IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM …repository.amikom.ac.id/files/Publikasi_08.12.3347.pdf · IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM MEMPELAJARI HURUF ALPHABETIC

IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM

MEMPELAJARI HURUF ALPHABETIC UNTUK ANAK-ANAK

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Choirul Ummam

08.12.3347

kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA

2013

IMPLEMENTATION OF AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY IN LEARNING THE

ALPHABET LETTERS FOR KIDS

IMPLEMENTASI TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY DALAM MEMPELAJARI HURUF ALPHABETIC UNTUK ANAK-ANAK

Choirul Ummam Andi Sunyoto

Jurusan Sistem Informasi STMIK AMIKOM YOGYAKARTA

ABSTRACT

Augmented reality is often called augmented reality, a technology that combines the

virtual object or two-dimensional to three-dimensional in a real three-dimensional environment and projecting the virtual objects in real time. This technology is still a bit new and popular application in Indonesia. Augmented reality is a technology that combines the low cost of printed materials (markers) with 3D graphics.

Early age children in Indonesia have a high interest in the world of IT, but unfortunately many parents today do not take advantage of this interest, which is very useful when applied to learning because it increases the motivation for children to learn early age.

Before the rise of multimedia learning, the parents or the teachers explained conventionally by using the media to explain the board and use the tools alpabetic introduction letters, but shortcomings in conventional teaching methods are some children experience boredom, especially for early childhood is still inside childhood who loved to play, taking advantage of this technology as a medium of learning, the children were able to play while learning.

Keywords: Augmented Reality

1

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Masalah

Realitas tertambah atau sering disebut augmented reality, teknologi yang

menggabungkan benda maya dua dimensi ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah

lingkungan nyata tiga dimensi lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam

waktu nyata. Teknologi ini baru populer dan masih sedikit penerapannya di Indonesia.

Augmented reality adalah teknologi berbiaya rendah yang menggabungkan bahan yang

dicetak (marker) dengan grafik 3D.

Anak-anak usia dini di Indonesia mempunyai ketertarikan yang tinggi terhadap dunia

IT, tapi sayangnya banyak para orang tua sekarang tidak memanfaatkan ketertarikan ini,

yang sangat bermanfaat jika diterapkan pada pembelajaran karena akan meningkatkan

motivasi belajar anak untuk usia dini.

Sebelum maraknya multimedia pembelajaran, para orang tua ataupun para guru

menjelaskan secara konvensional yaitu menjelaskan dengan menggunakan media papan

tulis dan menggunakan alat bantu pengenalan huruf-huruf alpabetic, tetapi kekurangannya

pada metode pembelajaran konvensional adalah beberapa anak mengalami kejenuhan ,

apalagi untuk anak usia dini masih dalam masa kanak-kanak yang senang bermain , dengan

memanfaatkan teknologi ini sebagai media belajar, anak-anak pun dapat bermain sambil

belajar.

Dari hal tersebut diatas, maka diperlukan suatu aplikasi untuk mengimplementasikan

huruf alpabetic yang memanfaatkan teknologi augmented reality dan aplikasinya dapat

digunakan oleh orang tua / para guru kapanpun dan dimanapun untuk media belajar anak-

anak.

2

2. Landasan Teori

2.1 Augmented Reality

2.1.1 Pengertian Augmented Reality

Augmented Reality atau sering disingkat dengan AR adalah teknologi yang

menggabungkan benda maya ke dalam lingkungan nyata secara real time. AR yang masih

mengizinkan penggunanya untuk melihat dunia nyata dengan objek maya yang dihasilkan

dengan komputer ditumpankan pada dunia nyata.

2.1.2 Pengaplikasian

2.1.2.1 Kedokteran

Dokter dapat menggunakan AR sebagai visualisasi dan latihan pertolongan untuk

pembedahan. Mungkin saja memungkinkan mengambil data 3D pasien dalam waktu nyata

menggunakan sensor non-invasive seperti Magnetic Resonance Imaging (MRI), Computed

Tomography scans (CT), atau ultrasound imaging. Data ini kemudian dirender dan

dikombinasikan di waktu nyata dengan tampilan pasien secara nyata. Efek ini dapat

memberikan dokter tampilan X-ray di dalam seorang pasien.

