ar - markless

Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS Surabaya

Markerless Augmented Reality Pada Perangkat

Android

Yoze Rizki : 2207100102 1)

Dosen Pembimbing: Mochamad Hariadi, ST.,MSc.,PhD. 2); Cristyowidiasmoro, ST.,MT.

3).

Department of Electrical Engineering, Faculty of Industrial Technology, ITS Surabaya Indonesia 60111

email: [email protected] 1), [email protected]

2), [email protected]

3)

Abstract – During this time, Augmented Reality applied by using a marker. The use of markers has made the use of

space on the tracked object becomes less efficient and less

interesting. Augmented Reality Technology will be much

more interesting if the objects tracked are in the form of

images or page. So it will be more practical and can be

used anywhere without the need to print the marker. Final Project aims to display object in the Augmented Reality

Environment without using markers on Android devices.

In this final project, Markerless Augmented Reality

tested on the Android device with Image target, Multi

target, and Virtual button feature. The first test result

showed that application of augmented reality without

using traditional markers that implements image target

and multi target as an object tracking as well

interactive features of the virtual button can be

implemented properly on Android devices.

The test results also showed that the

quantity and pattern of spread of the corner features of the

target used is a major determinant of the success

of markerless augmented reality tracking

Keyword : Augmented Reality, Android, Markerless

I. PENDAHULUAN

Augmented Reality (AR) merupakan teknologi dalam

bidang komunikasi dan informasi yang menggabungkan

benda maya dua dimensi atau tiga dimensi ke dalam dunia

nyata tiga dimensi. Dengan teknologi Augmented Reality,

suatu benda yang sebelumnya hanya dapat dilihat secara dua

dimensi, dapat muncul sebagai obyek virtual yang

dimasukkan kedalam lingkungan nyata secara real-time.

Saat ini penelitian dan penggunaan Augmented Reality

meluas hinga ke berbagai aspek, contohnya dalam bidang

kesehatan, militer, hiburan, fashion, komersial, hingga

game. Hal ini dikarenakan penggunaan AR sangat

informatif dan menarik.

Selama ini, Augmented Reality diaplikasikan dengan

menggunakan Marker (Penanda). Penggunaan marker

membuat penggunaan ruang pada obyek yang dilacak

menjadi tidak efisien dan kurang menarik. Teknologi

Augmented Reality akan jauh lebih menarik bila obyek yang

dilacak yang berupa gambar atau halaman. Hal ini akan

membuat aplikasi Augmented Reality lebih praktis dan bisa

digunakan dimanapun tanpa perlu mencetak marker.

Android merupakan teknologi mobile yang sedang

sangat berkembang di dunia. Pengguna perangkat Android

tersebar diseluruh segmen masyarakat dunia. Fasilitas yang

diberika sangat mempermudah pengguna peranti ini dalam

aktifitas sehari-hari. ditambah lagi Android menyediakan

platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan

aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam

peranti bergerak, sehingga aplikasi yang dapat digunakan

menjadi sangat beragam.

Aplikasi Markerless Augmented Reality akan sangat

efisien bila dapat dikembangkan dalam peranti bergerak.

Sebuah gambar dideteksi menggunakan kamera dari

perangkat Android secara real time, lalu memunculkan

informasi lain secara virtual pada layar perangkat tersebut.

Metode ini selain lebih interaktif dan menghibur, juga dapat

meningkatkan efisiensi karena langsung dapat diaplikasikan

oleh para pengguna Android secara praktis. Bukan

menggunakan webcam pada komputer pribadi.

II. TEORI PENUNJANG

Untuk mendukung penelitian ini, dibutuhkan beberapa

teori penunjang sebagai bahan acuan dan referensi. Dengan

demikian penelitian akan lebih terarah.

2.1 Augmented Reality

Augmented Reality (AR) merupakan variasi dari

Virtual Environment (VE) atau Virtual Reality (VR).

Teknologi VE secara menyeluruh membenamkan pengguna

dalam lingkungan sintetik. Saat terbenam itu, seorang

pengguna tidak akan mampu membedakan benda nyata

disekitarnya. Sebaliknya, AR memungkinkan pengguna

untuk melihat dunia nyata, dengan objek maya yang

dilapiskan diatasnya atau digabung dengan dunia nyata.

Oleh karena itu, AR menambah realitas, bukan

menggantinya. Idealnya, maka akan muncul ke pengguna

bahwa benda virtual dan nyata tampil berdampingan di

ruang yang sama[1].

[1] Azuma, Ronald T., “A Survey of Augmented Reality”, In Presence:

Teleoperators and Virtual Environments 6, 4 (August 1997), 355-385.


