1 APLIKASI PENGENALAN BENTUK DAN SUARA HEWAN

APLIKASI PENGENALAN BENTUK DAN SUARA HEWAN BERBASIS
AUGMENTED REALITY
Kevin Setiadharma1, Iyan Mulyana2, Soewarto Hardienata3
Email: [email protected]
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
ABSTRAKSI
Augmented Reality (AR), adalah teknologi yang menggabungkan benda
maya dua dimensi dan tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi
lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata . Penelitian ini
akan memasukan teknologi AR kedalam sebuah marker pengenalan hewan.
Pengenalan Hewan berbasis Augmented Reality (AR) ini memerlukan video
streaming yang diambil dari kamera sebagai sumber masukan, kemudian aplikasi ini
akan melacak dan mendeteksi marker (penanda) dengan menggunakan sistem
tracking, setelah marker dideteksi, model hewan 3D digambar diatas marker seolaholah model tersebut nyata. Untuk membuat model hewan ini, model harus dibuat
terlebih dahulu dengan menggunakan perangkat lunak untuk membuat objek 3D,
dalam kasus ini menggunakan 3D MAX 2010 kemudian diubah formatnya menjadi
format yang didukung oleh aplikasi ini. Pada proses pengubahan format ini terjadi
berbagai macam masalah yang menyebabkan model yang ditampilkan berbeda
dengan model asli atau bahkan gagal ditampikan. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan webcam laptop 1.3 MP dan menggunakan 12 jenis marker . Dari hasil
pengujian, aplikasi ini berjalan dengan baik ketika resolusi 640x480 dengan jarak 25
cm. Itu merupakan resolusi standard, setiap webcam mempunyai standar resolusi
yang berbeda-beda.
Kata Kunci : Aplikasi Pengenalan, Augmented Reality.
Teknologi Augmented Reality
merupakan menggabungkan benda maya
dua dimensi ataupun tiga dimensi ke
dalam sebuah lingkungan nyata tiga di
dimensi lalu memproyeksikan bendabenda maya tersebut dalam waktu nyata.
Dalam menjalankan Augmented Reality
membutuhkan kamera dan marker
sebagai medianya. kamera dalam
Augmented Reality berfungsi sebagai
alat yang menampilkan objek tiga
dimensi dari marker sedangkan marker
berfungsi
sebagai
sarana
untuk
menampilan objek tiga dimensi di
kamera.
Begitu luasnya hewan di dunia
dan masih jarang adanya bentuk 3
dimensi
yang digabungkan
oleh
teknologi augmented reality , oleh
1.
Pendahuluan
Dengan semakin berkembangnya
teknologi terdapat banyak cara dalam
menampilkan sebuah objek tiga dimensi.
Cara tersebut dapat di kelompokan
menjadi dua yaitu, Virtual reality (
Realitas Maya) dan Augmented Reality (
Realitas Tertambah ).Virtual reality
merupakan situasi dimana pengguna
hanya berinteraksi dengan dunia maya
tanpa berhubungan dengan dunia nyata,
sedangkan
Augmented
Reality
merupakan kombinasi dari dunia nyata
dengan data yang dihasilkan oleh
computer. Tidak seperti Virtual Reality
yang
sepenuhnya
menggantikan
kenyataan, Augmented Reality sekedar
menambahkan
atau
melengkapi
kenyataan.
1
karena itu perlu adanya aplikasi
pengenalan bentuk dan suara hewan
berbasis augmented reality.
Berdasarkan permasalahan yang
maka peneliti menganalis sebuah sistem
dengan judul “Aplikasi pengenalan
bentuk dan suara hewan berbasis
augmented reality”.
Adapun Tujuan dari penelitian
ini
adalah
merancang
aplikasi
pengenalan bentuk dan suara hewan
berbasis augmented reality.
Sehubungan dengan tema yang
diambil, disini penelitian membatasi
ruang lingkup sebagai berikut: Kamera
webcam pada laptop, Pembuatan marker
menggunakan adobe photoshop cs5.1
dan photoscape, Aplikasi dibangung
menggunakan adobe flash cs5, Desain
Aplikasi menggunakan pemograman
action script 2.0, Perancangan Objek 3d
menggunakan 3d max 2010, Microsoft
Visual
C++
digunakan
untuk
pemograman aplikasi augmented reality,
Notepad++ mengedit program library
pada artoolkit, Microsoft visual studio
2008 Express Edition untuk aplikasi
pendukung artoolkit.