2.1.3 XML

Extensible Markup Language atau disingkat XML adalah sebuah format teks

sederhana dan sangat fleksibel yang berasal dari SGML (ISO 8879). Mula-mula di design

untuk menemukan tantangan dari penerbitan elektronik skala besar, XML-pun berperan

sangat penting dan meningkat dalam pertukaran data yang bermacam-macam dari data

pada web dan yang lainnya.

2.1.4 ActionScript 3.0

ActionScript 3.0 adalah sebuah bahasa pemrograman berorientasi objek yang

sangat kuat. AS3 merupakan langkah penting yang signifikan dalam evolusi kemampuan

dalam Flash Player runtime. AS3 digunakan untuk membangun aplikasi rich internet dengan

cepat yang mana menjadi bagian penting dari pengalaman mengunakan web

AS3 berbasis pada ECMAScript, bahasa pemrograman berstandard internasional

untuk scripting. AS3 tunduk dengan spesifikasi bahasa ECMAScript. Edisi ke tiga (ECMA-

262). AS3 juga berisi fungsi berbasis pekerjaan secara berkelanjutan pada ECMAScript

Edisi 4, terjadi dalam body standard ECMA.

ActionScript di eksekusi dengan menggunakan ActionScript Virtual Machine (AVM)

yang sudah tertanam dalam Flash Player.

3

2.1.5 FlashBuilder 4

Adobe Flash Builder (sebelumnya dikenal sebagai Adobe Flex Builder) adalah

sebuah lingkungan pengembangan terpadu (IDE) yang dibangun pada platform Eclipse yang

mempercepat pengembangan aplikasi Internet kaya (RIA) dan aplikasi desktop cross-

platform, terutama untuk platform Adobe Flash . Adobe Flash Builder 4 tersedia dalam tiga

edisi: Standard, Premium dan Pendidikan. Paket ini tersedia secara gratis untuk

penggunaan non-komersial oleh mahasiswa dan pengembang.

Adobe Flash Builder menawarkan built-in editor kode untuk MXML dan ActionScript.

Flex Builder 3 menambahkan dukungan untuk analisis kinerja. Sebelum versi 4, produk ini

dikenal sebagai Flex Builder. Perubahan nama ini dimaksudkan untuk menandakan

hubungannya dengan produk lain di Adobe Flash platform dan untuk membuat perbedaan

yang jelas antara open source gratis Flex SDK dan IDE.

2.1.6 FLARToolKit

FLARToolkit adalah sebuah pustaka/ library untuk aplikasi augmented reality yang

berbasiskan FLASH (Action Script 3). FLARToolkit merupakan turunan dari NyARToolkit

berbasiskan java yang diturunkan dari ARToolkit. FLARToolkit dibuat untuk menjembatani

para web developer yang ingin menerapkan teknologi augmented reality. FLARToolkit

dibuat oleh Saqoosha atau yang bernama asli Tomohiko Koyama, seorang developer Flash

dan CTO dari perusahaan Katamari. Versi Rilisnya pertamakali diluncurkan pada Mei 2008.

Gambar 2.1 Jalur turunan dari ARToolkit

FLARToolkit melakukan langkah-langkah berikut untuk membuat gambar

augmented reality :

1. Mengambil gambar dari webcam.

2. Binarize input image

3. Pelabelan

4

4. Pencarian kotak.

5. Penyesuaian dengan pola /marker.

6. Calculate transform matrix

7. Render objek 3D

2.1.7 FLARManager

FLARManager adalah framework ringan yang menjadikan membuat aplikasi

agumented reality berbasis flash yang menggunakan library FLARToolkit menjadi lebih

mudah. FLARManager dapat digunakan pula untuk beberapa 3D engine (Papervision3d,

away3d,Alternativa3D, dan Sandy3D). FLARManager juga mendukung multiple marker dan

pattern.