Markerless Augmented Reality merupakan salah satu

metode Augmented Reality tanpa menggunakan frame

marker sebagai obyek yang dideteksi. Dengan adanya

Markerless Augmented Reality, maka, penggunaan marker

sebagai tracking object yang selama ini menghabiskan

ruang, akan digantikan dengan gambar, atau permukaan

apapun yang berisi dengan tulisan, logo, atau gambar

sebagai tracking oject (obyek yang dilacak) agar dapat

langsung melibatkan obyek yang dilacak tersebut sehingga

dapat terlihat hidup dan interaktif, juga tidak lagi

mengurangi efisiensi ruang dengan adanya marker.

Gambar 3.1 Tampilan Markerless Augmented Reality

Terdapat perbedaan antara pelacakan berbasis marker

(marker based tracking) dan pelacakan markerless

(markerless tracking). Pada pelacakan berbasis marker posisi

kamera dan orientasi kamera dhitung dengan marker yang

telah ditetapkan. Sementara pelacakan markerless,

menghitung posisi antara kamera/pengguna dan dunia nyata

tanpa referensi apapun, hanya menggunakan titik-titik fitur

alami (edge, corner. garis atau model 3D). Metode

Markerless memerlukan langkah priori manual, serta model

atau gambar referensi untuk inisialisasi.

2.2 Deteksi Sudut

Dalam sistem Visi computer, deteksi sudut atau

Corner Detection merupakan pendekatan yang digunakan

untuk mengekstraksi beberapa jenis fitur dan menyimpulkan

isi dari suatu gambar. Corner Detection sering digunakan

dalam deteksi gerakan, pencocokan citra, pelacakan,

mosaicing gambar, panorama stitching, pemodelan 3D dan

pengenalan obyek.

Terdapat berbagai metode yang digunakan untuk

Corner Detection seperti moravec operator dan

Harris/Plessey operator. Harris/Plessey Operator

merupakan pengembangan lebih lanjut dari Moravec

Operator, dimana Harris dan Stephens menggabungkan

deteksi sudut dan tepi untuk mengatasi keterbatasan

Moravec Operator.

Gambar 2.5. Deteksi sudut pada sebuah citra

2.3 Qualcomm Augmented Reality

Qualcomm Augmented Reality (QCAR) adalah sebuah

SDK (Software Development Kit) augmented reality yang

dikeluarkan oleh Qualcomm.

QCAR menyediakan teknologi visi komputer yang

dengan sangat erat menyelaraskan grafis dari sebuah

permukaan yang dicetak dengan obyek 3D sederhana.

Sebuah aplikasi AR berbasis QCAR SDK dari

komponen inti berikut:

1. Kamera. Memastikan bahwa setiap frame ditangkap

dan diteruskan secara efisien untuk dilacak..

2. Image Converter. Format piksel tunggal converter

mengkonversi antara format kamera (misalnya

YUV12) ke format yang sesuai untuk rendering

OpenGL ES (misalnya RGB565) dan untuk pelacakan.

3. Pelacak. Pelacak berisi algoritma visi komputer yang

mendeteksi dan melacak obyek dunia nyata dalam

bingkai kamera video

4. Video Background Renderer. Video Background

renderer merender gambar kamera yang tersimpan

dalam state obyek.

5. Kode aplikasi. Pengembang aplikasi harus

menginisialisasi semua komponen di atas dan

melakukan tiga langkah kunci dalam kode aplikasi:

a. Menanyakan pada state obyek tentang target yang

baru terdeteksi atau state terbaru dari elemen ini.

b. Memperbarui logika aplikasi dengan input data

baru.

c. Merender tampilan grafis yang tertambah.

6. Target resource. Target resource dibuat menggunakan

Sistem manjemen target online.

SDK QCAR akan melacak trackable yang merupakan

kelas dasar yang mewakili semua obyek yang berada di

dunia nyata di enam derajat kebebasan (6DoF). Ketika

terlacak, tiap trackable memiliki nama, ID, status dan

informasi. Ada beberapa jenis trackable dalam markerless

Augmented Reality yang dimungkinkan oleh QCAR, yaitu

Image target dan multi target.

SDK QCAR menggunakan sistem koordinat tangan

kanan. Setiap Target gambar mendefinisikan sistem

koordinat lokal dengan (0,0,0) di pusat target. + X kearah

kanan, + Y mengarah naik , + Z keluar dari trackable. Yang

dapat dilacak.


2.4 Android

Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat

mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi,

middleware dan aplikasi.

