Implementasi Semantik Augmented Reality pada

Implementasi Semantik Augmented Reality pada Pemodelan Tata
Surya
Nur Muhammad Firdaus Hidayat, Dr. Surya Sumpeno,S.T.,M.Sc., Christyowidiasmoro ST.MT.Msc
Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS
II. DASAR TEORI
Abstrak--- Sejak kecil, manusia telah diajari tentang berbagai
macam fenomena alam tata surya yang terjadi disekitarnya.
Contohnya dari fenomena tersebut adalah gerhana matahari,
gerhana bulan, dan urutan planet di tata surya. Selain melalui
pengamatan langsung di alam sekitar, dapat diajarkan pula
melalui buku pelajaran sekolah maupun ensiklopedia. Gambar
pada buku yang menerangkan tata surya biasanya hanya berupa
gambar dua dimensi yang diam. Augmented reality digunakan
untuk memberikan gambaran yang lebih jelas
mengenai
fenomena tersebut dengan menampilkan obyek dua dimensi atau
tiga dimensi ke lingkungan nyata secara real time.
2.1 Augmented Reality
Augmented Reality (AR) didefinisikan sebagai sebuah
teknologi yang mampu menggabungkan benda dua dimensi
ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata secara
real time. Dengan adanya AR, lingkungan nyata yang ada di
sekitar akan dapat berinteraksi dalam bentuk virtual. Segala
informasi tentang obyek dan lingkungan dapat ditambahkan ke
dalam sistem AR yang kemudian informasi-informasi tersebut
akan ditampilkan ke lingkungan nyata secara real-time.
Ada sebuah definisi dari AR yang dikemukakan oleh Ronal
Azuma pada tahun 1997. Ronald Azuma menyatakan bahwa
AR adalah sesuatu tentang menambahkan dunia nyata dengan
informasi virtual dengan meningkatkan indra seseorang dan
keterampilan manusia. AR menggabungkan karakter virtual
dengan dunia nyata. Ada tiga karakteristik umum dari AR,
yaitu :
 Kombinasi dari lingkungan nyata dengan obyek virtual
 Tampilan yang interaktif
 Tampilan dalam bentuk 3D
Abstract— People have been taught about the different kinds of
solar systems natural phenomena which occur around them since
they were a child. For an instance, they are taught about solar
eclipse, lunar eclipse, and the arangement of the planets. Other
than learning through direct observation, it could be taught by
using school textbooks and encyclopedias. But, Images in those
books which explain the solar system is usually just a twodimensional images. Augmented Reality is used to provide a better
explanation of the phenomenon by presenting two dimensional or
three dimensional models in real time.
Keyword : Augmented Reality, Solar system , Simulation
I. PENDAHULUAN
kecil, manusia telah diajari tentang berbagai
macam fenomena alam tata surya yang terjadi disekitarnya.
Selain melalui pengamatan langsung di alam sekitar, dapat
diajarkan pula melalui buku pelajaran sekolah maupun
ensiklopedia. Buku merupakan acuan utama seorang siswa
dalam mempelajari ilmu sains di sekolah. Gambar pada buku
yang menerangkan tata surya biasanya hanya berupa gambar
dua dimensi yang diam. Hal ini dapat menyulitkan seorang
pengajar untuk memberikan penjelasan mengenai fenomena
tata surya yang ada dengan tepat. Gambar berupa animasi atau
video tentunya lebih memberikan gambaran yang jelas kepada
siswa daripada gambar diam dua dimensi. Dibutuhkan suatu
cara agar seseorang dapat mengajarkan pelajaran sains secara
menyenangkan dengan media yang menarik dan komunikatif
Permasalahan tersebut dapat diselesaikan dengan adanya
teknologi Augmented Reality (AR), yang didefinisikan sebagai
sebuah teknologi yang mampu menggabungkan benda dua
dimensi ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan
nyata secara real time. Aplikasi AR akan menggunakan
marker (penanda), dimana ketika penanda tersebut dideteksi
menggunakan kamera secara real time, akan muncul tampilan
virtual tiga dimensi di atasnya. AR tersebut akan dilengkapi
dengan skenario yang dirancang menggunakan metode
semantic data model sehingga tampilan aplikasi ini dapat lebih
menarik dan interaktif
S
2.2 Semantic Network
Semantic network merepresentasikan pengetahuan sebagai
sebuah jaring yang mirip dengan graph. Ide, kejadian, situasi
atau obyek hampir selalu memiliki struktur yang majemuk,
yang direpresentasikan dalam semantic network oleh struktur
yang sesuai dengan node (digambarkan dengan lingkaran atau
kotak), yang merepresentasikan unit konseptual, dan
penghubung langsung( digambarkan sebagai panah antar node)
yang merepresentasikan hubungan antar unit.
