VISUALISASI GERAKAN OBJEK 3D PADA AUGMENTED REALITY DENGAN DETEKSI TUMBUKAN BERBASIS BOUNDING BOX

Transkripsi

1 VISUALISASI GERAKAN OBJEK 3D PADA AUGMENTED REALITY DENGAN DETEKSI TUMBUKAN BERBASIS BOUNDING BOX Adhi Arsandi PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN JARINGAN CERDAS MULTIMEDIA (TEKNOLOGI PERMAINAN) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

2 Ringkasan Latar Belakang Permasalahan Tujuan Batasan Masalah Teori Penunjang Rancangan Sistem Pengujian Sistem Kesimpulan dan Pengembangan

3 Latar Belakang

4 Teknologi game dan animasi 3D terus mengalami perkembangan Teknologi-teknologi library 3D pendukung ke arah itu secara kontinu dikembangkan (DirectX dan OpenGL)

5 Augmented Reality (AR) membawa suatu teknologi untuk menggabungkan apa yang kita lihat di dunia nyata dengan objek virtual hingga menghasilkan tampilan gabungan keduanya.

6 Trend AR meningkat dari tahun ke tahun AR merupakan 1 dari 10 teknologi yang diminati orang

7 Agar AR menjadi lebih realistis, AR harus interaktif dan terlihat aspek physic (collision detection) ARToolKit memberikan kelebihan dalam pengembangan ke arah itu

8 Permasalahan

9 Menampilkan objek 3D lokal berikut tekstur dalam lingkungan AR Membangun AR yang interaktif dengan pengendalian animasi menggunakan kendali keyboard Membangun aspek physic deteksi tumbukan dalam AR

10 Tujuan

11 Mendesain dan mengimplementasikan artoolkit engine untuk: Mengimplementasikan bounding box collision detection pada objek 3D dalam lingkungan Augmented Reality yang interaktif Menampilkan animasi objek 3D lokal dengan teksture

12 Batasan Masalah

13 Objek 3D menggunakan file mqo untuk animasi Tekstur objek 3D menggunakan image bmp 24 bit Interaktif menggunakan keyboard Collision detection tipe bounding box

14 Teori Penunjang

15 Pustaka Grafis OpenGL OpenGL diawali dengan pengertian transformasi objek tiga dimensi ke sistem koordinat layar dalam OpenGL Dengan OpenGL dan library bantuan (GLU, GLUT, GLEW, OSG, SDL, dll)

16 Augmented Reality Ronald T. Azuma (1997) mendefinisikan augmented reality sebagai penggabungan benda-benda nyata dan maya di lingkungan nyata, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata, dan terdapat integrasi antar benda dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata.

17 ARToolKit ARToolKit adalah suatu software library dengan bahasa C yang memudahkan programmer mengembangkan berbagai macam aplikasi Augmented Reality Library yang diperlukan dalam ARToolKit

18 Sistem Koordinat ARToolKit

19 Mekanisme ARToolKit

20 Kamera menangkap gambar dari dunia nyata secara live dan mengirimkannya ke komputer. Perangkat lunak dalam komputer akan mencari marker pada masing-masing frame video. Jika marker telah ditemukan, komputer akan memproses secara matematis posisi relatif dari kamera ke kotak hitam yang terdapat pada marker. Apabila posisi kamera diketahui, maka model tersebut akan digambarkan pada posisi yang sama. Model obyek 3D akan ditampilkan pada marker, artinya obyek virtual tersebut ditambahan pada dunia nyata.

21 Marker Marker pada ARtookit dilambangkan dengan gambar yang terdiri atas border outline (tepian kotak) berwarna hitam dan pattern image (gambar di dalam marker) yang merupakan kombinasi warna hitam dan putih.

22 Langkah-langkah dalam ARToolKit Inisialisasi 1. Menginisialisasi video capture dan membaca file marker dan parameter kamera. 2. Ambil video frame input. Loop 3. Mendeteksi pola marker dan pola gambar dalam kotak hitam pada frame video.

