tubuh manusia sebagai media pembelajaran dengan...
TRANSCRIPT
PENGEMBANGAN APLIKASI ‘ANATOMI SISTEM RANGKA DAN SISTEM OTOT
TUBUH MANUSIA SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN DENGAN TEKNOLOGI
AUGMENTED REALITY
Makmun, S.Kom, MT.
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma
Abstraksi
Augmented Reality adalah integrasi informasi digital dengan lingkungan pengguna secara real
time. Berbeda dengan virtual reality yang menciptakan lingkungan 3D yang benar-benar buatan.
Teknologi augmented reality menggunakan lingkungan yang ada di dunia nyata kemudian
menambahkan informasi baru di atasnya. Penerapan dan perkembangan teknologi Augmented
Reality (AR) di Indonesia masih dalam tahap awal dimana masyarakat belum secara luas
memanfaatkan teknologi ini di kehidupan sehari-hari. Padahal jika dimaksimalkan, peran AR
dapat memajukan banyak bidang, termasuk pendidikan. Teknologi ini dapat membantu siswa
dalam memahami pelajaran yang membutuhkan visualisasi. Salah satu materi yang cukup sulit
namun bisa dipahami lebih baik dengan teknologi Augmented Reality adalah materi tentang otot
dan rangka yang ada di jenjang SD, SMP, dan SMA. Untuk itu dibuatlah media pembelajaran
anatomi sistem rangka dan otot tubuh manusia dengan teknologi Augmented Reality. Dengan
media ini, sistem otot dan rangka dapat terlihat dengan jelas. Pada akhir aplikasi ada kuis yang
akan meningkatkan pemahaman siswa. Perangkat lunak yang dibutuhkan dalam pembuatan
media belajar ini adalah Android SDK Manager, Unity, Blender, dan Vuforia SDK.
Kata kunci: Augmented Reality, Android SDK Manager, Unity, Blender, Vuforia SDK.
Pendahuluan
Augmented Reality (AR) dalam bahasa Indonesia disebut realitas tertambah adalah
teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam
sebuah lingkungan nyata lalu memproyeksi benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata.
Benda-benda maya berfungsi menampilkan informasi yang tidak dapat diterima oleh manusia
secara langsung. Hal ini membuat realitas tertambah berguna sebagai alat untuk membantu
persepsi dan interaksi penggunanya dengan dunia nyata. Informasi yang ditampilkan oleh benda
maya membantu pengguna melaksanakan kegiatan-kegiatan dalam dunia nyata.1 Menurut
definisi Ronald Azuma pada tahun 1997, ada tiga prinsip dari augmented reality. Yang pertama
yaitu augmented reality merupakan penggabungan dunia nyata dan virtual, yang kedua berjalan
secara interaktif dalam waktu nyata (realtime), dan yang ketiga terdapat integrasi antar benda
dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegritas dalam dunia nyata.2
Secara sederhana augmented reality bisa didefinisikan sebagai lingkungan nyata yang
ditambahkan obyek virtual. Penggabungan obyek nyata dan virtual dimungkinkan dengan
teknologi display yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input
tertentu. Augmented reality merupakan variasi dari Virtual Environments (VE), atau yang lebih
dikenal dengan istilah Virtual Reality (VR). Teknologi virtual reaity membuat pengguna
tergabung dalam sebuah lingkungan virtual secara keseluruhan. Ketika tergabung dalam
lingkungan tersebut, pengguna tidak bisa melihat lingkungan nyata di sekitarnya. Sebaliknya,
augmented reality memungkinkan pengguna untuk melihat lingkungan nyata, dengan obyek
virtual ditambahkan atau tergabung dalam lingkungan nyata. Tidak seperti virtual reality yang
1 Jacko, Julie A. (2003). Handbook of Research on Ubiquitous Computing Technology for Real Time Enterprises. CRC Press.
hlm. 459 2 Azuma, Ronald T. 1997. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6
sepenuhnya menggantikan lingkungan nyata, augmented reality sekedar menambahkan atau
melengkapi lingkungan.
