum atau web museum. Istilah yang digunakan tergantung dari latar belakang praktisi dan peneliti yang mengerjakan museum tersebut.
Virtualisasi museum fisik dapat meningkatkan ketertarikan siswa untuk mempelajari lebih jauh mengenai koleksi museum tersebut. Publikasi dari www.futurelab.org.uk mengenai pembelajaran dengan teknologi digital, menyatakan bahwa pengunjung virtual museum telah melebihi rata-rata pengunjung museum fisik, dan banyak diantara pengunjung tersebut terlibat dalam proses pembelajaran yang lebih serius.
Seperti museum tradisional, sebuat virtual museum dapat didesain untuk objek yang spesifik (seperti museum seni, museum sejarah), atau dapat berupa eksebisi yang dibuat dari awal.
Dengan semakin berkembangnya teknologi, virtual museum juga semakin berkembang. Kini virtual museum mulai menambahkan elemen interaktifitas. Salah satu metode yang digunakan adalah dengan menciptakan ruang tiga dimensi dan representasi visual arsitektur 3D museum. Pengembang umumnya menggunakan 3D modelling, VRML (Virtual Reality Modelling Language)
dan sekarang X3D (peneruh VRML) untuk visualisasi virtual museum. Teknologi baru tersebut pad aumumnya menggunakan teknologi 3D real-time atau pre-rendered (telah dirender sebelumnya menggunakan aplikasi 3D).
2.2 Unity Engine
Unity3D Engine merupakan salah satu teknologi yang digunakan untuk membangun sebuah game. Unity Engine memiliki kerangka kerja (framework) lengkap untuk pengembangan profesional. Sistem inti engine ini menggunakan beberapa pilihan bahasa pemrogramam, diantaranya C#,javascript maupun boo. Seperti kebanyakan game engine lainnya, Unity Engine dapat mengolah beberapa data seperti objek tiga dimensi, suara, teksture, dan lain sebagainya.
Unity terdiri dari sebuah editor untuk pengembangan dan perancangan content serta game engine untuk eksekusi produk akhir. Unity mirip dengan Director, Blender game engine, Virtools, Torque Game Builder, danGamestudio, yang juga menggunakan integrated graphical environmentsebagai metode utama pengembangan.
2.3 Aplikasi Pendukung
Dalam penggunaan aplikasi ini, penyediaan sumber daya dalam pembuatan aplikasi dilakukan dengan menggunakan aplikasi pendukung di luar Unity3D Engine, yaitu 1) Adobe Photoshop CS5 Extended dan plugin Quixel nDO2, untuk mengolah tekstur, 2) Adobe After Effect CS5.5, untuk mengolah informasi video, 3) Apple Quicktime, diperlukan Unity untuk import asset video, 4) Adobe Illustrator, digunakan untuk membuat acuan peta 2D, 5) Audacity, untuk mengolah suara, 6) Autodesk 3D Studio Max, untuk membuat objek-objek dalam bentuk 3D, 7) monoDevelop dan Notepad++, digunakan untuk editor proses pemrograman.
2.4 Interaksi Manusia Komputer
IMK mempermudah hubungan antarmuka yang tidak hanya meliputi perancangan layout layar monitor dengan penggunanya. Selain itu, IMK juga memerhatikan unsur useful, usable, dan used. Useful menunjukkan adanya fungsional di dalamnya serta dapat melakukan suatu pekerjaan. Usable menunjukkan kemudahan dan kebenaran dalam mengerjakan sesuatu. Used menunjukkan ketersediaannya untuk digunakan. Terdapat beberapa elemen utama dalam IMK, yaitu manusia, komputer, interaksi, aktivitas, dan lingkungan kerja.
3. Pembahasan
Pembangunan aplikasi 3D dilakukan dengan menggunakan tools Unity3D Engine, khususnya Unity Editor versi 3.42, yang selanjutnya disebut dengan UT3. Dalam pembangunan aplikasi 3D ini dilakukan beberapa tahapan, yaitu:
Standardisasi pengerjaan, membuat standar pengerjaan aplikasi.
Desain sistem, membuat alur yang mungkin terjadi dalam aplikasi menggunakan tools Unified Modelling Language (UML), khususnya dengan menggunakan metode Use Case Driven Object. Desain peta, membuat peta 2D dari objek penelitian
yang dibuat dengan menggunakan Adobe Illustrator. Pembuatan asset aplikasi, memiliki beberapa
tahapan di dalamnya,
• Pembangunan peta 3D (geometri)
• Pengaturan material dan tekstur pada obyek • Pembuatan aset media (video, audio)
Integrasi asset aplikasi, memiliki beberapa tahapan di dalamnya,
• Integrasi asset pada engine • Pengaturan aplikasi • Pembuatan scene
• Proses scripting (penambahan interaksi dan logika aplikasi)
• Pengaturan pencahayaan • Packaging aplikasi Pengujian aplikasi
3.1 Standarisasi Pengerjaan
Peta interaktif monument Tugu Pahlawan Surabaya dibuat dengan menggunakan metode top down di mana pembangunan modul peta dilakukan dengan membangun keseluruhan gedung dan lokasi kemudian dibuat objek-objek dan detail-detail di dalamnya.
