BAB I PENDAHULUAN. natural user interface (NUI). Agar komputer mampu memahami masukan berbasis

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pesatnya perkembangan teknologi mempengaruhi gaya hidup manusia dalam melakukan aktivitas seperti berkomunikasi, bekerja, mencari hiburan, dan edukasi. Piranti seperti papan ketik dan tetikus sering digunakan sebagai antarmuka untuk berinteraksi dengan komputer. Namun teknologi saat ini memungkinkan komputer untuk memahami gerak-gerik anggota tubuh manusia melalui antarmuka alami atau natural user interface (NUI). Agar komputer mampu memahami masukan berbasis NUI, maka diperlukan teknologi yang mengawasi perilaku pengguna seperti eye tracking [1]. Eye tracking merupakan teknologi sensor yang memungkinkan sebuah perangkat untuk mengetahui secara persis fokus mata berada [2]. Fokus mata yang terukur oleh perangkat eye tracking dapat digunakan sebagai masukan untuk menggerakan sebuah kursor pada layar komputer. Perusahaan eye tracking seperti Gazepoint, Tobii, dan Eye Tribe memproduksi perangkat eye tracking secara komersial yang tidak membutuhkan spesifikasi yang tinggi dengan harga yang relatif terjangkau. Teknologi ini dapat digunakan sebagai perangkat masukan (input device) dan teknik penelitian (research technique) [3]. Sebagai perangkat masukan, eye tracking berperan untuk mengirimkan sinyal kendali ke sistem komputer yang dapat digunakan untuk bermain video games [4], dan alat bantu komunikasi bagi penyandang disabilitas seperti Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) [3] yang merupakan penyakit degenerasi 1

2 syaraf yang mengakibatkan kehilangan kemampuan motorik namun dapat menggerakan mata secara normal [5]. Beberapa penelitian yang menggunakan eye tracking melakukan pengamatan dan analisis perilaku pandangan mata pada pekerjaan yang spesifik seperti berkendara [6], menguji kebergunaan sebuah website [7], dan bermain video games [8]. Berdasarkan tipe penempatannya, eye tracking dibedakan menjadi dua kategori, yaitu head-mounted dan remote [9]. Pada tipe head-mounted, eye tracking diintegrasikan pada suatu perangkat seperti helm, kacamata, atau googles dengan kamera dan sumber cahaya infrared (IR) yang dekat dengan posisi mata. Namun eye tracking dengan tipe ini memerlukan sensor gerak untuk mengkompensasi pergerakan kepala [10]. Penggunaan remote eye tracking lebih tidak mengganggu karena kamera dam sumber cahaya IR diletakan pada jarak yang cukup jauh (60 centimeter) di depan penggunanya. Terlebih lagi eye tracking tipe ini memungkinkan adanya pergerakan kepala selama mata berada dalam medan penglihatan kamera. Meski demikian, letaknya yang cukup jauh menyebabkan perlunya penggunaan kamera berresolusi tinggi, komputasi yang tinggi, dan tidak cocok digunakan pada lingkungan virtual [10]. Berdasarkan lingkungannya, Interaksi berbasis eye tracking dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori, yaitu lingkungan dua dimensi (2D) dan tiga dimensi (3D) [9]. Interaksi 2D sering kali terjadi pada layar komputer yang hanya memiliki dimensi lebar (sumbu x) dan panjang (sumbu y). Sedangkan pada interaksi 2

