PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI INTERAKSI MEDIA PEMBELAJARAN HIDROKARBON BERBASIS TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh HOTMAN SILITONGA NIM: 23207112 Program Magister Teknik Elektro SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI INTERAKSI MEDIA PEMBELAJARAN HIDROKARBON BERBASIS TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY Oleh Hotman Silitonga Bandung,. Menyetujui Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Ir. Aciek Ida W.D, MT Ir. Albarda, MT
ABSTRAK PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI INTERAKASI MEDIA PEMBELAJARAN HIDROKARBON BERBASIS TEKNOLOGI AUGMENTED REALITY Oleh Hotman Silitonga NIM : 23207112 PROGRAM MAGISTER TEKNIK ELEKTRO Teknologi augmented reality (AR) telah digunakan secara luas dalam berbagai bidang. Dalam bidang pendidikan, AR digunakan sebagai media pembelajaran yang dapat menampilkan obyek 3 dimensi secara real time. Dalam penelitian ini, dirancang bangun suatu aplikasi interaktif untuk pembelajaran kimia berbasis teknologi AR. Materi yang disajikan adalah materi hidrokarbon terutama rumus struktur, tatanama dan geometri molekul, salah satu materi kimia kelas X Sekolah Menengah Atas (SMA). Pembuatan aplikasi dimaksud untuk mengkonkritkan sekaligus memvisualisasikan model-model molekul alkana, alkena, alkuna berformat 3 dimensi yang dapat dipelajari secara interaktif. Perancangan sistem interaksi Hydrocarbon Augmented Reality (HAR) telah dilakukan dan diimplementasikan pada materi hidrokarbon. Juga telah dilakukan pengujian dengan responden guru kimia SMA. Pengujian sistem dilakukan untuk mendapat tanggapan mengenai penggunaan aplikasi dalam pembelajaran. Hasil pengujian menunjukkan bahwa respon guru terhadap penggunaan HAR dalam pembelajaran materi hidrokarbon tergolong tinggi. Karena itu, HAR dapat menjadi media alternatif dalam pembelajaran materi ini. Kata kunci: augmented reality, hidrokarbon. i
ABSTRACT INTERACTION DESIGN AND IMPLEMENTATION OF HYDROCARBON AUGMENTED REALITY By Hotman Silitonga NIM : 23207112 ELECTRICAL ENGINEERING MASTER PROGRAM Augmented reality (AR) technology has been widely used in many aspects. In education, AR is used learning tool to visualize real time 3D object. In this research, has been designed a chemistry interactive learning using AR technology. Subject visualized in this system is hydrocarbon, i.e. structure formula, nomenclature and its geometry, which is a topic in chemistry grade X Senior High School. This system visualized the 3D model of alcanes, alcenes, alcynes which offers interactivity in learning. The interaction design of Hydrocarbon Augmented Reality (HAR) has been implemented for hydrocarbon and has been tested for Senior High School s chemistry teacher. The result shows high response of teacher when using this system for learning hydrocarbon topic. So. HAR can be used as an alternative learning media. Keywords: augmented reality, hydrocarbon. ii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan, terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam. iii
KATA PENGANTAR Penulis mengucap syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, yang atas penyertaan dan perlindungan-nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Selama melaksanakan tesis ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. ibu Dr. Ir. Aciek Ida W.D, MT, selaku pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini; 2. bapak Ir. Albarda, M.T, selaku pembimbing II, yang telah memberikan perhatian dan waktunya dalam penyelesaian tesis ini; 3. Departemen Pendidikan Nasional atas beasiswa yang diberikan kepada penulis (Beasiswa Unggulan); 4. bapak, ibu, adek-adek tercinta, beserta seluruh keluarga yang senantiasa memberikan semangat dan doanya; 5. teman-teman anggota paduan suara Kharisma yang memberikan dorongan, semangat dan bantuannya; 6. seluruh staf dan karyawan Laboratorium Sistem Kendali dan Komputer, yang telah memberikan banyak sekali bantuannya; 7. dan semua pihak yang membantu, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa tesis ini bukanlah tanpa kelemahan, untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya. Bandung, Juni 2009 Penulis iv