Tingkat API adalah nilai integer yang secara unik

mengidentifikasi kerangka revisi API yang ditawarkan oleh

versi dari platform Android. Adapun versi-versi API

Android yang pernah dirilis adalah sebagai berikut:

a. Android versi 1.1

b. Android versi 1.5 (Cupcake)

c. Android versi 1.6 (Donut)

d. Android versi 2.0/2.1 (Eclair)

e. Android versi 2.2 (Froyo)

f. Android versi 2.3(Gingerbread)

g. Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb)

h. Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)

Tingkat API penting bagi pengembang aplikasi meliputi

hal-hal:

1. kerangka revisi API maksimum yang mendukung

2. revisi kerangka API yang dibutuhkan oleh aplikasi

3. versi API yang tidak kompatibel.

4. Setiap versi platform menyimpan pengenal level API

secara internal.

Android terdiri dari satu set core libraries yang

menyediakan sebagian besar fungsi yang tersedia dalam

core libraries dari bahasa pemrograman Java. Salah satu

elemen kunci dari Android adalah Dalvik Virtual Machine

(DVM). Mesin Virtual Dalvik dieksekusi dalam Dalvik

executable (.dex),

Android bergantung pada Linux Versi 2.6 untuk inti

sistem pelayanan seperti keamanan, manajemen memori,

proses manajemen, susunan jaringan, dan driver model.

APK adalah paket aplikasi Android (Android

Package). APK digunakan untuk menyimpan sebuah

aplikasi atau program yang akan dijalankan pada perangkat

Android.

Gambar 2.9 Android SDK Manager

Gambar 2.6 merupakan tampilan dari SDK manager

yang diinstall pada komputer pribadi untuk mendukung

pengembangan aplikasi pada peranti Android.

2.5 Game Engine Unity 3D

Unity 3D adalah perangkat lunak game engine untuk

membangun permainan 3 Dimensi (3D) baik. Game engine

merupakan komponen yang ada dibalik layar setiap video

game.

Adapun fitur-fitur yang dimilik oleh Unity 3D antara

lain sebagai berikut.

a) Integrated development environment (IDE) atau

lingkungan pengembangan terpadu

b) Penyebaran hasil aplikasi pada banyak platform:

c) Engine grafis menggunakan Direct3D (Windows),

OpenGL (Mac, Windows), OpenGL ES (iOS), and

proprietary API (Wii).

d) Game Scripting melalui Mono. Scripting yang dibangun

pada Mono, implementasi open source dari NET

Framework. Selain itu Pemrogram dapat menggunakan

UnityScript (bahasa kustom dengan sintaks JavaScript-

inspired), bahasa C # atau Boo (yang memiliki sintaks

Python-inspired).

Mesh merupakan bentuk dasar dari obyek 3D.

Pembuatan mesh tidak dilakukan pada Unity. Sementara

GameObjects adalah kontainer untuk semua Komponen

lainnya. Semua objek dalam permainan disebut game

objects.

Material digunakan dan dihubungkan dengan mesh atau

renderer partikel yang melekat pada game object. Material

berhubungan dengan penyaji Mesh atau partikel yang

melekat pada GameObject tersebut. Mereka memainkan

bagian penting dalam mendefinisikan bagaimana objek

ditampilkan. Mesh atau partikel Tidak dapat ditampilkan

Tanpa material karena material meliputi referensi untuk

Shader yang digunakan untuk membuat Mesh atau Partikel.

Material digunakan untuk menempatkan Tekstur ke

GameObjects.

Unity mendukung pengembangan aplikasi Android.

Sebelum dapat menjalankan aplikasi yang dibuat dengan

Unity Android diperlukan adanya pengaturan lingkungan

pengembang Android pada perangkat. Untuk itu

pengembang perlu men-download dan menginstal SDK

Android dan menambahkan perangkat fisik ke sistem.

Unity Android memungkinkan pemanggilan fungsi

kustom yang ditulis dalam C / C + + secara langsung dan

Java secara tidak langsung dari script C #.

Perbedaan mendasar antara Unity desktop dan unity

Android yang perlu diketahui yaitu:

1. Dynamic typing pada JavaScript tidak diperbolehkan

dalam Unity Android.

2. Terrain Engine tidak didukung pada perangkat

Android.

3. ETC sebagai Texture Compression di

Persatuan Android tidak mendukung

PVRTC / ATC,.

4. Movie texture tidak didukung pada Android, tetapi

streaming video layar penuh disediakan melalui fungsi

scripting.

