APLIKASI PENGENALAN BENTUK DAN SUARA HEWAN BERBASIS AUGMENTED REALITY

Transkripsi

1 APLIKASI PENGENALAN BENTUK DAN SUARA HEWAN BERBASIS AUGMENTED REALITY Kevin Setiadharma 1, Iyan Mulyana 2, Soewarto Hardienata 3 kevin.setiadharma@gmail.com 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. 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. 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

2 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 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 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

3 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 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 sesuai.kelima, Render objek virtual ke frame video, proses render objek 3d untuk memunculkan objek ke frame video 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 Perancangan Pembuatan Objek 3D Objek yang dibuat menggunakan software 3D MAX 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 Kedua mengeksport objek yang sudah kita buat ke dalam ArToolkit. Ketiga, menambahkan file DAT ke dalam ArToolkit. 3

4 Y Y Y Y Y File.WRL Buat Objek Export Objek File.Dat (Gambar 3. Tahapan Pemodelan Object 3D) 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) 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. Start Halaman Utama A Perancangan Screen (Interface) 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. 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. Aplikasi Pengenalan Bentuk Hewan dan Suara Hewan Menu Pilihan 1. Ovipar 2. Vivipar 3. Ovovivipar 4. Panduan 5. Profile 6. Keluar Pilih 1 T Pilih 2 T Pilih 3 T Pilih 4 T Pilih 5 T Ovipar Vivipar Ovovivipar Ovipar Vivipar Ovovivipar Panduan Profile End Panduan Profile Keluar B 1. Lihat Hewan 2. Kembali C 1. Lihat Hewan 2. Kembali D 1. Lihat Hewan 2. Kembali Pilih 1 Y Proses Aplikasi ARHewan Ovipar Pilih 1 Y Proses Aplikasi ARHewan Vivipar T Pilih 1 Y Proses Aplikasi ARHewan Ovovivipar (Gambar 6. Perancangan Tampilan Halaman Utama) B T C D T 3.2 Implementasi A (Gambar 5. Flowchart Sistem) Tahap implementasi dilakukan setelah perancangan selesai. Kemudian 4

5 tahap pembuatan implementasi proses edit data, implementasi proses deteksi marker, implementasi halaman utama menggunakan Adobe Flash Profesional CS5 dan implementasi pembuatan objek menggunakan 3Dmax 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 Kode yang ada di dalam ular.dat. ular.wrl \\ memanggil file ular.wrl # Translation \\ untuk menggeser objek # Rotation \\ untuk memutar objek # 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. c. Edit Data ObjectAndSound 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. (Gambar 7. Edit File Data ObjectAndSound) 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. (Gambar 8. Deteksi Marker) Implementasi Pembuatan Halaman Utama Aplikasi 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. 5

6 Langkah-langkah dalam pembuatan halaman utama ARHewan ialah sebagai berikut : 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 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","");}. 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 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

7 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. (Gambar 10. Tampilan Listing Code Pada Ms. Visual C++ Express Edition) 5. Jika sudah sesuai save Implementasi Pembuatan Marker Implementasi pembuatan marker dengan menggunakan adobe photoshop CS5.1. Cara pembuatan marker adalah sebagai berikut : 1. Buka Adobe Photoshop CS Pilih File -> New, atur ukuran layer 679x 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 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 11. Tampilan Implementasi Pembuatan Marker) 3. Pada Layer background pilih duplicate, ganti nama layer duplicate dengan nama marker (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: 7

8 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, Pengembangan Perangkat Lunak Magic Profile Book Teknik Informatika Universitas Brawijaya Dengan Menggunakan Teknologi Augmented Reality Hariyadih, Aplikasi Pengenalan Tata Surya untuk anak sekolah dasar dengan Augmented. Senja Lazuardy, Augmented Reality: Masa Depan Interaktivitas Slamet Budiyatno, Penerapan Augmented Reality Sebagai Penampil Informasi hasil Pengenalan Wajah Pada Perangkat Android. Sunarya, Pengenalan Tata Surya Gerhana Berbasis Augmented Reality Menggunakan Metode Hough Transform. Yoze Rizki, Markerless Augmented Reality Pada Perangkat Android. tal (14 Maret 2015, WIB) b (14 Maret 2015, WIB) 8