Adapun Manfaat dari aplikasi ini
adalah membantu pengguna memahami
visual dari suatu benda, serta model tiga
dimensi yang bisa diterapkan dalam
berbagai bidang dan memberikan
pengenalan hewan secara interaktif dan
menarik..
2.____Tinjaun Pustaka
Augmented Reality bertujuan
untuk mengembangkan teknologi yang
memperbolehkan penggabungan secara
real-time terhadap digital content yang
dibuat oleh komputer dengan dunia
nyata.
Augmented
Reality
memperbolehkan pengguna melihat
objek maya dua dimensi atau tiga
dimensi yang diproyeksikan terhadap
dunia nyata.
Teknologi
AR
ini
dapat
menyisipkan suatu informasi tertentu ke
dalam dunia maya dan menampilkannya
di dunia nyata dengan bantuan
perlengkapan seperti webcam, komputer,
Smartphone Android, maupun kacamata
khusus. User ataupun pengguna didalam
dunia nyata tidak dapat melihat objek
maya dengan mata telanjang, untuk
mengidentifikasi
objek
dibutuhkan
perantara berupa komputer dan kamera
yang nantinya akan menyisipkan objek
maya ke dalam dunia nyata.
2.1.1 Marker Based Tracking
Marker
Based
Tracking
merupakan suatu ilustrasi hitam dan
putih persegi dengan batas hitam tebal
dan latar bealkang yang berwarna putih.
Pada komputer anda dapat mengenali
posisi dan orientasi objek marker
tersebut dan menciptakan sebuah dunia
virtual 3D yaitu titik (0,0,0) dan sumbu
yang terdiri dari X,Y dan Z. Marker
Based Tracking ini sudah lama
dikembangkan mulai sejak tahun 1980an
dan mulai dikembangkan dalam
penggunaan Augmented Reality.
2.1.2 Marker
Marker adalah pola yang dibuat
dalam bentuk gambar yang telah dicetak
dengan printer yang akan dikenali oleh
kamera.
Marker pada ArToolkit
merupakan gambar yang terdiri dari atas
borde outline dan patter image seperti
terlihat pada gambar dibawah ini
(Gambar 1. Marker)
Marker terdapat dua intensitas
warna yaitu warna hitam dan putih atau
sering disebut sebagai citra biner. Citra
biner memisahkan daerah (region) dan
2
latar belakang dengan tegas, walaupun
potensi munculnya kekeliruan selalu ada.
Kesalahan Seperti ini sering disebut
noise,warna
putih
pada
marker
menunjukan warna sebuah objek,
sedangkan hitam menunjukan latar
belakang.
3.
Perancangan dan Implementasi
3.1 Tahap Proses Perancangan
Perancangan adalah merancang
atau mendesain suatu sistem yang sesuai,
yang isinya adalah langkah-langkah
dalam proses pengolahan data dan
prosedur untuk mendukung berjalannya
aplikasi .
sesuai.Kelima, Render objek virtual ke
frame video, proses render objek 3d
untuk memunculkan objek ke frame
video.
3.1.2 Perancangan Pembuatan
Marker
Marker merupakan bagian yang sangat
penting. Perancangan marker tidak boleh
dilakukan sembarangan, ada aturan yang
harus dipenuhi dalam merancang sebuah
marker.
1. Dalam kasus ini marker harus
berwarna
hitam
agar
lebih
mempermudah
dalam
proses
perhitungan pendeteksian marker dan
merender objek.
2. Marker yang digunakan harus
berbentuk segi empat.
3. Ukuran marker akan berpengaruh
terhadap
objek
yang
akan
ditampilkan. Semakin besar ukuran
marker maka akan semakin jauh
jarak yang dibutuhkan untuk
merender objek.
4. Ketebalan marker juga sangat
diperhatikan dalam membuat sebuah
marker.Tebal marker disarankan
minimal 25% dari panjang garis tepi
marker
3.1.3 Perancangan Pembuatan Objek
3D
Objek yang dibuat menggunakan
software 3D MAX 2010. Objek-objek
yang dibuat dalam ARHewan ini masih
menggunakan standard primitive. Dalam
proses pemodelan terdiri dari 4 langkah.
Pertama, kita membuat objek 3D dengan
menggunakan 3D MAX 2010. Kedua
mengeksport objek yang sudah kita buat
ke
dalam
ArToolkit.