Sebuah permasalahan dapat digambarkan dalam sebuah
diagram, didefinisikan secara matematis, atau diprogram di
komputer. Semua hal itu akan menjadi semantic ketika kita
memberi sebuah penjelasan ke dalam tiap node dan link.
Jaringan semantik bertujuan untuk memberikan gambaran
tentang segala jenis pengetahuan yang dapat didefisikan
dengan bahasa yang dipakai sehari-hari. Sebuah sistem
jaringan semantik tidak hanya mencakup struktur data
tersimpan secara eksplisit namun juga metode untuk secara
otomatis mendapatkan sesuatu dari struktur yang lebih besar
atau dari pengetahuan yang tersirat.
EJAK
1
b. Gerhana Matahari Sebagian
Gerhana ini terjadi pada permukaan Bumi yang berada
dalam penumbra Bulan. Sinar Matahari tertutup sebagian.
c. Gerhana Matahari Cincin
Gerhana ini terjadi jika bayangan Bulan tidak cukup
menutup sinar Matahari. Matahari masih terlihat bersinar di
sekeliling bayangan Bulan. Gerhana Matahari ini terjadi
saat Bulan berada pada jarak terjauh dari Bumi.
Ekor
M
i
i
Hewa
n
Adalah
Burung
lah
ala
Ad
ny
a
Elang
h
ala
Kucing
pu
Ad
h
ala
Anjing
Adalah
Ad
h
Mamalia
em
Ad
a
em
M
a
ny
pu
Gagak
Gambar 2.2 Proses terjadinya gerhana matahari
Gambar 2.1 contoh diagram semantic sederhana
2.5 Gerhana Bulan
Proses Gerhana bulan, seperti pada gambar 2.3, terjadi
ketika bumi berada di antara bulan dan matahari dan terletak
pada satu garis lurus. Pada saat itu sebagian atau keseluruhan
penampang bulan tertutup oleh bayangan bumi, sehingga sinar
matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalang oleh
bumi.
Gerhana bulan ada tiga macam, yaitu gerhana bulan total.
Sebagian, dan penumbra.
a. Gerhana bulan total
Gerhana ini terjadi jika seluruh bagian bulan berada dalam
umbra bumi
b. Gerhana bulan sebagian
Gerhana ini terjadi jika separuh bagian bulan berada dalam
umbra bumi. Sedangkan separuh yang lain berada dalam
penumbra bumi. Bulan kelihatan bersinar sebagian
c. Gerhana bulan penumbra
Gerhana ini terjadi jika seluruh bagian bulan berada dalam
penumbra bumi
Gambar 2.1 menunjukkan sebuah hubungan antara Amir
sebagai seorang kostumer bank dengan tabungannya. Obyek
direpresentasikan dengan sebuah lingkaran, dan hubungan
antar obyek digambarkan dengan tanda panah dengan
dtambahkan penjelasan mengenai hubungan antar masingmasing node.
2.3 Tata Surya
Tata surya merupakan suatu sistem yang terdiri atas
matahari
dan
benda-benda
langit
yang
beredar
mengelilinginya. Karena diedari oleh benda-benda langit di
sekelilingnya. matahari dikatakan sebagai pusat tata surya.
Dalam peredarannya, benda-benda langit tersebut mempunyai
lintasan edar tertentu yang berbentuk elips, dengan matahari
terletak pada salah satu fokusnya. Tata surya dimana bumi
berada terdiri dari delapan buah planet beserta satelit yang
mengelilingi matahari sebagai pusatnya. Ke delapan planet
tersebut adalah merkurius, venus, bumi, mars, jupiter,
saturnus, uranus, dan neptunus.