3.2 Survey Lokasi dan Pengambilan Data Awal
Tahapan ini menghasilkan foto-foto dan informasi tentang lokasi atau objek yang akan dibuat dalam aplikasi peta 3D. Hasil dari tahapan ini menjadi standar dan acuan dalam pembuatan aplikasi peta 3D.
3.3 Desain Sistem
Tahapan ini menghasilkan 1) GUI Storyboard yang digunakan sebagai acuan untuk jalannya aplikasi peta 3D dilihat dari desain tampilannya, 2) Domain model yang menunjukkan objek-objek yang digunakan dalam pembangunan aplikasi, 3) Diagram dan deskripsi use case yang menunjukkan alur yang mungkin terjadi ketika menggunakan aplikasi, 4) Diagram sequence yang
menunjukkan jalannya aplikasi dilihat dari sisi aplikasi, 5) Test case merupakan rancangan yang digunakan dalam tahapan pengujian aplikasi dari sisi fungsional.
3.4 Desain Peta
Tahapan ini menghasilkan peta dari objek penelitian dalam bentuk 2D. Peta ini digunakan sebagai dasar dalam pembuatan aplikasi peta interaktif 3D. Desain yang pertama adalah desain peta 2D yang digunakan sebagai dasar pembuatan geometrid dan tata letak obyek pada peta 3D.
Acuan dari peta 2D ini diambil dari denah lokasi dan foto satelit dari google map.
3.5 Pembuatan Aset Aplikasi
Hasil dari tahapan sebelumnya digunakan dalam tahapan pembuatan aplikasi ini.
3.5.1 Pembangunan Peta 3D
Tahapan yang dapat dilakukan pertama ketika telah melakukan desain adalah membuat geometri area dengan menggunakan aplikasi 3ds max. Area lokasi dibuat berdasarkan acuan peta 2D yang dihasilkan dari langkah sebelumnya. Gambar 1 menunjukkan peta 3D yang dibuat pada 3ds max.
Gambar 1 Pembuatan peta 3D 3.5.2 Pengaturan Material
Setelah melakukan pembuatan geometri bangunan, dilakukan pembuatan dan pemasangan material. Material dibuat dengan menggunakan material editor pada 3ds max, di mana sumber daya dari pembuatan material adalah berupa tekstur gambar 2D. Tekstur memberikan corak permukaan yang mendekati nyata untuk suatu objek.
3.5.3 Pembuatan Aset Media
setelah pembuatan area lokasi secara umum, proses dilanjutkan dengan pembuatan asset-aset media yang dibutuhkan, seperti video informasi, gambar atau foto dan informasi teks untuk obyek penting.
3.6 Integrasi Aplikasi
Tahapan integrasi aplikasi dari semua asset peta dan proses scripting, langkah ini meliputi beberapa bagian, yaitu:
Import asset pada unity editor.
Unity memiliki dukungan import format file 3D secara umum, seperti format FBX, ataupun OBJ. jika pada system pengembangan terpasang aplikasi 3ds max, unity dapat melakukan import file 3ds atau max yang digunakan oleh 3ds max. untuk asset media lain dapat digunakan langsung pada unity editor. Perlakuan khusus pada asset video, dimana apple quicktime harus terpasang pada system untuk dapat melakukan proses import file video.
Pengaturan aplikasi
Melakukan pengaturan target pengembangan aplikasi. Langkah ini meliputi target platform pengembangan (desktop, web, mobile, dll) serta pengaturan standar seperti input, renderer yang dipake, dan pengaturan pilihan tingkat kualitas grafis aplikasi.
Pembuatan scene
Scene adalah ruang atau level map dunia 3D yang menjadi area aplikasi atau interaksi actor dengan lingkungan 3D. Proses pembuatan scene dapat dilakukan dengan proses drag and drop asset yang telah dibuat dari project viewer ke dalam scene viewer.
Proses scripting
Proses scripting meliputi pembuatan menu dan interaksi actor pada aplikasi. Unity mendukung penggunaan bahasa scripting dalam bentuk javascript, C# ataupun mono. Script pada unity diperlakukan selayaknya asset dalam project. Untuk mengaktifkan script, asset script harus dipasangkan pada obyek atau elemen yang terletak pada scene. Pengaturan pencahayaan
Pencahayaan digunakan untuk memberikan ilusi obyek 3D menjadi lebih nyata. Sumber cahaya ditambahkan untuk mensimulasikan cahaya matahari dan sumber cahaya buatan, misalkan lampu. Cahaya yang dibuat diatur untuk dapat menghasilkan bayangan dari obyek. Bayangan ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu bayangan dinamis dan bayangan statis. Bayangan dinamis adalah bayangan yang dihitung secara realtime pada saat aplikasi dijalankan. Jenis bayangan ini digunakan untuk obyek 3D yang memiliki gerakan atau animasi. Sedangkan jenis gerakan statis dihitung pada proses pembuatan aplikasi menggunakan lightmap. Jenis bayangan statis digunakan untuk benda yang tidak bergerak atau statis.