III. PERANCANGAN SISTEM APLIKASI

3.1 Rancangan Sistem

Pada sistem yang diberikan QCAR, semua simulasi

tersebut dapat dibentuk dalam sebuah aplikasi yang

dijalankan pada perangkat Android dengan Unity sebagai

editor. Pada dasarnya dari segi sistem, aplikasi

Reality pada PC maupun Android tidak banyak terdapat

perbedaan. Kamera tetap merupakan sebuah alat visi yang

digunakan untuk mengambil tiap-tiap

Kemudian akan dikirimkan untuk diproses oleh komputer

sistem akan memproses citra digital yang telah ditangkap

oleh kamera berpatokan dengan adanya target yang cocok

lalu memunculkan obyek maya yang telah diasosiasikan.

Untuk menampilkan obyek virtual kedalam lingkungan

nyata dibutuhkan sebuah perender grafis. Unity 3D

digunakan untuk menangani proses ini. Selain sebagai editor

(IDE), Unity 3D berperan dalam menciptakan obyek maya

3D dan proses rendering grafis.

Inisialisasi kamera

menangkap frame

melacak fitur

obyek terdeteksi

menemukan

target

mengevaluasi virtual button

image target

menu

olah state object

query state

object

perbarui

logika aplikasi

Render grafis

Virtual button (obyek 3D)

Image target Multi target

Gambar 3.2 Diagram alur Aplikasi

[2] System Module Overview, Qualcomm Developer Network, http://ar.qualcomm.at/qdevnet/developer_guide

Mesh

Material

Animasi

Obyek

ETC sebagai Texture Compression dikarenakan

Persatuan Android tidak mendukung tekstur DXT /

tidak didukung pada Android, tetapi

layar penuh disediakan melalui fungsi

APLIKASI

Pada sistem yang diberikan QCAR, semua simulasi

tersebut dapat dibentuk dalam sebuah aplikasi yang

n pada perangkat Android dengan Unity sebagai

editor. Pada dasarnya dari segi sistem, aplikasi Augmented

pada PC maupun Android tidak banyak terdapat

tetap merupakan sebuah alat visi yang

tiap frame video.

Kemudian akan dikirimkan untuk diproses oleh komputer.

sistem akan memproses citra digital yang telah ditangkap

oleh kamera berpatokan dengan adanya target yang cocok

lalu memunculkan obyek maya yang telah diasosiasikan.

virtual kedalam lingkungan

dibutuhkan sebuah perender grafis. Unity 3D

digunakan untuk menangani proses ini. Selain sebagai editor

m menciptakan obyek maya

virtual button (soccerball)

Diagram alur Aplikasi

3.2 Markerless Augmented Reality Menggunakan QCAR

QCAR memungkinkan obyek yang berupa citra maya

3D ataupun 2D muncul pada layar peranti Android dan

langsung ditampilkan diatas frame

ditangkap kamera. Berbeda dengan metode marker yang

menjadikan sebuah kotak hitam pada marker sebagai

penghitung posisi relatif kamera, pada

Augmented Reality hal ini terjadi langsung diatas gambar

ataupun permukaan yang menjadi trackable

Untuk mendeteksi Target yang ada pada setiap

dalam video itu dibutuhkan sebuah

menyediakan library libQCAR.so.

inilah yang menjadi sistem aplika

target bisa dilakukan dengan mudah.

alur proses yang terjadi pada pelacakan QCAR dapat

dilihat pada blok diagram pada gambar 3.4

Gambar 3.4 Blok diagram pelacakan QCAR

3.3 Unity 3D Sebagai Graphic Renderer

QCAR SDK membutuhkan renderer untuk

menampilkan obyek virtual kedalam lingkungan nyata.

Proses pelacakan posisi dan orientasi hingga mengenali

Target sebagai tempat memunculkan obyek dilakukan

sengan sistem QCAR. Sedangkan Unity 3D berperan dalam

menciptakan obyek maya 3D dan proses

sama seperti yang dilakukan pada lingkungan antarmuka

Unity 3D. Gambar 3.5 merupakan diagram proses

penciptaan gambar pada Unity 3D.

Gambar 3.5 Diagram rendering

Dari blok diagram gambar 3.5 terlihat hasil akhir

Obyek yang akan dimunculkan setelah pelacakan. Setiap

obyek yang akan dimunculkan memiliki bentuk dan tekstur

, Qualcomm Developer Network,

3.2 Markerless Augmented Reality Menggunakan QCAR

QCAR memungkinkan obyek yang berupa citra maya

layar peranti Android dan

langsung ditampilkan diatas frame-frame video yang

ditangkap kamera. Berbeda dengan metode marker yang

menjadikan sebuah kotak hitam pada marker sebagai

penghitung posisi relatif kamera, pada markerless

terjadi langsung diatas gambar

trackable.