3 3D, terdapat dimensi tambahan yaitu kedalaman (sumbu z) sehingga terdapat perbedaan jarak relatif obyek terhadap pengguna. Selain itu, interaksi 3D dapat dilakukan secara virtual dengan bantuan teknologi stereoscopic atau menggunakan obyek pada dunia nyata. Terdapat penelitian yang telah berhasil melakukan interaksi 3D menggunakan head-mounted eye tracking pada lingkungan virtual [11] dan nyata [12]. Penelitian yang dilakukan oleh Wibirama menggunakan metode optimized geometry dan memanfaatkan Direct Linear Transformation (DLT) untuk mendapatkan nilai dari jarak antar pupil. Dengan metode yang diajukan, didapatkan akurasi yang lebih baik dari pada metode geometri konvenional dengan rata-rata kekeliruan sebesar 0,83, 0,87, dan 1,07 cm pada dimensi x, y, dan z [11]. Namun untuk mencapai hasil serupa diperlukan chinrest untuk menjaga pergerakan kepala, dan beberapa variabel seperti tinggi mata dan tinggi meja yang harus diukur secara manual dan didefinisikan sebelum dapat digunakan. Abbott dkk. merancang low-cost head-mounted eye tracking dengan memanfaatkan dua kamera dari Playstation 3 Eye yang diintegrasikan pada sebuah kacamata untuk mengukur titik pandang mata pada lingkungan nyata tanpa memerlukan informasi geometri mata, optik, atau posisi kamera [12]. Berdasarkan metode yang digunakan, maka tercapai Euclidean error sebesar 5,8 ± 4,7 cm pada jarak 108 cm dari mata pengguna terhadap layar monitor. Akan tetapi terdapat user dependent parameters yang tidak dapat diukur secara otomatis seperti tinggi mata dan dimensi layar monitor. Berdasarkan penelitian sebelumnya, head-mounted eye tracking memerlukan posisi kepala dan perangkat eye tracking yang tetap sehingga menggunakan chin rest 3

4 untuk menjaga pergerakan kepala dan memerlukan beberapa tahap kalibrasi sehingga dianggap kurang cocok dalam penggunaan sehari-hari karena akan menyebabkan keletihan terhadap pengguna. Berangkat dari permasalahan tersebut, penelitian ini mengusulkan algoritme pada sebuah remote eye tracking yang dapat mengukur koordinat titik pandang mata pada dunia nyata dengan satu tahap kalibrasi 2D serta mendapatkan tanpa memerlukan pengukuran user dependent parameters secara manual. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, perlu dikembangkan sebuah algoritme untuk remote eye tracking yang mampu memberikan ruang pergerakan kepala tanpa alat yang melekat pada tubuh pengguna dan mampu mengukur koordinat titik pandang mata pada dunia nyata dengan satu tahap kalibrasi 2D. 1.3 Tujuan Penelitian 1. Mengembangkan sebuah algoritme pengukuran koordinat titik pandang mata pada ruang 3D dengan Gazepoint Eye Tracker tanpa perangkat keras yang melekat pada pengguna. 2. Mengetahui batas ketahanan (robustness) algoritme yang dikembangkan. 1.4 Manfaat Penelitian 1. Penelitian ini diharapkan menjadi langkah awal untuk pengembangan metode interaksi/kontrol komputer berbasis pandangan mata. 4

5 2. Penelitian ini akan menjadi solusi untuk aplikasi remote eye tracking dalam interaksi 3D pada lingkungan nyata. 1.5 Batasan Masalah 1. Akurasi algoritme yang dikembangkan berdasarkan akurasi pengukuran koordinat titik pandang mata pada ruang 3D. 2. Algoritme diujikan pada partisipan dengan mata normal atau terkoreksi (menggunakan kacamata). 3. Algoritme ini hanya diujikan pada layar monitor 23 inchi dengan ruang kerja sebesar 30 x 60 x 30 cm. 4. Pengujian algoritme ini dilakukan di dalam ruangan dengan kondisi pencahayaan yang cukup (tidak ada sumber pencahayaan tambahan). 1.6 Sistematika Penulisan BAB I: PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah serta sistematika penulisan hasil penelitian pengukuran koordinat titik pandang mata pada ruang 3D secara ringkas. BAB II: TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI Bab ini menjelaskan mengenai berbagai tinjauan algoritme yang digunakan pada penelitian terdahulu dan dasar teori teknologi eye tracking yang dijadikan sebagai dasar acuan dan parameter dalam penelitian. 5

6 BAB III: METODE PENELITIAN Bab ini menjelaskan mengenai metode yang digunakan dalam penelitian beserta alur penelitian, alat dan bahan, serta alur algoritme yang digunakan. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pemaparan dan pembahasan hasil penelitian dan eksperimen pengukuran koordinat titik pandang mata pada ruang 3D pada jarak 5, 10, dan 30 cm. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaksanakan. 6