3. Analisis dan Perancangan

3.1 Tinjauan Umum

Augmented Reality adalah teknologi yang menggabungkan objek maya / virtual

dengan lingkungan nyata. AR memang bukan teknologi baru akan tetapi di dalam dunia

pendidikan teknologi ini masih menjadi hal baru terutama di Indonesia. Dibeberapa negara

AR telah diterapkan dalam dunia pendidikan, bahkan di Thailand AR telah diterapkan di

beberapa sekolah. Teknologi AR menjadi penting bagi pendidikan karena dalam penelitian

yang telah dilakukan Teknologi AR dapat memotivasi siswa sekaligus memberi pengalaman

baru dalam belajar yang berujung pada suksesnya pembelajaran.

Pembelajaran di taman kanak-kanak tentang huruf alpabetic banyak yang masih

menggunakan metode pembelajaran sederhanya yaitu dijelaskan melalui media papan tulis

dan beberapa alat bantu simulasi alpabetic.

3.2 Analisis Kebutuhan Sistem

3.2.1 Kebutuhan Fungsional

Kebutuhan fungsional adalah kebutuhan yang berisi proses-proses apa saja yang

dapat dilakukan oleh sistem.

a. Sistem dapat menampilkan huruf 3D berupa membuat kalimat.

b. Sistem dapat menampilkan animasi mario yang nantinya akan bergerak

mengikuti arah tombol yang ditekan.

c. Sistem juga dapat menampilkan animasi suara berbeda, sesuai dengan

objek tombol yang ditekan.

5

3.2.2 Kebutuhan Non Fungsioanal

Analisis kebutuhan non fungsional dilakukan untuk mengetahui spesifikasi

kebutuhan untuk sistem. Spesifikasi kebutuhan melibatkan analisis perangkat

keras/hardware, analisis perangkat lunak/software,analisis sumber daya manusia/brainware.

3.2.3 Kebutuhan Perangkat Keras

Aspek ini menyangkut tentang kebutuhan hardware atau perangkat keras. Dalam

hal ini perangkat keras yang dimaksud adalah komputer yang digunakan untuk membangun

sistem tersebut. Dalam membangun aplikasi multimedia dibutuhkan spesifikasi yang baik

untuk mempercepat proses dalam membangun aplikasi tersebut.

Adapun perangkat keras yang digunakan dalam pembuatan aplikasi ini adalah

sebagai berikut :

1. Intel Centrino 2.00 GHz

2. Memory 1.00 GB

3. Hardisk 160GB

4. Monitor 14 inc

5. Keyboard

6. Mouse

7. Webcam

8. Printer

Sedangkan untuk menjalankan aplikasi ini dapat dijalankan pada spesifikasi

komputer di bawah Pentium III. Spesifikasi komputer tidak terlalu berpengaruh karena

aplikasi ini tidak memerlukan instalasi, yang paling berpengaruh adalah kualitas video

camera.

3.2.4 Kebutuhan Perangkat Lunak

Kebutuhan perangkat lunak dibagi menjadi 2 macam:

2. Perangkat lunak bagi developer

a. Adobe Flash Player 11

b. 3D engine ( away_3D )

c. FlashBuilder4

d. Adobe Photoshop Cs 3

3. Perangkat lunak bagi pengguna / user

Adobe Flash Player 11

6

3.2 Analisis Kelayakan Sistem

3.2.1 Kelayakan Teknologi

Aplikasi ini layak untuk diterapkan karena saat ini adalah era pembelajaran

multimedia. Baik guru/orang tua sudah memiliki laptop/komputer (sudah termasuk webcam

dan speaker) karena tuntutan pembelajaran.

3.2.2 Kelayakan Operasional

Terkoneksinya internet menjadikan arus informasi mengalir begitu cepat. Apalagi

dengan keaktifan orang tua/guru mencari informasi menjadikan meraka mudah menangkap

informasi baru.