2.4 Gerhana Matahari
Gerhana matahari terjadi ketika posisi bulan terletak di
antara bumi dan matahari sehingga menutup sebagian atau
seluruh cahaya Matahari. Walaupun Bulan lebih kecil,
bayangan Bulan mampu melindungi cahaya matahari
sepenuhnya karena Bulan yang berjarak rata-rata jarak
384.400 kilometer dari Bumi lebih dekat dibandingkan
Matahari yang mempunyai jarak rata-rata 149.680.000
kilometer.
Pada saat tertentu, posisi bulan berada di antara bumi dan
matahari pada satu garis lurus. Hal ini mengakibatkan
bayangan bulan jatuh ke permukaan bumi. Gerhana Matahari ,
ada tiga macam, yaitu gerhana Matahari total, sebagian, dan
cincin. Proses terjadinya gerhana matahari tersebut
ditunjukkan pada gambar 2.2
Gambar 2.3 Proses terjadinya gerhana bulan
2.6 ARTookit
Adalah library yang digunakan untuk membangun aplikasi
AR. Salah satu kesulitan dalam mengembangkan augmented
reality adalah masalah dalam tracking sudut pandang
pengguna secara real time sehingga model virtual selaras
dengan lingkungan da obyek dunia nyata.
ARToolkit menggunakan algoritma visi komputer untuk
memecahkan masalah tersebut. ARToolkit video tracking
libraries menghitung posisi kamera di dunia nyata dan
orientasi relatif terhadap marker di dunia nyata.
Didalam ARToolKit sudah terdapat sistem pelacakan dan
source code lengkap sehingga memudahkan pemrogram untuk
a. Gerhana Matahari Total
Gerhana ini terjadi pada permukaan Bumi yang berada
dalam umbra Bulan. Pada bagian itu, sinar Matahari
tertutup sepenuhnya. Bagian Bumi yang terkena gerhana
ini menjadi gelap gulita.
2
melakukan pemrograman pada berbagai platform atau
menyesuaikannya untuk aplikasi mereka sendiri.
ArTooKit bekerja seperti pada gambar 3.2.
Video Streaming
dari kamera
2.7 Unity 3D
Adalah sebuah software yang digunakan untuk membuat
game berformat 3D atau aplikasi-aplikasi interaktif lainnya
seoeprti visualisasi arsitektur ataupun animasi real-time 3D.
Unity dapat dijalankan pada OS windows, Mac OS X,
Android,Ipad, Iphone serta dapat dijalankan di konsol-konsol
game seperti Xbox 360, Playstation 3,dan Wii. Unity 3D juga
dapat digunakan untuk membuat aplikasi berbasis Web.
Unity terdiri dari editor untuk mendesain dan
mengembangkan game, dan juga game engine untuk
mengeksekusi produk yang dibuat. Unity mirip seperti Blender
Game Engine, Gamestudio,dan Virtools yang juga
menggunakan lingkungan grafis yang terintegrasi sebagai
metode utama untuk pengembangannya.
Video Streaming ke
layar
Mencari
Marker
Marker
Menentukan
posisi dan
orientasi
marker
Render
Obyek 3D
Posisi dan
Orientasi
Obyek
Ti={Pi,Ri}
Render Obyek 3D
Posisi dan Orientasi
Obyek
ID Marker
Alur kerja dari ArToolkit :
1. Kamera menangkap video dan mengirimkan ke komputer
2. Software akan mencari marker persegi dan mengenalinya
3. Setelah ditemukan, dilakukan perhitungan untuk
menghitung posisi relatif kamera ke kotak hitam pada
marker
4. Model komputer grafis 3D di render dalam frame video
5. Hasil akhir ditampilkan kembali pada layar secara real
time
ArToolKit memiliki kemampuan untuk menampilkan
obyek maya ke dalam lingkungan AR. Akan tetapi, perangkat
lunak ini memiliki kelemahan dalam hal rendering model.
Sehingga untuk menampilkan sebuah pemodelan dengan
sebuah simulasi yang tampak nyata, diperlukan sebuah physic
engine .