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i ABSTRACT... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... vii DAFTAR SINGKATAN... ix DAFTAR LAMPIRAN... x BAB I. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 3 1.3 Rumusan Masalah... 4 1.4 Batasan Masalah... 4 1.5 Sistematikan Pembahasan... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Belajar... 6 2.1.1 Konsep Belajar... 6 2.1.2 Konsep Pembelajaran... 9 2.2 Media Pembelajaran Interaktif... 10 2.2.1 Media Pembelajaran... 10 2.2.2 Pembelajaran interaktif... 13 2.3 Desain Interaksi... 14 2.3.1 Pengertian... 14 2.3.2 Model Interaksi dalam AR... 16 2.3.2.1 Entitas dan Relationship IRVO... 17 2.3.2.2 Notasi IRVO... 18 v
Halaman 2.3.2.3 Sasaran Desain... 22 2.4 Teknologi AR... 23 2.4.1 Perangkat pendukung sistem AR... 24 2.4.2 ARToolkitPlus... 25 2.4.3 Tangible User Interface... 26 2.4.4 Tangible Augmented Reality... 28 2.4.5 Interaksi dalam TAR... 29 BAB III. ANALISIS DAN PERANCANGAN... 33 3.1 Analisis Kebutuhan... 33 3.1.1 Deskripsi Sistem... 33 3.1.2 Kebutuhan HAR... 33 3.1.3 Analisis... 34 3.2 Perancangan interaksi... 36 3.2.1 Perancangan Magicbook HAR... 36 3.2.2 Use case Perancangan Interaksi HAR... 36 3.2.3 Perancangan Model Interaksi untuk HAR... 38 BAB IV. IMPLEMENTASI DAN ANALISIS HASIL... 41 4.1 Implementasi... 41 4.2 Pengujian... 44 4.2.1 Desain Pengujian... 44 4.2.2 Teknik Analisis Data... 45 4.2.3 Analisis Data... 46 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 47 5.1 Kesimpulan... 47 5.2 Saran... 47 DAFTAR PUSTAKA... 48 vi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gbr II-1 Entitas dan relationship dalam IRVO... 18 Gbr II-2 Representasi boundaries... 18 Gbr II-3.a Entitas user... 19 Gbr II-3.b Entitas obyek... 19 Gbr II-3.c Entitas obyek yang mengandung sub-bagian... 20 Gbr II-3.d Entitas behaviour... 20 Gbr II-3.e Model entitas yang dilakukan sensor-sensor... 20 Gbr II-3.f Model entitas kebalikan... 21 Gbr II-4 Mobilitas entitas... 21 Gbr II-5 Diagram IRVO untuk perancangan interaksi dalam aplikasi berbasis 22 AR.. Gbr II-6 Mixed reality... 24 Gbr II-7 Perangkat pendukung AR... 25 Gbr II-8 Tahapan rendering dalam ARTKP... 26 Gbr II-9 Perkembangan UI.. 27 Gbr II-10 Magicbook. 29 Gbr II-11 MagicPlanet..... 29 Gbr II-12 Manipulasi obyek virtual dengan scalling dan rotasi.. 31 Gbr II-13 Memilih dan menggerakkan obyek vitual 32 Gbr III-1 Rancangan magicbook HAR... 36 Gbr III-2 Use case interaksi HAR.. 38 Gbr III-3 Model rancangan interaksi HAR... 40 Gbr IV-1 Viewpoint control pada aplikasi HAR 41 Gbr IV-2 Selection dan release. 42 Gbr IV-3 Event generation 43 Gbr IV-4 Interaksi saat tebak nama 43 Gbr IV-4 Merangkai struktur bangun molekul dari atom-atom penyusunnya 44 vii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel II-1 Hubungan media dengan tujuan media pembelajaran... 12 Tabel II-2 Jenis interaksi dengan interaksi user..... 32 Tabel III-1 Jenis interaksi dan tahapan penggunaan HAR..... 35 Tabel IV-1 Kriteria respon guru 46 Tabel IV-2 Hasil Pengolahan data respon guru... 46 viii
DAFTAR SINGKATAN SINGKATAN Nama Pemakaian pertama kali pada halaman 3D Tiga Dimensi 2 AR Augmented Reality 3 ARTKP ARToolKitPlus 25 GUI Grafical User Interface 26 HAR Hydrocarbon Augmente Reality 33 IPA Ilmu Pengetahuan Alam 1 IRVO Interacting with Real and Virtual Objects 10 SMA Sekolah Menengah Atas 2 TAR Tangible Augmented Reality 28 TUI Tangible User Interface 26 UI User Interface 26 ix
DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN A : Instrumen Pengujian... A-1 x