3.3 Perancangan Sistem

3.3.1 Perancangan Konsep

Merancang konsep merupakan dasar dalam pembuatan aplikasi multimedia, karena

di sini diperlukan dasar permikiran dan kreatif yang sesuai dengan tujuan dibuatnya aplikasi

tersebut, agar penyusunan dalam pembuatan aplikasi tersebut dapat digunakan dengan baik

dan mengena pada sasaran yaitu sebagai sarana pembelajaran bagi anak-anak sekaligus

menimbulakan motivasi dalam belajar karena aplikasi tersebut menerapkan teknologi baru

yang diterapkan pada pembelajaran di indonesia.

Konsep aplikasi augmented reality yang penyusun rancang adalah aplikasi

augmented reality yang dapat mensimulasikan objek huruf yaitu berupa penyusun kalimat

secara 3D ketika marker yang pempunyai pola tertentu dihadapkan pada kamera. User

dapat membuat kalimat dengan cara menekan tombol objek yang telah tersedia. Huruf yang

ditampilakan berbentuk 3D, userpun dapat menggeser atau memutar posisi marker.

7

Gambar 3.1 Flowchart Sistem

a. Use Case Diagram

Gambar 3.2 Use Case Diagram pada AR Membuat Kalimat

8

b. Class Diagram

3.3.2 Perancangan Marker

Ada beberapa syarat dalam pembuatan marker, berikut syaratnya:

Berbentuk bingkai segi 4 sama sisi

Berwarna hitam

Tengahnya berisi pola

Pola di dalam bingkai harus unik (jika diputar-putar bentuk pola tidak sama)

Ukuran optimal marker untuk media cetak berkisar antara 5-10 cm dengan

kamera 1.3 mega pixel

Gambar 3.3 Marker

User

Anak-anak

Marker

-ID Marker :Number

-onMarkerAdded :void -onMarkerUpdate :void -onMarkerRemove :void

Display -Alphabet:String -arrAbjad:array -arrDisp:Array

Sound -musik01:Sound -musik02:Sound -musik03:Sound -musik04:Sound -musik05:Sound +play(musikNum:Number) :void +stop(musikNum:Number) :void -musikAdded:sound -musikRemove:sound

9

1. Marker berpola simbol 1 merupakan objek tombol 1.

2. Marker berpola simbol 2 merupakan objek tombol 2.

3. Marker berpola simbol 3 merupakan objek tombol 3.

4. Marker berpola simbol 4 merupakan objek tombol 4.

5. Marker berpola simbol 5 merupakan objek tombol 5.

6. Marker berpola simbol 6 merupakan objek display.

4. Implementasi dan Pembahasan

4.1 Pembuatan Marker

Penulis menggunakan Photoshop CS3 untuk membuat marker. Langkah-lahkah

pembuatan marker adalah sebagai berikut :

1. Buka aplikasi Photoshop CS3

2. Buat file seperti gambar dibawah.

Gambar 4.1 Contoh marker

3. Buka browser dan click alamat link

berikut http://flash.tarotaro.org/ar/MGO2.swf.

4. Pada “mode select:” pilih “load marker image”. Pilih marker yang hendak di

generate dan click tombol “Open”.

5. Selelah muncul markernya beserta garis merah yang mengelilingi marker click

tombol “Get Pattern”.

10

Gambar 4.2 Marker yang dikelilingi garis merah

6. Click tombol “Save Current”.

Gambar 4.3 Marker yang hendak disimpan

7. Simpan file marker dengan tipe file “pat” seperti contoh “marker01.pat”.

4.2 Pengujian Sistem

Pengujian sistem ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetest apakah sistem

aplikasi yang dibuat sudah berjalan dengan baik dan sesuai dengan harapan atau belum.

Hal ini dilakukan agar nantinya sistem yang dibuat tidak menimbulkan masalah dikemudian

hari. Berikut disajikan table pengujian aplikasi multimedia untuk mengimplementasikan huruf

alpabetic dengan berbasis teknologi augmented reality.