3.3 Unity3D sebagai Graphic Renderer
Unity terdiri dari editor untuk mendesain dan mengembangkan
game, dan juga game engine untuk mengeksekusi produk yang
dibuat. Unity mirip seperti Blender Game Engine,
Gamestudio, dan Virtools yang juga menggunakan lingkungan
grafis yang terintegrasi sebagai metode utama untuk
pengembangannya. Hal ini membuat Unity3D memungkinkan
untuk membuat simulasi-simulasi yang lebih nyata seperti yang
ada pada banyak game pada umumnya. Dengan demikian,
simulasi tersebut dapat dilakukan dengan lebih mudah oleh
perangkat ini. Proses rendering pada unity3d digambarkan
seperti pada gambar 3.3
Ti={Pi,Ri}
Mengenali
Marker
Video Streaming ke
layar
Menentukan Posisi
dan Orientasi
Marker
Gambar 3.2 Cara Kerja ARToolkit
Unity3D
Video Streaming
dari kamera
Marker
Mengenali Marker
III. DESAIN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Desain Sistem
Diperlukan sebuah kamera, sebuah komputer, dan juga
marker obyek untuk memodelkan suatu obyek. Kamera
digunakan sebagai media visi untuk mengambil frame-frame
video untuk dapat diterima komputer sebagai video masukan.
Komputer yang telah diinstal aplikasi tersebut digunakan untuk
memproses citra digital frame demi frame. Secara keseluruhan
rancangan sistem aplikasi digambarkan seperti gambar 3.1
UnityART
Mencari Marker
ID Marker
Gambar 3.1 Rancangan Sistem Aplikasi
Untuk mendeteksi adanya penanda yang ada pada setiap
frame, dibutuhkan suatu tracking system library, sehingga
proses pembacaan dan pelacakan penanda dapat dilakukan.
Salah satu yang dapat dilakukan adalah menggunakan
ARToolKit.
ArToolKit memiliki kemampuan untuk menampilkan
obyek maya ke dalam lingkungan AR. Akan tetapi, perangkat
lunak ini memiliki kelemahan dalam hal rendering model.
Sehingga untuk menampilkan sebuah pemodelan dengan
sebuah simulasi yang tampak nyata, diperlukan sebuah physic
engine .
Gambar 3.3 Proses Rendering Unity3D
3.2 Augmented Reality menggunakan ARToolkit
3
3.4 Rancangan simulasi gerhana matahari dan gerhana
bulan
Urutan
berikutnya
Venus
Urutan
berikutnya
Bumi
Uranus
Urutan
berikutnya
Saturnus
Urutan
berikutnya
Jupiter
Urutan
berikutnya
Mars
Teks Penjelasan
Urutan
berikutnya
tuk
mb
on
en
mp
Ko
Gerhana
Bulan
mu
nc
Teks
Penjelasan
un
c
Sudut
pandang dari
bumi
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
Neptunus
Bulan
Me
Me
mp
a uny
mp i
n one
Sinar
Matahari
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
ko
n
a
ulk
ko
un
mp
Me yai ne
o
mp
n
nc
mu
Me
Matahari
n
ne k
po tu
m en
Ko emb
p
en
on tuk
mp en
Ko mb
pe
Ko
pe mp
mb on
en en
tuk
Bagian dari
Gambar 3.5 Diagram semantik simulasi tata surya
Remote
n
Merkurius
pe
Gerhana
dar
i
Jika diberi
uk
t
en
Bag
ian
i
dar
Matahari
ulk
a
Urutan
berikutnya
en
Ba
Mu
nc
ul
da
ri
gia
n
mb
pe
Jika diberi
Penumbra
i
r
da
n
ne
K
pe omp
mb on
en en
tu
k
an
gi
o
mp
di
Menja
Remote
Me
m
Matahari
Bumi
Gerhana
Sebagian
Bagian dari
Teks Penjelasan
Urutan
berikutnya
Gerhana
Total
Ba
ul
nc
Mu
Ko
Menjadi
n
gia
Ba
Gerhana
Matahari
Bumi
Men
n
Mu
nc
ul
di
Bulan
Penumbra
Umbra
jadi
nja
Teks Penjelasan
Teks Penjelasan
ul
nc
Mu
Me
ulk
a
Umbra
Teks Penjelasan
m
Me
c
un
ulk
IV.IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
an
4.1 Pengujian Pembentukan Bayangan pada Gerhana
Matahari
Untuk membuat suatu obyek dapat menerima bayangan
dan menghasilkan bayangan, dalam Unity3D obyek harus
diberikan sebauh komponen bernama mesh renderer.