Packaging aplikasi
Packaging aplikasi adalah proses pengemasan aplikasi akhir yang siap digunakan oleh pengguna
akhir. pada unity proses ini dinamakan build. Unity editor mengemas aplikasi sesuai dengan target akhir pengembangan yang telah ditentukan. Pengaturan akhir dilakukan sebelum proses build meliputi pengaturan screensplash dan gambar ikon aplikasi.
3.7 Pengujian Aplikasi
Tahapan ini dilakukan untuk menguji kelengkapan dan jalannya fungsi-fungsi aplikasi. Selain itu, dilakukan pengujian non-fungsional yang meliputi performa aplikasi, pengejuan platform pengembangan dan evaluasi kemiripan obyek 3D dengan obyek nyata.
Pengujian performa dilakukan dengan menjalankan aplikasi pada beberapa system pengujian dengan pengaturan aplikasi yang sama (resolusi, tingkat visual) dan kemudian dihitung FPS rata-rata aplikasi. Konfigurasi system dan hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Pengujian FPS menghasilkan spesifikasi-spesifikasi dari komputer yang dapat menjalankan aplikasi ini.
Tabel 1 Spesifikasi sistem pengujian performa
Spesifikasi Sistem Pengujian 1
CPU Intel® Core™ i5-2500K
Clockrate @ 4.0 GHz
RAM 2 x 2GB (4.00 GB total) Dual channel
GPU MSI NvidiaGTX 560 tiHAWK 1GB
Clockrate : 950MHz core, 4.2 GHz VRAM (Factory overclock)
OS Windows 7 x64 Home Premium SP1
Spesifikasi Sistem Pengujian 2
CPU Intel® Core™ i5-460M
Clockrate @ 2.53 GHz
RAM 2 GB
GPU AMD Mobility HD 5470 1GB
OS Windows 7 x86 Home Premium
Spesifikasi Sistem Pengujian 3
CPU AMD Phenom II X6
Clockrate @ 3.0 GHz
RAM 4 x 4GB (16.00 GB total) Dual channel
GPU DA Nvidia GTX 560ti 1GB
Clockrate : 820MHz core, 4.2 GHz VRAM (Nvidia reference design)
OS Windows 7 Ultimate x64 SP1
Tabel 2 Hasil pengujian
Hasil Pengujian
Sistem FPS rata2 Standalone FPS rata2
Web Windows x86 Windows x64 1 54.305 55.286 42.631 2 6.723 N/A 11.545 3 45.073 47.545 34.531
Pengujian platform adalah pengujian aplikasi berdasarkan platform pengembangan. Aplikasi yang
diusulkan pada paper ini memiliki platform pengembangan desktop dan web. Untuk pengujian platform web, pengujian dilakukan dengan melakukan akses aplikasi secara remote pada webserver menggunakan webbrowser. Spesifikasi system pengujian dan asil pengujian platform web dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3 Spesifikasi sistem pengujian platform web
Spesifikasi Webserver
CPU Intel® Pentium Dual Core
Clockrate @ 1.8 GHz
RAM 2.00 GB RAM
Sistem Operasi
Windows 7
Webserver Apache (via XAMPP)
Spesifikasi Client
CPU AMD Phenom II X4
Clockrate @ 3.8 GHz
RAM 12 GB RAM
GPU NVIDIA GTX 480
OS Windows 7 x64
Tabel 4 Hasil pengujian platform web
Pengujian Waktu load
data (detik) Performa (FPS) offline ~1 43.045 Akses webserver ~4 42.785
Pengujian terakhir adalah evaluasi kemiripian obyek 3D dengan obyek nyata yang digunakan sebagai referensi. Pada pengujian ini dilakukan perbandingan menggunakan gambar untuk obyek-obyek ada aplikasi. Gambar perbandingan dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 perbandingan obyek nyata dengan aplikasi
4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain :
• Performa rendering 3D aplikasi (desktop dan web) dipengaruhi oleh kemampuan hardware yang digunakan pada sistem. Komputer yang digunakan minimal menggunakan hardware akselerasi video (VGA) tambahan.
• Unity3D mampu menghasilkan aplikasi 3D dalam format webplayer atau aplikasi yang berjalan pada web browser. Fitur ini adalah salah satu kelebihan unity3D jika dibandingkan penelitian terdahulu menggunakan Unreal Development Kit (UDK). Penggunaan web player memungkinkan aplikasi diakses secara remote dari beberapa komputer client.
• Pembangunan peta 3D yang interaktif dan memiliki kemiripan dengan obyek nyata dapat dilakukan menggunakan Unity3D engine.
5. Daftar Pustaka
Wikipedia, 2011. Virtual Museum. http://en.wikipedia.org/ wiki/Virtual_museum [August 7, 2011]
Unity Technologies. 2011. Unity 3 Documentation. http://forum.unity3d.com [July 24, 2011]