23 Bounding Box Collision Detection Collision detection adalah proses pendeteksian tabrakan antara dua objek Berguna untuk menentukan posisi dari satu objek dengan objek yang lain sehingga tidak ada objek yang saling menembus Membuat menjadi lebih realistis Pendeteksian tabrakan menggukan bound dimana box atau kotaknya berbentuk 3D yang melingkupi setiap objek dalam scene.

24 Rancangan Sistem

25 Flowchart Sistem

26 FSM

27 Skenario Loading Objek Teknik yang diajukan, menggunakan metasequoia dengan ekstensi.mqo yang ditambahkan sebagai header dan di include kan pada sistem. Objek ada dua, cepot dan wall Animasi interaksi Menerapkan animasi sequence memanggil kumpulan frame tau file berupa pose-pose karakter yang akan dianimasikan dan interaksi menggunakan keyboard Deteksi tumbukan Satu objek ditampilkan dengan 1 marker, dua objek bercollision. Saat system telah menampilkan ke dua objek, karakter bergerak menuju objek wall dan terjadi boundng box collision detection.

28 Pengujian Sistem

29 Sistem telah dilakukan uji coba dengan menggunakan grafik card NVIDIA GeForce 7000M, 512 MB DDR2 series, OpenGL Version: 3.2.0, processor AMD Turion X2 2.0 GHz, DirectX 9.0, kamera webcam Marker yang digunakan kemudian ditraining oleh sistem

30 Uji Load Objek Attribute objek 3D yang digunakan: 1. Cepot: ukuran file 649 MQO file Dimension: X = Y = Z = Vertices: 5245 Faces: Map teksture: batik.bmp 169 KB (dimension 1025 x 1024), CH01_11 copy.bmp 3073 KB (dimension 239 x 239) 2. Wall: ukuran file 2KB MQO file dimension: X = Y = Z = Vertices : 8 Faces : 12 Map tekstur: bata merah.bmp 791 KB (Dimension 526 x 512), 00tex_master.BMP 769 KB (Dimension 512 x 512 ) (digunakan saat collision detection)

31 3. Nilai kamera parameter dengan ukuran sebagai berikut: Size 640, 480 Distortion factor =

32 Pengamatan fps waktu pengamatan Posisi Model diam Posisi model gerak FPS Grafik Uji FPS Objek 3D Cepot diam dan Gerak Satuan waktu pengamatan/sec Posisi Model diam Posisi model gerak

33 waktu pengamatan Posisi Model diam Posisi model gerak Pengukuran FPS Grafik Uji FPS Object 3D Wall Diam dan Gerak Satuan waktu Pengamatan/sec Posisi Model diam Posisi model gerak

34 waktu pengamatan Posisi Model diam Posisi model gerak Pengukuran FPS Grafik Uji FPS Object 3D Gabungan Diam dan Gerak Satuan waktu Pengamatan/sec Posisi Model diam Posisi model gerak

35 Screenshot Loading objek dan Animasi Interaksi

36 Screenshot Collsion Detection

37 Kesimpulan Objekdapat tampil dengan baik dan dapat bernaimasi dengan baik lengkap dengan tekstur nya dengan cara menggunakan metasequiao Pencahayaan saat sistem berlangsung mempengaruhi, khususnya pendeteksian marker. Cahaya berlebih dapat menghadirkan refelksi dan menggangu sistem mengenali marker. Bounding Box Collision Detection sesuai untuk mendeteksi tumbukan 2 objek 3D dan bisa diterapkan juga dalam lingkungan AR Walaupun dengan menggunakan kamera yang berbeda, aplikasi AR ini akan berjalan baik apabila menggunakan resolusi keluaran 640x480 dengan frame rate rata-rata fps.

38 DEMO

39 Terimakasih