11

Gambar 4.4 Tampilan saat program dijalankan

Tabel 4.1 Tabel Pengujian

No Teknik Pengujian Hasil Pengujian Hasil Diharapkan Keterangan

1. Mengakses webcam

menggunakan code

yang mengimpor dari

library FLARManager.

Video hasil

tangkapan

webcam secara

langsung dapat

ditampilkan pada

layar inti

Video hasil tangkapan

webcam secara langsung

dapat ditampilkan pada

layar inti

Sukses

2 Mengcompile script

untuk memunculkan

objek yang bertipe file

AS dengan

mengimpor library

dari away3D

Muncul objek Muncul objek Suksess

3 Mengcompile scipt

untuk menjalankan

file audio

Suara muncul saat

tombol ditekan

Suara muncul saat

tombol ditekan

Suksess

4 Mengompile seluruh

script beserta library

yang diimpor

Muncul objek

membuat kalimat

huruf alphabetic

saat marker

dihadapkan pada

webcam sekaligus

muncul suara

ketika aplikasi

dijalankan pada

saat menekan

tombol

Muncul objek membuat

kalimat huruf alphabetic

saat marker dihadapkan

pada webcam sekaligus

muncul suara ketika

aplikasi dijalankan pada

saat menekan tombol

suksess

12

4.2.1 Deteksi Marker

Untuk mendeteksi sebuah marker diperlukan beberapa tahapan uji coba, yaitu uji coba

marker, uji coba jarak, uji coba resolusi kamera dan focus kamera, dan uji coba

pencahayaan. Uji coba tersebut harus dilakukan untuk keberhasilan proses deteksi marker

pada tahap implementasi. Berikut 4 uji coba yang dilakukan :

1. Uji coba marker

Pada deteksi marker jika terdapat marker yang kembar, maka tidak akan dapat mendeteksi

secara baik, karena tidak boleh ada dua atau lebih pola yang sama. Dua atau lebih pola

yang sama menyebabkan tracker tidak dapat menentukan posisi pola marker tersebut.

Pada marker tracking jika terdapat marker yang kembar seperti pada Gambar 4.13, tidak

dapat mendeteksi secara baik (error) karena tidak boleh ada dua atau lebih pola yang yang

sama terdeteksi. Dua atau lebih pola yang sama menyebabkan tracker tidak dapat

menentukan posisi pola marker tersebut, sehingga menghasilkan matriks transformasi yang

kacau.

Gambar 4.5 Kesalahan Deteksi Pola Marker Kembar

13

2. Uji coba jarak

Pada uji coba jarak, semakin dekat jarak kamera dengan marker tentunya akan

mengakibatkan ukuran marker yang terdeteksi semakin besar sehingga marker dapat

tertangkap dengan baik. Namun ketika jarak kamera dengan marker semakin jauh maka

ukuran marker yang tertangkap kamera semakin kecil sehingga pola marker menjadi kabur

dan mengakibatkan marker menjadi tidak terdeteksi. Berikut akan diuji coba layout marker

dengan jumlah marker sebanyak 6 buah. Masing-masing marker berukuran 7,5x7,5 cm.

Hasil uji coba dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Uji Coba Jarak Deteksi 6 buah Marker

Jarak (meter) Hasil marker tracking

1 Gagal

0,8 Gagal

0,5 Terdeteksi namun kurang presisi

0,3 Terdeteksi dengan baik

3. Uji coba resolusi dan focus kamera

Pada uji coba resolusi kamera, semakin besar resolusi kamera maka semakin besar pula

liksel pada setiap frame, maka performa dari marker tracking akan semakin berat,

dikarenakan jumlah piksel yang barus dicek akan semakin banyak. Sedangkan pada uji

coba focus kamera, focus kamera juga menentukan keberhasilan dari deteksi marker.