Komponen ini bertugas untuk proses rendering dari suatu
obyek yang akan ditampilkan. Mesh renderer mengambil
geometri dari Mesh Filter dan mengolahnya pada posisi yang
didefinisikan oleh komponen transformasi dari obyek
Agar pembentukan bayangan dapat terlihat jelas,
percobaan dilakukan dengan menggeser kamera dalam bidang
koordinat x dan y ke arah obyek bumi untuk melihat efek
bayangan yang dihasilkan dari sumber cahaya.
Gambar 3.4 Diagram semantik simulasi gerhana
Rancangan simulasi menggunakan diagram semantik
terlihat seperti pada gambar 3.4. Dalam simulasi gerhana
matahari dan gerhana bulan diuji coba proses bagaimana
terjadinya gerhana matahari dan gerhana bulan tersebut.
Simulasi akan dilakukan dengan memodelkan bagaimana
posisi matahari, bulan, dan bumi ketika terjadi gerhana
tersebut. Selain itu ditunjukkan pula bagaimana proses
pembentukan bayangan yang terjadi ketika berlangsung
gerhana matahari, dan juga bagaimana penampakan bulan
ketika gerhana bulan terjadi. Pemandangan terjadinya gerhana
bulan dan matahari dari sudut pandang pengamat dari bumi
juga akan diperlihatkan. Pemodelan ini dilengkapi juga dengan
informasi mengenai fenomena tersebut yang akan diberikan
dalam bentuk penjelasan singkat yang akan ditampilkan pada
layar
3.5 Rancangan Simulasi Tata Surya
Dalam simulasi pemodelan susunan planet di tata
surya,dilakukan uji coba bagaimana susunan planet di tata
surya dengan benar, dengan matahari sebagai pusatnya.
Gambar 3.x menggambarkan rancangan sistem dari simulasi
tata surya
a)Tidak ada
bayangan
b)Mulai tampak
bayangan
c)Bayangan terlihat jelas
Gambar 4.1 Percobaan pergeseran kamera virtual untuk
melihat bayangan
Dari gambar 4.1 terlihat bahwa bayangan tidak tampak jika
jarak antara kamera yang menangkap bayangan terlalu jauh
dari obyek yang menerima bayangan.
4
Tabel 1. Pengujian pembentukan bayangan pada simulasi
gerhana matahari
Jarak kamera dengan bumi
Jenis Cahaya
Directional
Light
Sumbu
X
Sumbu
Y
159,504
63,792
149,892
59,305
139,429
54,421
129,074
49,620
119,51
45,141
Sumbu
Z
16,691
16,691
16,691
16,691
16,691
Spot Light
Point
Light
Bayangan
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Sedikit
Terlihat
Terlihat
Jelas
Tidak ada
Sedikit
Terlihat
Terlihat
Jelas
Terlihat
Jelas
Terlihat
Jelas
Terlihat
Jelas
Terlihat
Jelas
Terlihat
Jelas
a)Belum aktif
b)Aktif
Gambar 4.3 Percobaan blob shadow projector
4.3 Simulasi Gerhana Matahari
Pada percobaan ini, bulan ditempatkan dalam satu garis
lurus dengan matahari dan bumi. Posisi bulan terletak di antara
matahari dan bumi. Marker bulan digeser sedikit demi sedikit
untuk dapat melihat proses gerhana matahari yang terjadi.
Dari tabel 1 terlihat bahwa pada pengujian dengan
directional light dan spot light, saat kamera berada cukup jauh
dari obyek yang terkena bayangan bulan, bayangan yang
terbentuk tidak dapat terlihat dari layar. y sehingga jarak bumi
dan kamera pada sumbu x = 159,504, dan y = 63,792,
hasilnya bayangan belum terlihat seperti pada gambar 4.1(a).
Pada saat kamera digeser pada bidang x dan y sehingga
jarak bumi dan kamera pada sumbu x = 129,074 dan y=
49,620 bayangan mulai terlihat namun masih samar-samar
seperti pada gambar 4.1(b). Ketika kamera digeser lagi jarak
bumi dan kamera pada sumbu x =119,51 dan y=45,141
bayangan bulan pada bumi sudah terlihat jelas bentuknya
seperti pada gambar 4.1(c).