Untuk mendeteksi Target yang ada pada setiap frame

dalam video itu dibutuhkan sebuah library. QCAR

libQCAR.so. Library libQCAR.so

inilah yang menjadi sistem aplikasi sehingga pelacakan

bisa dilakukan dengan mudah.

alur proses yang terjadi pada pelacakan QCAR dapat

dilihat pada blok diagram pada gambar 3.4.

Blok diagram pelacakan QCAR[2].

Unity 3D Sebagai Graphic Renderer

QCAR SDK membutuhkan renderer untuk

menampilkan obyek virtual kedalam lingkungan nyata.

Proses pelacakan posisi dan orientasi hingga mengenali

Target sebagai tempat memunculkan obyek dilakukan

sengan sistem QCAR. Sedangkan Unity 3D berperan dalam

an obyek maya 3D dan proses rendering grafis

sama seperti yang dilakukan pada lingkungan antarmuka

Unity 3D. Gambar 3.5 merupakan diagram proses

penciptaan gambar pada Unity 3D.

rendering Unity 3D

Dari blok diagram gambar 3.5 terlihat hasil akhir

Obyek yang akan dimunculkan setelah pelacakan. Setiap

obyek yang akan dimunculkan memiliki bentuk dan tekstur


masing-masing. Obyek juga tidak selalu bersifat statis.

Seringkali obyek yang diinginkan adalah obyek bergerak.

Unity bertugas memproses ini sehingga obyek-obyek

tersebut dapat muncul dengan baik pada perangkat Android.

IV. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN APLIKASI

Simulasi dilakukan diatas perangkat Android dengan

sistem operasi Android 3.2 (Honeycomb) dengan prosessor

NVidia Tegra 2. Aplikasi QCAR akan bekerja diatas peranti

Android namun diprogram dan dirancang dengan sebuah

komputer. Komputer yang dipakai merupakan komputer

dengan Sistem operasi Windows XP Professional. Dengan

Unity3D yang digunakan adalah versi 3.3.0f4 yang mana

versi ini didukung oleh QCAR SDK versi 1.0.6.

Adapun spesifikasi perlengkapan komputer yang

digunakan untuk uji coba simulasi ini adalah sebagai berikut.

Tabel 4.1 Spesifikasi perangkat Android yang diuji

Komponen Spesifikasi

Sistem Operasi Android Honeycomb 3.2.1

Manufaktur

sistem

ASUS

Model sistem Eee-pad Transformer TF101

BIOS Default System BIOS

Processor NVIDIA® Tegra™ 2, 1.0GHz ARM

Cortex A9 Processor,

dual core CPU

Memory 1GB LP-DDR2

Kamera Built in Camera ASUS Transformer

TF10

Sensor gambar 1.2 M Pixel Front Camera

5 M Pixel Rear Camera

Display 10.1" LED Backlight WXGA

(1280x800)

Untuk Komputer yang digunakan dalam memprogram

dan merancang aplikasi Augmented Reality ini, memiliki

spesifikasi sebagai berikut:

Tabel 4.2 Spesifikasi komputer yang digunakan untuk uji

coba

Komponen Spesifikasi

Sistem Operasi Windows XP Professional (5.1,

Build 2600) Service Pack 2

Manufaktur sistem ECS

Model sistem A770M-A

BIOS Default System BIOS

Processor

AMD Athlon(tm) 64 X2 Dual Core

Processor 5200+, MMX, 3DNow

(2 CPUs), ~2.7GHz

Memory 2048MB RAM

Versi DirectX DirectX 9.0c (4.09.0000.0904)

Versi DxDiag 5.03.2600.2180 32bit Unicode

Tabel 4.2 Spesifikasi komputer yang digunakan untuk uji coba

4.1 Implementasi dan Pengujian Image target

Untuk mengimplementasikan sebuah image target QCAR

dalam lingkungan Augmented reality, cara yang harus

dilakukan adalah dengan menentukan target gambar,

mengukur ukurannya, menentukan kualitas dan kuantitas

fiturnya dan membuat file konfigurasi serta dataset dari

image target tersebut.

Proses penilaian kualitas dan kuantitas fitur, konfigurasi

dan pembuatan dataset dapat dilakukan secara online.

Gambar 4.1 merupakan tampilan dari sistem manajemen

target online yang disediakan QCAR untuk membuat sebuah

image target.

Gambar 4.1 Pengaturan ukuran image target

Pembangunan aplikasi dilakukan pada Unity 3D

dengan mengasosiasikan obyek tertambah sebagai child dari

image target serta pengaturan script.

Setelah disimulasikan, image target berhasil

memunculkan obyek virtual kedalam lingkungan nyata pada

display sebuah perangkat Android. Hasil simulasi dapat

dilihat pada gambar berikut:

Gambar 4.2 Simulasi markerless image target AR


Fitur yang terdapat pada target gambar menjadi tolak

ukur atas ditampilkannya obyek maya pada Augmented

Reality. Pada pengujian ini akan diuji pengaruh jumlah fitur

serta aspek lainnya pada percobaan image target.