Mengutip pendapat Jorge Bacca, dkk dijelaskan, beberapa tahun belakangan ini, penelitian
tentang pemanfaatan teknologi dalam pembelajaran (TEL) semakin fokus pada augmented
reality, pembelajaran ubiquitous (u-learning), pembelajaran mobile (m-learning) dan
pembelajaran analitis.3 Dengan penerapan teknologi AR inilah diharapkan para siswa dapat
memiliki pengalaman yang tinggi sehingga bisa menciptakan tingkat kreatifitas yang mumpuni
dan menghasilkan inovasi untuk dunia Pendidikan.
Perangkat yang dibutuhkan untuk membuat aplikasi berbasis Augmented Reality ada lima,
yaitu:4
Unity, Blender, Software Develoment Kit AR, Vuforia, dan Android. Unity merupakan suatu
aplikasi yang digunakan untuk mengembangkan game multiplatform yang didesain untuk mudah
digunakan. Pada dasarnya, Unity 3D merupakan game engine yang berbasis 3D. Tetapi Unity
juga bisa dalam membentuk game 2D. Unity menggunakan sistem navigasi bebas dalam
pembuatan game, sehingga pengguna dapat dengan mudah untuk melihat setiap sisi 3D dalam
pembuatan objek. Sama halnya seperti menggunakan Blender 3D. Blender adalah perangkat
lunak sumber terbuka grafika komputer 3D. Perangkat lunak ini digunakan untuk membuat film
animasi, efek visual, model cetak 3D, aplikasi 3D interaktif dan permainan video. Software
Develoment Kit AR adalah Perancangan AR dapat menggunakan bermacam-macam aplikasi
untuk berbagai platform. Salah satunya menggunakan software development kit (SDK) yang
dapat mendukung terciptanya aplikasi AR di pasar. Vuforia adalah Augmented Reality Software 3 Jorge Bacca "Augmented Reality Trends in Education: A Systematic Review of Research," dalam
jurnal Educational Technology & Society (2014) 4 Ardhianto, Eka, Wiwien Hadikurniawati, dan Edy Winarno, 2012. Augmanted Reality Objek 3 Dimensi dengan Perangkat
ARToolkit dan Blender, Semarang: Jurnal Teknologi Informasi Dinamik Vol. 17, No. 2: 107-117
Development Kit (SDK) untuk perangkat mobile yang memungkinkan pembuatan aplikasi AR.
SDK Vuforia juga tersedia untuk digabungkan dengan Unity yaitu bernama Vuforia
AR Extension for Unity. Vuforia merupakan SDK yang disediakan untuk membantu para
developer membuat aplikasi-aplikasi Augmented Reality (AR) di mobile phones (iOS, Android).
Terakhir adalah android yang merupakan sistem operasi mobile yang open-source dan
dikembangkan oleh Google. OS Android digunakan untuk komputer Tablet dan Smartphone.
Namun berdasarkan dari arti kata dan wujudnya, Android merupakan sebuah robot pintar yang
dibuat menyerupai manusia.
METODE PENELITIAN
Aplikasi Augmented Reality ini menjadikan anatomi sistem rangka dan otot tubuh
manusia sebagai objek. Sistem rangka adalah sistem yang memiliki fungsi untuk menyimpan
bahan mineral, tempat pembentukan sel darah, tempat melekatnya otot rangka, melindungi tubuh
yang lunak dan menunjang tubuh. Terdiri dari tengkorak, tulang rusuk, tulang belakang, rangka
penopang tulang bahu, rangka penopang tulang pinggul, tulang angota badan atas dan bawah.
Sistem otot adalah sistem tubuh yang memiliki fungsi untuk alat gerak, menyimpan glikogen dan
menentukan postur tubuh. Terdiri atas otot polos, otot jantung dan otot rangka.
Struktur Navigasi
Jenis struktur program yang digunakan pada aplikasi ini adalah struktur navigasi campuran, yaitu
gabungan dari struktur program hierarki dan linear.5 Dengan struktur navigasi ini, dapat dilihat
bagian-bagian aplikasi secara utuh, seperti yang terlihat pada gambar 1.