Namun, hasil yang berbeda didapatkan ketika
menggunakan cahaya jenis point light. Pada jarak yang cukup
jauh, point light dapat menghasilkan bayangan yang terlihat
jelas oleh mata. Hanya saja, bentuk bayangan tersebut tidak
sesuai dengan yang seharusnya. Bayangan terlihat tidak
membentuk bulat utuh seperti pad gambar 4.2. Akibatnya,
tampilan gerhana akan terlihat sangat tidak realistis dan tidak
menarik
a)Tampilan simulasi
b)Bulan dilihat dari sudut pandang
pengamat dari bumi
Gambar 4.4 Simulasi gerhana matahari sebagian
Gambar 4.4 di atas menunjukkan bagaimana simulasi
dilakukan. Terlihat meskipun posisi bulan berada di depan
matahari, namun terlihat bahwa bulan seolah-olah tertelan oleh
matahari. Bulan tidak dapat menutupi sebagian area matahari
dengan jelas. Namun hal ini tidak terjadi ketika gerhana
matahari total terjadi, dimana pada saat itu bulan akan terlihat
menutupi matahari sepenuhnya.Hal ini dapat dilihat pada
gambar 4.5
Gambar 4.5 Hasil simulasi proses gerhana matahari
4.3 Pengujian Pembentukan Bayangan pada Gerhana
Bulan
Percobaan dilakukan dengan mendekatkan kamera pada
sumbu Y. Pada saat jarak antara kamera dan bumi terlalu jauh,
bayangan bumi yang mengenai permukaan bulan masih belum
dapat terlihat, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6 (a).
Gambar 4.2 Bayangan yang dihasilkan cahaya jenis point
light
4.2 Percobaan menggunakan Blob Shadow Projector
Percobaan ini dilakukan dengan menggeser bulan ke area
terjadinya gerhana. Pada saat posisi matahari, bumi, dan bulan
tidak membentuk gerhana matahari, atau ketika bulan tidak
berada dalam area terjadinya gerhana, maka komponen ini
tidak aktif, seperti pada gambar 4.3(a) Komponen ini aktif dan
menghasilkan bayangan ketika proses terjadinya gerhana
dimulai, dimana bulan mulai memasuki area dimana gerhana
terjadi, seperti pada gambar 4.3(b)
a)Tidak ada
bayangan
b)Mulai tampak
bayangan
c)Bayangan terlihat jela
Gambar 4.6 Percobaan kamera virtual untuk mengetahui
pembentukan bayangan
5
Pada simulasi ini, dilakukan pengurutan marker planet sesuai
urutan planet pada tata surya. Ketika marker planet diletakkan,
akan muncul sebuah kotak berisi informasi tentang planet
tersebut.
Namun, bayangan tersebut baru terlihat hanya jika jarak
antara kamera yang menangkap gambar obyek, dengan obyek
tersebut berada dalam jarak yang cukup dekat. Pada tabel 2
terlihat ketika kamera berada pada titik yang cukup jauh dari
bulan, bayangan dari bumi tidak terlihat mengenai bulan.
Namun pada jarak bumi dan kamera pada sumbu x = 128.36
dan y= 17.54 , bayangan bumi mulai tampak pada permukaan
bulan, seperti pada gambar 4.6 (b). Kemudian pada titik
x=128.36 dan y = 27.54, efek bayangan tersebut baru dapat
terlihat jelas, seperti gambar 4.6(c).
Tabel 2. Pengujian pembentukan bayangan pada simulasi
gerhana bulan
Jarak kamera dengan
bumi
Sumbu
X
Sumbu
Y
128,36
-13,54
128,36
-3,54
128,36
7,54
128,36
17,54
128,36
27,54
Sumbu
Z
1664,0
3
1664,0
3
1664,0
3
1664,0
3
1664,0
3
a)Satu marker
Gambar 4.9 Pengujian menggunakan satu marker dan dua
marker dalam urutan yang benar
Jenis Cahaya
Directional
Light
Point
Light
Spot Light
Kemudian marker berikutnya diletakkan di sisi kiri atau
kanannya. Jika urutan planet yang diberikan selanjutnya benar,
maka model AR planet berikutnya dimunculkan. Kemudian
informasi mengenai planet berikutnya akan ditampilkan,
sedangkan informasi mengenai planet yang sebelumnya tidak
ditampilkan kembali, seperti pada gambar 4.9 dan gambar
4.10, dimana dilakukan pengujian menggunakan sampai empat
marker
Bayangan
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Sedikit
Terlihat
Terlihat
Jelas
Tidak ada
Sedikit
Terlihat
Terlihat
Jelas
Tidak
ada
Tidak
ada
Tidak
ada
Sedikit
Terlihat
Terlihat
Jelas
4.4 Simulasi Gerhana Bulan
Pada percobaan ini, bulan ditempatkan dalam satu garis
lurus dengan matahari dan bumi. Bedanya dengan gerhana
matahari, posisi bulan terletak di belakang bumi, dengan bumi
terletak diantara matahari dan bulan.