Untuk pengujian pertama dilakukan pada target dengan

pola tidak beraturan:

Tabel 4.4 Hasil pengujian jumlah fitur dengan pola

sembarang

Jumlah

fitur

Gambar hasil gambar

1 fitur

Tidak

terlacak

3 fitur

Tidak

terlacak

5 fitur

Tidak

terlacak

7 fitur

Tidak

terlacak

8 Fitur

Tidak

terlacak

9 fitur

Terlacak

10

Fitur

Terlcacak

Dan percobaan berikutnya dilakukan dengan target

berpola teratur:

Table 4.5 Hasil pengujian jumlah fitur dengan pola teratur

Jumlah

fitur

Gambar hasil gambar

1 fitur

Tidak

terlacak

3 fitur

Tidak

terlacak

5 fitur

Tidak

terlacak

6 fitur

Tidak

terlacak

8 Fitur

Tidak

terlacak

12

fitur

Tidak

Terlacak

Dapat dilihat dari hasil diatas bahwa jumlah fitur yang

terlalu sedikit tidak mencukupi untuk terlacak oleh sistem.

Dan pada pengujian jumlah fitur yang harus terdapat pada

image target setidaknya sebanyak 9 fitur terlacak oleh

sistem manajemen target dan tidak boleh memiliki pola

berulang.

Begitu besarnya pengaruh jumlah, tata letak, dan

penyebaran fitur pada kualitas sebuah image target. Hal ini

dikarenakan sebuah system image target AR memiliki cara

kerja melacak fitur frame tertangkap, membandingkannya

dengan fitur yang telah dikonfigurasi, menentukan posisi

dan orientasi obyek tersebut, lalu merender obyek virtual

pada posisi yang telah diatur.

4.2 Implementasi dan Pengujian Multi target

Multi target pada dasarnya merupakan beberapa

image target yang diatur sehingga menjadi sebuah trackable

yang terdiri dari beberapa target gambar tersebut. Pada

proses pembuatan sebuah multi target Augmented Reality


kita membutuhkan enam buah image target yang merupakan

enam sisi kotak yang akan dibentuk menjadi multi target.

Untuk mengimplementasikan sebuah multi target

QCAR dalam lingkungan Augmented reality, sama seperti

pada image target, cara yang harus dilakukan adalah dengan

menentukan multi target dengan parameter ukuran sisi-sisi

multi target yaitu panjang, lebar, serta tingginya,

menentukan kualitas dan kuantitas fitur tiap sisi multi target,

dan membuat file konfigurasi serta dataset dari multi target

tersebut.

Proses konfigurasi dan pembuatan dataset juga

dilakukan secara online. Pada Gambar 4.2 dapat dilihat

tampilan dari sistem manajemen target online untuk

membuat sebuah multi target.

Gambar 4.4 Konfigurasi sisi Multi target

Gambar 4.6 menunjukkan multi pembuatan multi target

yang melibatkan enam sisi dari kotak yang dijadikan

trackable. Pembuatan ini dilakukan dengan sistem

manajemen target online yang disediakan oleh QCAR.

Setelah disimulasikan, setelah kamera melacak multi

target, Multi target berhasil menambahkan obyek virtual dan

ditampilkan pada layar android. Hasil simulasi dapat dilihat

pada gambar berikut:

Gambar 4.5 Tampilan simulasi markerless Multi target AR

Diperlukan sebuah pengujian yang mengukur

keberhasilan multi target menampilkan obyek virtual

dimana bila sisi multi target yang terlihat terbatas. menguji

kemampuan fitur pada salah satu sisi multi target untuk

menampilkan obyek virtual. Pengujian ini juga dilakukan

untuk melihat pengaruh posisi obyek apabila hanya ada satu

sisi multi target terlihat.

Multi target yang telah dirancang diuji dengan sebuah

kotak yang ketika diuji pada setiap sisinya akan

memunculkan hasil seperti ini:

Tabel 4.6 Pengujian tiap sisi multi target

Sisi Gambar Posisi

obyek

Atas

Pada tutup

kotak

menghadap

ke arah

depan

kotak

Bawah

Obyek

tidak

terlacak

Kanan

Pada tutup

kotak

menghadap

ke arah

depan

kotak

Kiri

Pada tutup

kotak

menghadap

ke arah

depan

kotak

Depan

Pada tutup

kotak

menghadap

ke arah

depan

kotak


belakang

Pada tutup

kotak

menghadap

ke arah

depan

kotak

Tabel 4.6 Pengujian tiap sisi multi target

Pada table 4.5 terlihat bahwa multi target dapat

ditampilkan walaupun yang terlacak oleh kamera hanya satu

sisi saja. Hanya saja, obyek tidak tampil pada bagian bawah

kotak karena, fitur alami dari bagian bawah kotak tidak

mencukupi untuk dilacak sebagai trackable. Hal ini terjadi

karena bagian bawah kotak hanya berupa planar polos yang

tidak memiliki tekstur sudut yang dibutuhkan untuk melacak

obyek.