Ketiga,
menambahkan file DAT ke dalam
ArToolkit.
3.1.1 Tahap Perancangan Proses
Augmented Reality
Tahap
Perancangan
proses
augmented reality dilakukan setelah
semua kebutuhan perangkat lunak
didapatkan melalui tahap sebelumnya.
Perancangan
aplikasi
dilakukan
berdasarkan metode penelitian. Tahap
pertama adalah mencari atau melacak
posisi marker yang sesuai dengan objek,
tahap kedua adalah mengidentifikasi
marker, tahap ketiga mengatur posisi
orientasi objek virtual, tahap terakhir
render objek virtual ke frame video.
(Gambar 2. Alur Proses Augmented Reality)
Pertama, Cari Marker, proses pemilihan
marker yang sesuai untuk objek yang
dipilih.Kedua, Cari posisi 3D dan
oreintasi marker, proses mencari posisi
marker
yang
sesuai
dengan
marker.Ketiga, Identefikasi marker,
proses identifikasi marker terhadap
objek.Keempat, Atur posis dan orientasi
objek virtual, proses mengatur posisi
marker dan objek virtual agar
3
3.1.6 Perancangan Screen (Interface)
Buat Objek
Tahap perancangan sistem dalam
pembuatan suatu program merupakan
suatu tahapan yang sangat penting,
karena tahapan ini akan menentukan
apakah suatu program akan memiliki
konstruksi yang baik sesuai dengan yang
diinginkan, proses pengolahan data yang
tepat dan akurat serta memiliki dasar dasar untuk pengembangan selanjutnya.
Desain yang dibuat berbentuk seperti
kartu yang mudah untuk digunakan oleh
pengguna , serta informasi yang
dihasilkan program tersebut dapat
dimengerti oleh pengguna . Perancangan
sistem bertujuan untuk memberikan
gambaran sistem yang dibuat. Objek
animasi tiga dimensi merupakan objek
yang akan ditampilkan diatas Marker
yang dapat dilihat oleh pengguna dengan
bantuan webcam. Pengguna dapat
melihat dari berbagai sudut pandang
dengan syarat Marker yang ada pada
kartu harus terdeteksi oleh webcam.
Perancangan dari setiap halaman ada
gambar di bawah ini.
Export Objek
File .WRL
File .Dat
(Gambar 3. Tahapan Pemodelan Object 3D)
3.1.4 Perancangan Pembuatan Objek
Suara
Objek suara yang di buat dengan
cara membuat atau mencari objek suara
melalui internet dan di convert file objek
suara tersebut ke .wav agar suara yang
yang di hasilkan bisa berjalan di aplikasi
(ARHewan).
Buat Objek
Convert Objek
File .Wav
(Gambar 4. Tahapan Pemodelan Objek
Suara)
Perancangan Halaman Utama
Halaman
utama
berisikan
halaman awal dari aplikasi yang berisi
menu pilihan seperti menu ovipar, menu
vivipar, menu ovovivipar, menu
panduan, penu profile, keluar.
3.1.5 Flowchart Sistem
Flowchart
Sistem
adalah
penerjemah alur program pada diagram
yang digunakan programmer untuk
melihat detail dari input, proses, dan
output pada program yang dirancang.
Aplikasi Pengenalan Bentuk
Hewan dan Suara Hewan
Start
A
Halaman Utama
Menu Pilihan
1. Ovipar
2. Vivipar
3. Ovovivipar
4. Panduan
5. Profile
6. Keluar
Pilih 1
T
Pilih 2
Ovipar
B
T
Pilih 3
Y
Y
Vivipar
1. Lihat Hewan
2. Kembali
C
T
Y
Ovovivipar
1. Lihat Hewan
2. Kembali
D
Pilih 4
T
Pilih 5
Y
Y
Panduan
Profile
T
Ovipar
Vivipar
Ovovivipar
Panduan
Profile
Keluar
End
1. Lihat Hewan
2. Kembali
Pilih 1
Pilih 1
Pilih 1
Y
(Gambar 6. Perancangan Tampilan
Halaman Utama)
Y
Y
Proses Aplikasi
ARHewan Vivipar
Proses Aplikasi
ARHewan Ovipar
T
D
C
B
Proses Aplikasi
ARHewan
Ovovivipar
3.2 Implementasi
T
T
A
Tahap implementasi dilakukan
setelah perancangan selesai. Kemudian
(Gambar 5. Flowchart Sistem)
4
tahap pembuatan implementasi proses
edit data, implementasi proses deteksi
marker , implementasi halaman utama
menggunakan Adobe Flash Profesional
CS5 dan implementasi pembuatan objek
menggunakan 3Dmax 2010.