a)Tampilan simulasi
b)Dua marker
a)Tiga marker
b)Empat marker
Gambar 4.10Pengujian menggunakan tiga marker dan
empat marker dalam urutan yang benar
Pada tabel 3 terlihat bahwa tiap marker dapat menampilkan
marker pada urutan sebelumnya. Selain itu, dapat pula
ditampilkan urutan planet setelahnya. Kecuali merkurius yang
merupakan planet pertama dan neptunus yang merupakan
planet terakhir dalam tata surya. Hal ini menandakan
penyusunan marker dapat dimulai dari titik awal planet
manapun.
b)Bulan dari sudut pandang
pengamat dari bumi
Gambar 4.7 Simulasi gerhana bulan total
Proses simulasi dilakukan dengan menggeser posisi bulan
sedikit demi sedikit memasuki daerah dimana proses gerhana
bulan terjadi. Awalnya bulan berada di luar bayangan bumi,
dengan sisi permukaan bulan yang menghadap bumi terlihat
terang. Kemudian setelah digeser sedikit demi sedikit,
permukaan bulan akan terlihat mulai tertutup bayangan
gelap.Gambar 4.8 menunjukkan hasil simulasi proses gerhana
bulan
Tabel 3 Hasil simulasi mengurutkan marker
Gambar 4.8 Hasil simulasi proses gerhana bulan
4.5 Simulasi Pengurutan Planet pada Tata Surya
6
Planet
Tampilkan Planet
sebelumnya
Tampilkan Planet
setelahnya
Merkurius
X
√
Venus
√
√
Bumi
√
√
Mars
√
√
Jupiter
√
√
Saturnus
√
√
Uranus
√
√
Neptunus
√
X
Keterangan: (√) Dapat menampilkan obyek; (X) Tidak dapat
menampilkan
7
−
−
−
−
8
−
−
−
−
Keterangan: (√) Kesalahan pengurutan dapat terdeteksi; (−)
Pengukuran tidak dapat dilakukan
Jika urutan planet salah, maka pada marker planet yang
salah tersebut tidak akan ada obyek AR yang muncul.
Kemudian akan ada tulisan yang muncul yang menerangkan
bahwa terjadi kesalahan dalam penyusunan dan meminta untuk
penyusunan kembali seperti pada gambar 4.11
Pada simulasi ini, pendeteksian kesalahan dapat berjalan
dengan baik, seperti yang terlihat pada tabel 4. Hanya saja,
pada jumlah marker tujuh dan delapan, percobaan tidak dapat
dilanjutkan kembali karena marker mulai tidak dapat terbaca.
Tabel 5 Pemunculan teks informasi
Gambar 4.11 Pengujian satu marker salah dari tiga marker
Jumlah Marker
Teks Informasi
Kestabilan
1
Muncul
√
2
Muncul
√
3
Muncul
X
4
Muncul
X
5
Muncul
X
6
Muncul
X
Keterangan: (√) Stabil; (−) Tidak Stabil
Pada tabel 5 terlihat bahwa pada jumlah marker satu dan
dua, tidak ada masalah pada pemunculan teks informasi.
Hanya saja, untuk jumlah marker lebih banyak, teks informasi
yang muncul tidak dapat memunculkan satu informasi tentang
planet dengan stabil. Teks informasi yang muncul berubahubah dari planet satu ke planet lainnya, meskipun pada saat
tersebut tidak ada marker planet baru yang ditambahkan
Gambar 4.12Pengujian satu marker salah dari empat
marker
V. PENUTUP
Setelah melalui perancangan, percobaan, dan pengujian
simulasi gerhana matahari, gerhana bulan, dan pengurutan
planet-planet dalam tata surya pada lingkungan augemented
reality , akhirnya diperoleh beberapa kesimpulan serta kritik
dan saran untuk pengembangan kedepan.