Pada table 4.5 juga dapat dilihat setiap sisi multi target

memunculkan obyek tetap berada pada posisi tutup kotak

dan menghadap ke arah depan kotak sesuai koordinat asli

multi target. Hal ini terjadi karena pada multi target AR,

masing-masing image target pembentuk multi target

dikonfigurasi dengan melakukan translasi dan rotasi pada

image target sehingga tiap-tiap sisi multi target yang berada

pada posisi berbeda akan tetap dianggap sejajar oleh system.

Sehingga obyek yang muncul akan sesuai dengan koordinat

asal multi target.

4.3 Implementasi dan Pengujian Virtual button

Virtual button diimplementasikan dengan

menempelkan virtual button pada image target yang menjadi

gambar induk. Dibutuhkan image target dengan fitur yang

baik dan penempatan virtual button yang tepat. Penempatan

virtual button harus pada tekstur yang memiliki fitur yang

baik pada image target agar virtual button dapat berjalan

dengan baik.

Untuk simulasi virtual button, dilakukan percobaan

dengan memasukkan virtual button dalam target gambar.

Simulasi pertama adalah menjadikan virtual button

sebagai tombol untuk mengganti obyek. Jadi, setiap salah

satu virtual button ditekan, akan membuat obyek yang

dikeluarkan berbeda dan ketika virtual button dilepas, tidak

akan ada obyek yang muncul.

Gambar 4.7 Virtual button sebagai tombol pergantian

obyek

Pada gambar 4.7 terdapat target gambar dimana

diatasnya dipasang fitur virtual button yang akan mengganti

adegan yang muncul, dalam hal ini pergantian game object

yang telah ditentukan untuk aktif dan nonaktif sehingga

ketika masing-masing virtual button ditutupi, game object

yang muncul akan berganti-ganti.

. Untuk simulasi kedua adalah dengan memasukkan

virtual button sebagai tombol yang akan mengubah state

event untuk mengganti material dari obyek 3D yang

dikeluarkan ketika kamera berhasil melacak target gambar.

Target gambar dipasangi empat buah virtual button.

Pada masing-masing virtual button telah ditanamkan

perintah untuk mengganti tekstur dari obyek yang

ditampilkan. Hasil simulasi pergantian material dapat dilihat

pada gambar berikut:

Gambar 4.8 Virtual button sebagai tombol pergantian

tekstur

Pada gambar 4.10 terdapat target gambar yang

dipasang empat buah virtual button. Pada masing-masing

virtual button telah ditanamkan perintah untuk mengganti

tekstur dari obyek yang ditampilkan.

Simulasi berikutnya adalah mengimplementasikan fitur

virtual button untuk membuat permainan sepakbola. Pada

kasus ini, virtual button bersama-sama dengan mesh bola

menjadi child dari obyek bola ini. Ketika virtual button

tertutup oleh tangan atau benda lain, maka obyek akan

bergerak menjauh. Virtual button akan selalu menempel

pada obyek bola, sehingga akan membuat aplikasi ini

menjadi permainan sepakbola dengan bola virtual.

.


Gambar 4.9 Virtual button game sepakbola virtual

Pada simulasi ini, yang pertama dilakukan adalah

menentukan event apa yang terjadi apabila virutal button

tertutup. Pada simulasi ini, yang dilakukan pertama kali

adalah menentukan batas-batas target ini agar bola tidak

bergerak melewati image target. Lalu menemukan arah

random yang akan ditempuh bola. kemudian menentukan

sampai mana posisi final bola tersebut sehingga berhenti.

Bola akan bertranslasi kearah random tersebut.

Keberhasilan implementasi virtual button hampir

sepenuhnya bergantung pada fitur dari image target yang

digunakan. Agar berhasil berfungsi, virtual button harus

ditempelkan pada image target dengan fitur yang tersebar

merata, jumlah yang banyak dengan pola yang unik dan

tidak berulang. Parameter keberhasilan yang dimiliki oleh

virtual button sendiri hanya ukuran. Untuk itu perlu

dilakukan pengujian terhadap ukuran virtual button yang

digunakan

Pada pengujian kali ini, digunakan image target yang

sangat baik berukuran 497x373px agar tidak berpengaruh

terhadap hasil pengujian ukuran virtual button.