3.2.1 Implementasi Proses Edit Data
a. Edit file wrl
Proses
edit
data
yaitu
menambahkan file dengan extensi .dat
dengan menggunakan text editor
Notepad++ kedalam library ARHewan.
File dat ini berfungsi untuk memanggil
file wrl. Wrl ini sendiri merupakan objek
yang dibuat dengan menggunakan 3D
max 2010. Kode yang ada di dalam
ular.dat.
(Gambar 7. Edit File Data
ObjectAndSound)
3.2.2 Implementasi Proses Deteksi
Marker
Deteksi Marker merupakan tahap
dimana Marker akan di identifikasi oleh
webcam
sebagai
sasaran
untuk
penempatan objek yang akan dirender.
File yang berhasil terdeteksi akan
muncul garis merah di pinggiran pada
marker.
ular.wrl
\\ memanggil file ular.wrl
0.0 0.0 0.0
# Translation
\\ untuk menggeser objek
0.0 0.0 0.0 0.0
# Rotation
\\ untuk memutar objek
3.0 3.0 3.0
# Scale
\\ untuk merubah jarak objek
File ular.dat harus berada dalam
satu folder dengan file bumi.wrl karena
dua file ini akan saling berhubungan, file
bumi.dat akan memanggil objek ular.wrl.
b. Edit File Sound
Proses edit file sound yaitu
menambahkan file dengan extensi .wav
jika menggunakan file .mp3 harus
terlebih dahulu di convert menjadi .wav ,
karena hanya file wav saja yang bisa di
baca oleh artoolkit.
(Gambar 8. Deteksi Marker)
3.2.3 Implementasi Pembuatan
Halaman Utama Aplikasi
c. Edit Data ObjectAndSound
Halaman utama merupakan halaman
yang akan dilihat oleh user,halaman ini
mempunyai peranan
penting dalam
aplikasi ARHewan ini, semua isi menu
yang ada akan di tampilkan pada
halaman ini.
File ini berfungsi sebagai tempat
objek-objek yang akan di render pada
marker . Cara edit file ini adalah dengan
membukanya dengan Notepad++ atau
bisa
juga
dengan
menggunakan
Wordpad.
5
Langkah-langkah
dalam
pembuatan halaman utama ARHewan
ialah sebagai berikut :
8. Pada frame kedua,ketiga,dan
keempat tombol lihat hewan di
beri
perintah
on(release){fscommand("exec","
ovipar.exe");}
untuk
frame
kedua, untuk frame ketiga di beri
perintah
on(release){fscommand("exec","
vivipar.exe");}, untuk frame
keempat
di
beri
perintah
on(release){fscommand("exec","
ovovivipar.exe");}, untuk tombol
kembali di beri perintah on
(press) {gotoAndPlay(1);} untuk
kembali ke menu utama.
9. Pada tahap selanjutnya buatlah
layer kedua pilih new layer, pada
setiap frame beri perintah dengan
cara klik kanan pada frame ->
pilih actions -> masukan perintah
stop(); sampai ke frame terakhir
agar
setiap
frame
tidak
melakukan looping.
10. Kemudian pilih debug -> debug
movie, untuk mencoba aplikasi.
11. Pada tahap selanjutnya pilih file > pilih publish setting -> ceklist
Windows
Projector
(.exe)
kemudian Save all.
1. Buka aplikasi Adobe Flash
Professional CS5.
2. Pilih Create new ActionScript 2.0
(Gambar 9. Tampilan Aplikasi
Adobe Flash Professional CS5)
3. Pilih Resolusi screen secara
default.
4. Pada layer pertama masukan
Background yang diinginkan
dengan cara drag and drop
gambar
ke
Adobe
Flash
Professional CS5 untuk frame
pertama.
5. Pada frame pertama buatlah
tombol menu dengan mengklik
properties pilih rectangle tool.
6. Pada
tahap
selanjutnya
pembuatan frame kedua sampai
frame
terakhir,
langkahlangkahnya
sesuai
seperti
langkah ke 5.
7. Kemudian setiap tombol di
berikan perintah dengan cara klik
kanan -> pilh Actions, masukan
perintah
on
(press)
{gotoAndPlay(…);} untuk jalan
ke frame yang akan di tuju dan
untuk menu keluar di berikan
perintah
on
(release){fscommand("quit","");}
.