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan percobaan seluruh sistem
dalam Tugas Akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan :
Gambar 4.13 Pengujian dua marker salah dari empat
marker
1) Pada percobaan gerhana matahari dan bulan, obyek
tidak dapat menghasilkan bayangan yang dapat terlihat
jika jarak antara kamera dan obyek yang menghasilkan
bayangan terlalu jauh
2) Pada percobaan pengurutan planet, hasil yang didapatkan
masih belum sesuai dengan yang diharapkan, dimana
masih terdapat ketidakstabilan pada perpindahan teks
informasi dari suatu obyek ke obyek sebelumnya.
Pada gambar 4.12, terlihat bahwa penempatan marker mars
dan jupiter terbalik, sehingga muncul tulisan salah. Pada
gambar 4.13, terjadi dua kesalahan penempatan, yaitu marker
venus dan bumi yang terbalik, serta marker mars dan jupiter.
Jika penyusunan sudah benar, maka obyek dapat dimunculkan
kembali
Tabel 4 Hasil simulasi pendeteksian kesalahan
Jumlah
marker
1
kesalahan
2
kesalahan
3
kesalahan
4
kesalahan
2
√
−
−
−
3
√
√
−
−
4
√
√
√
−
5
√
√
√
√
6
√
√
√
√
5.2 Kritik dan Saran
Untuk pengembangan lebih lanjut mengenai tugas akhir ini,
disarankan untuk :
1) Distribusi intensitas cahaya yang mengenai marker sangat
mempengaruhi proses pengenalan pattern marker. Hal ini
7
dikarenakan
ARToolkit
software
ini
memanfaatkan
library
2) Dibutuhkan spesifikasi komputer yang bagus untuk
menjalankan augmented reality pada Unity3D agar
pembacaan marker dalam jumlah banyak dapat berjalan
dengan baik.
3) Untuk pengembangan lebih lanjut, perlu digunakan
algoritma pemrograman yang lebih efektif agar tidak
terjadi kesalahan pada pemunculan teks informasi planet
DAFTAR PUSTAKA
[1] Azuma, Ronald T., “A Survey of Augmented Reality”, In
Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6, 4
(August 1997), 355-385.
[2] Kato, Hirokazu dan Billinghurst, Mark, “Marker
Tracking and HMD Calibration for a Video-Based Augmented
Reality Conferencing System”, Human Interface Technology
Laboratory, University of Washington.
[3] Lehmann, Fritz "Semantic Networks, Computer
Math.Applic,Vol.23,No2-5,Great Britain, 1992
[4] Shelton,Brett E, dan Hedley, Nicholas R. "Using
Augmented Reality for Teaching Earth-Sun Relationships to
Undergraduate Geography Students, IEEE International
Augmented Reality Toolkit Workshop, Darmstadt,Germany,
2002
[5] Suhartanti, Dwi, Zulaikha,I.Aziz, Suryani, Y.Erma,
“Ilmu Pengetahuan Alam Untuk Kelas VI SD/MI”,Buku
Sekolah Elektronik, Jakarta, 2008
[6] Sukirman, Simulasi Objek/Benda Secara Fisik
Menggunakan Physic Engine pada Lingkungan Augmented
Reality”, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,2011
[7]
Gorbala, Brega Teddy, “Aplikasi Augmented Reality
Untuk Katalog Pembuatan Rumah”, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember,2010
III. BIOGRAFI PENULIS
Nur Muhammad Firdaus Hidayat
dilahirkan di Jember pada tanggal 28
September 1988, merupakan anak ke
empat dari dari pasangan Chusnul Arifien
Damuri dan Churotul Ain. Penulis
menempuh pendidikan pertama kali di
TK Hj. Maryam Batu. Kemudian
melanjutkan pendidikan dasar di SD Al
Hikmah Surabaya, pendidikan menengah di SMP Al Hikmah
Surabaya, dan SMA Negeri 6 Surabaya. Setelah lulus dari
pendidikan menengah atas, penulis memilih untuk melanjutkan
pendidikan tingginya di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas
Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya (ITS) pada tahun 2007.
8