5 Andre, Struktur Navigasi. http://www.andre.web.id/2014/05/struktur-navigasi.html. 2014. Diakses 30 April 2018
Gambar 1 Struktur Navigasi
Segala sesuatu yang muncul pada layar monitor dan dapat berhubungan langsung dengan
user disebut desain antarmuka (storyboard). Storyboard menggambarkan proses berjalannya
program pada menu utama AR. Gambar 2 merupakan storyboard media pembelajaran sistem
rangka dan otot tubuh manusia dengan teknologi augmented reality.
Gambar 2 Storyboard Aplikasi
Rancangan Tampilan
Menu-menu yang akan digunakan untuk memulai program akan ditampilkan pada
rancangan tampilan menu utama seperti terlihat pada gambar 3.
Gambar 3 Rancangan Tampilan Menu Utama
Keterangan:
Button 1 : AR Kamera, untuk menuju ke kamera.
Button 2 : Panduan, untuk menuju panduan aplikasi.
Button 3 : Tentang, untuk melihat informasi aplikasi dan profil pembuat.
Button 4 : Keluar, untuk keluar dari aplikasi.
Rancangan Tampilan Pilihan Menu Augmented Reality
Tampilan menu Augmented Reality ini menyajikan 7 pilihan button yaitu informasi
anatomi dan kembali. Seperti yang terlihat pada gambar 4.
Menu Utama
Button 1
Button 2
Button 3
Button 4
Button 7
7
Button 1 Button 4
Button 2 Button 5
Button 6 Button 3
Gambar 4 Rancangan Tampilan Menu Augmented Reality
Rancangan Tampilan Menu Quiz
Pada scene ini menampilkan soal kuis serta pilihan jawaban dan untuk kembali ke menu
utama menggunakan button back yang terdapat pada smartphone.
Gambar 5 Rancangan Tampilan Menu Panduan
Keterangan:
Button 1 : Untuk pilihan jawaban A.
Button 2 : Untuk pilihan jawaban B.
Button 3 : Untuk pilihan jawaban C.
Button 4 : Untuk pilihan jawaban D.
Button 5 : Untuk soal selanjutnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aplikasi Augmented Reality dibangun dalam beberapa tahap yaitu membuat model,
membuat marker, dan mengintegrasikan model dengan marker. Sehingga Augmented Reality ini
menggabungkan dunia nyata dengan dunia virtual. Objek atau model 3 dimensi nantinya akan
Soal
Button 1
Button 2 Button 4
Button 3
Button 5
diintegrasikan dengan dunia nyata. Pembuatan model atau objek dapat dilbuat dengan software
pembuat objek 3 dimensi seperti Blender 3D. Setelah model dibuat, dilanjutkan dengan
pembuatan marker yang berfungsi sebagai penanda untuk mendeteksi dan menangkap fungsi
suatu objek. Objek akan ditampilkan sesuai dengan model yang telah diintegrasikan pada setiap
markernya. Ada dua jenis penggunaan marker yaitu Single Marker dan Multi Marker. Single
Marker digunakan untuk satu objek sedangkan Multi Marker digunakan untuk beberapa objek
yang berbeda. Tahapan terakhir adalah pengintegrasian objek dengan marker dengan melakukan
penyesuaian untuk setiap objek baik berupa Single Marker maupun Multi Marker. Dalam tahap
ini dapat dilakukan dengan menggunakan software penyedia layanan Augmented Reality seperti
ARToolkit, FlarToolkit, NyarToolkit, SlarToolkit, Qcar, Popcode, dan Vuforia.
Pembuatan marker digunakan dengan menggunakan website developer.vuforia.com
dengan cara mengunggah gambar kedalam website tersebut kemudian melakukan pengunduhan
hasil gambar yang diunggah kedalam ekstensi unity package. Setiap gambar akan diberikan
rating atau penilaian terhadap marker. Semakin tinggi penilaiannya, akan semakin mudah
marker terdeteksi terhadap smartphone.