4. Uji coba pencahayaan

Dalam uji coba factor pencahayaan, dalam melakukan deteksi marker, tidak dibutuhkan

pencahayaan yang sangat terang. Pencahayaan yang sangat terang justru mengakibatkan

pola marker yang dicetak pada bidang kertas menjadi silau sehingga tingkat kehitaman dari

pola menjadi kabur ketika ditangkap oleh kamera. Hal ini tejadi ketika dilakukan uji coba

ketika menggunakan pencahayaan lampu didalam ruangan dimana cahaya yang dihasilkan

oleh lampu ruangan sangat terang. Oleh karena itu, dalam proses marker tracking,

pencahayaan yang diberikan sebaiknya secukupnya saja namun tidak terlalu gelap.

Pencahayaan yang secukupnya akan mengakibatkan warna hitam dari pola marker akan

lebih tampak sehingga proses marker tracking akan lebih baik.

4.3 Manual Program

Menjalankan aplikasi ini sangatlah sederhana. Langkah-langkah penggunakan

aplikasi ini adalah sebagai berikut:

14

1. Siapkan marker yang telah dicetak.

2. Pastikan bahwa sofware webcam telah terinstal dengan benar.

3. Jalankan aplikasi.

4. Maka akan muncul peringatan dan click “allow”.

5. Penutup

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan dari bab-bab sebelumnya, dan dalam rangka mengakhiri

pembahasan “Teknologi Augmented Reality untuk Implementasi huruf alphabetic” ini, maka

penulis mengambil beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Aplikasi yang dibuat dengan metode pendeteksian pola (marker detection)

dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi yang nyata dan menarik

(Augmented Reality), dan dapat diimplementasikan secara luas dalam

berbagai media. Salah satunya adalah media pembelajaran.

2. Aplikasi Simulasi Implementasi huruf alphabetic bebasis teknologi Augmented

Reality ini mudah dalam pengoperasiannya.

5.2 Saran

Augmented Reality pada aplikasi ini ini masih jauh dari sempurna. Beberapa

pengembangan yang dapat dilakukan adalah perbaikan pada animasi, objek 3D produk, dan

pengembangan penambahan desain masing-masing objek yang bisa lebih baik lagi, Untuk

lebih memahami tentang sebuah aplikasi multimedia berbasis teknologi augmented reality

diperlukan pemahaman program pengolah objek 3D dan juga memahami pemrograman

ActionScript 3 yang baik. Untuk itu penulis memberikan saran dengan harapan bisa

dipertimbahakan, yaitu:

1. Aplikasi Augmented Reality berbasis Flash ini memiliki beberapa bug.

Diharapkan bug-bug dari aplikasi ini dapat ditutupi dimasa yang akan datang.

2. Penggunaan teknologi Augmented Reality di Indonesia terutama dalam

penerapannya untuk pembelajaran masih sangat sedikit, sehingga peluang

pemanfaatan secara komersil maupun non-komersil aplikasi berbasis

teknologi Augmented Reality ini masih sangat luas.

3. Kuasai konsep teknologi Augmented Reality terlebih dahulu sebelum

membuat aplikasi berbasis teknologi Augmented Reality.

4. Semoga Aplikasi ini dapat bermanfaat bagi orang tua maupun guru dan dapat

memotivasi anak-anak sehingga tujuan dari pembelajaran tercapai.

15

DAFTAR PUSTAKA

Febrian, J. 2004. Kamus Komputer dan Istilah Teknologi Informasi. Bandung: INFORMATIKA.

Jogiyanto, HM. 2006. Analisis dan Desain Sistem Informasi. Yogyakarta: Andi Offset. Muhammad, S. 2003. Multimedia Alat Untuk Meningkatkan Keunggulan Bersaing.

Yogyakrta: Andi Publisher. Adobe. 2012. Adobe Products, http://www.adobe.com/products/flash-builder.html, Diakses 13 Desember 2012. Anonim. 2003. ARToolkit, http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/, Diakses 13 Juli 2012. Azuma, T. A Surver of Augmented Reality, http://www.cs.unc.edu/ ~azuma/ARpresence.pdf,

diakses 14 Desember 2011.