3.2.4 Implementasi Pembuatan
Aplikasi ARHewan
Implementasi pembuatan aplikasi
ARHewan, pada menu ovipar, vivipar,
ovovivipar dibuat 3 exe pada masingmasing jenisnya. Cara pembuatan file
.exe adalah sebagai berikut :
1. Buka\folder
ARHewan\source\coding\
kemudian klik simpleVRML.sln
2. Pada tahap ini muncul listing
code untuk membuat aplikasi
ARHewan.
3. Jika semua sudah di coding tidak
ada yang salah dan sesuai, pilih
menu Project -> simpleVRML
Properties.. -> Configuration
Properties -> Linker -> General,
6
pada menu general pilih ouput
file
dan
rename
$(ProjectDir)..\..\bin\ovipar.exe
dan dibuat sampai ovovivipar.
Pilih ok.
4. Kemudian Pilih Debug -> Start
Debugging, untuk melihat
program sudah berjalan dengan
benar atau tidak.
4. Pada layer marker pilih blending
options, kemudian ceklist stroke
dan beri warna hitam, pilih posisi
inside lalu beri ketebalan size
sebesar 109Px -> pilih ok.
5. Pada Pola kotak hitam masukan
gambar hitam sesuai dengan jenis
gambar yang diinginkan.
6. Simpan marker dalam format jpg
atau png.
3.2.6 Implementasi Pembuatan Suara
Hewan
Implementasi pembuatan suara
hewan dengan cara mendownload suara
hewan di internet berektensi mp3 atau
wav. Cara konversi suara dari mp3 ke
wav adalah sebagai berikut :
1. Buka Aplikasi Browsing dan
download suara hewan .mp3 di
internet.
2. Kemudian
masuk
website
media.io
3. Pilih Select File ayam.mp3 pada
computer.
4. Pilih Wav files dan convert.
5. Tunggu proses selesai dan
download.
(Gambar 10. Tampilan Listing Code
Pada Ms. Visual C++ Express Edition)
5. Jika sudah sesuai save.
3.2.5 Implementasi Pembuatan
Marker
Implementasi pembuatan marker
dengan menggunakan adobe photoshop
CS5.1. Cara pembuatan marker adalah
sebagai berikut :
1. Buka Adobe Photoshop CS5.1
2. Pilih File -> New , atur ukuran
layer 679x693
(Gambar 11. Tampilan Konversi
File Mp3 ke Wav)
4. Penutup
Berdasarkan hasil pengujian
terhadap responden user, dapat ditarik
kesimpulan aplikasi Augmented Reality
Hewan sebagai alat peraga dalam
mengenal bentuk dan suara hewan
adalah sebagai berikut:
(Gambar 11. Tampilan
Implementasi Pembuatan Marker)
3. Pada Layer background pilih
duplicate, ganti nama layer
duplicate dengan nama marker
7
1. Pada kamera webcam object
marker harus di tampilkan secara
menyeluruh agar mengahasilkan
object dan suara.
2. Jarak marker dan kamera
webcam harus sesuai, agar
menampilkan suara dan object
yang sesuai.
3. Pencahayaan harus terang agar
object yang dihasilkan bisa
muncul sesuai dengan marker.
Daftar Pustaka
Adam
Hendra
Brata,
2012.
Pengembangan Perangkat Lunak Magic
Profile Book Teknik Informatika
Universitas
Brawijaya
Dengan
Menggunakan Teknologi Augmented
Reality
Hariyadih, 2014. Aplikasi Pengenalan
Tata Surya untuk anak sekolah dasar
dengan Augmented.
Senja Lazuardy, 2012. Augmented
Reality: Masa Depan Interaktivitas
Slamet Budiyatno, 2012. Penerapan
Augmented Reality Sebagai Penampil
Informasi hasil Pengenalan Wajah Pada
Perangkat Android.
Sunarya, 2011. Pengenalan Tata Surya
Gerhana Berbasis Augmented Reality
Menggunakan
Metode
Hough
Transform.
Yoze
Rizki,
2012.
Markerless
Augmented Reality Pada Perangkat
Android.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kamera_digi
tal
(14 Maret 2015, 18.30 WIB)
http://id.wikipedia.org/wiki/Kamera_we
b
(14 Maret 2015, 19.00 WIB)
8