Gambar 4.10 Image target yang digunakan untuk

pengujian

Virtual button yang diuji dengan perubahan ukuran

secara bertahap menunjukkan hasil seperti ini:

gambar Ukuran

(px)

Perbandinga

n dengan

gambar

induk

hasil

34x34 0.625% Berjalan

dengan baik


dengan baik


dengan baik

12x12 0.077% Performa tidak

stabil

8x8 0.034% Virtual button

tidak berfungsi

Table 4.8 Pengujian ukuran virtual button

Virtual button bekerja dengan melacak keberadaan

fitur-fitur yang ada pada latar belakang ia menempel.

Apabila ukuran virtual button terlalu kecil, akan

menyebabkan virtual button tidak dapat menemukan cukup

jumlah fitur alami image target yang dibutuhkan virtual

button sebagai latar belakang.

4.4 Simulasi Skenario

simulasi ini menggabungkan semua fitur markerless

Augmented reality yang telah dirancang mulai dari image

target, multi target hingga virtual button sehingga menjadi

sebuah aplikasi markerless augmented reality.

Skenario dibuat dengan sebuah menu sebagai

penghubung semua fitur markerless AR. Mula-mula menu

akan mengarahkan pengguna untuk menuju halaman image

target. Pada halaman image target muncul obyek yang akan

terus membawa alur cerita yang akan mengarahkan

pengguna menuju multi target, hingga virtual button.

Tampilan simulasi terlihat pada gambar berikut:

Gambar 4.11 Tampilan simulasi markerless augmented

reality


V. PENUTUP

Setelah melalui pengujian aplikasi simulasi metode

markerless pada lingkungan augemented reality akhirnya

diperoleh beberapa kesimpulan serta kritik dan saran untuk

pengembangan kedepan.

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian tentang

markerless Augmented Reality pada perangkat Android ini

adalah sebagai berikut.

1) Aplikasi augmented reality tanpa menggunakan

marker tradisional yang mengimplementasikan image

target dan multi target sebagai obyek pelacakan serta

fitur interaktif virtual button dapat diimplementasikan

dengan baik pada perangkat Android.

2) Kuantitas dan pola penyebaran fitur sudut dari target

yang digunakan merupakan penentu utama

keberhasilan pelacakan markerless augmented reality.

5.2 Kritik dan Saran

Berdasarkan pengujian dan kesimpulan yang telah

didapat, muncul beberapa kritik dan saran yang dapat

diperhatikan untuk pengembangan aplikasi ini di masa yang

akan datang. Beberapa kritik dan saran tersebut diantaranya:

1. Library libQCAR yang digunakan untuk membuat

aplikasi ini juga tersedia untuk platform peranti

bergerak lainnya. Disarankan untuk dapat

mengimplementasikan pengembangan aplikasi

Augmented Reality ini pada peranti bergerak lain pada

masa yang akan datang.

2. Fitur alami yang berjumlah banyak, tersebar merata,

serta dengan pola yang unik dan tidak berulang akan

sangat baik dalam implementasi markerless augmented

reality. Penggunaan target dengan parameter tersebut

disarankan demi kesempurnaan pelacakan untuk

pengembangan pada masa yang akan datang.

3. Apabila penelitian ini akan dikembangkan lebih lanjut

pada masa yang akan datang, disarankan untuk

menggunakan sumber daya yang sekurang-kurangnya

sama atau lebih besar dari yang digunakan pada

penelitian ini

I. DAFTAR PUSTAKA

[1] Azuma, Ronald T., “A Survey of Augmented Reality”,

In Presence: Teleoperators and Virtual Environments

6, 4 (August 1997), 355-385.

[2] Milgram, Paul dan Kishino, Fumio, “A Taxonomy of

Mixed Reality Visual Displays”, IEICE Transactions

on Information Systems, Vol E77-D, No.12 December

1994.

[3] Hohl, Lukas dan Quack, Till,”Markerless 3D

Augmented Reality” Computer Vision ETH, 2003.

[4] Goldstone, Will, "Unity Game Development

Essentials", Packt Publishing Ltd., Birmingham,

Oktober 2009.

[5] Rogers, Rick, dkk,”Android Application

Development”, O’Reilly Media, Inc., Sebastopol, CA,

May, 2009.

[6] “QCAR 1.5 Beta1 SDK and Unity Extension for

Android”, Qualcomm Austria Research Center GmbH,

Operngasse 17-21, A-1040 Vienna, Austria, 2011.

ar - markless

Documents