Dalam pembuatan marker terdapat beberapa hal yang harus dilakukan terlebih dahulu
yaitu pendaftaran pada website vuforia.com, pembuatan license key, dan pembuatan database
target. Langkah-langkah yang akan dilakukan adalah; Lakukan pendaftaran pada website
vuforia.com serta isi seluruh biodata yang disediakan oleh vuforia.com. Setelah mendaftar,
dilanjutkan dengan pembuatan license key. Klik tab Develop, tab License Manager, dan klik Add
License Key, seperti gambar 7.
Gambar 7 Tampilan Add License
Isilah parameter yang dibutuhkan, setelah itu klik next serta confirm agar license key menjadi
aktif. Jika license key sudah aktif akan terlihat pada tab develop dan tab License Manager seperti
gambar 8. ManagerKlik Name License Key, setelah itu akan terbuka halaman yang berisi license
key untuk digunakan pada unity sehingga aplikasi AR dapat berjalan. Tampilan License Key
dapat dilihat pada gambar 9.
Gambar 8. Tampilan License
Gambar 9. Tampilan License Key
Buatlah database marker. Dengan menuju tab Develop, tab Target Manager kemudian klik Add
Database. Tampilan halaman target manager dapat dilihat pada gambar 10. Setelah itu, isilah
parameter dan klik create, sampai tercipta database.
Gambar 10. Tampilan Target Manager
Langkah setelah database terbentuk adalah dengan mengklik nama database dan klik add
target maka akan muncul window baru. Setelah itu, pilih tipe, file, lebar, dan nama dari marker
yang akan digunakan seperti gambar 11. Setelah berhasil, akan terdapat rating pada marker
seperti terlihat pada gambar 13 . Centanglah, kemudian Download Database untuk melakukan
unduhan. Pilih Unity Editor setelah muncul window baru dan klik Download.
Gambar 11. Tampilan Add Target Parameter
Pembuatan Aplikasi
Bahasa pemrograman yang digunakan pada aplikasi ini adalah C#, berikut langkah-
langkah untuk membuat project baru pada Unity 5.5.2f1 32 bit dan membuat scene menu utama :
Pertama, pilih tab project masukkan nama project tentukan direktori penyimpanan create.
Tampilan akan terlihat seperti gambar 14
Gambar 12. Membuat Project Baru
Setelah itu kita akan membuat menu utama dengan beberapa komponen yaitu canvas dan
image. Klik kanan pada bagian hierarchy pilih UI image, lalu masukkan image ke dalam
canvas dengan cara klik kanan pada canvas lalu pilih UI image. Gambar pembuatan Canvas
seperti gambar 15.
Gambar 12. Membuat Canvas
Setelah itu, masukkan background dengan terlebih dahulu memilih gambar yang
dinginkan. Pada gambar yang dipilih, ubah texture type menjadi Sprite (2D and UI) drag and
drop gambar tersebut kebagian hierarchy, ubah tab source image yang berada di sebelah kanan
layar, sepeti gambar 14.
Gambar 14. Memasukkan Background
Untuk memasukkan script pada button, pertama kita pilih button kemudian pada sisi
kanan layar terdapat pilihan add component script pada bagian onclick pilih runtime only
pilih class yang telah dibuat dalam script. Lihat gambar 15
Gambar 16. Mengaktifkan Fungsi Tombol
Ulangi langkah diatas untuk mengaktifkan fungsi tombol lainnya, dalam menu utama script yang
digunakan adalah menuku.cs
Gambar 17. Script Coding Button
Penerapan Objek Augmented Reality pada Aplikasi
Penerapan objek augmented reality pada unity 3D diawali dengan proses drag and drop
dari pemasukkan objek dan penerapan objek. Objek pada penulisan ini adalah otot dan rangka.
Diawali dengan memasukkan unitypackage kedalam unity dimana package tersebut adalah
package vuforia dan database marker. Dengan memilih Asset, Import Package, Custom
Package, akan muncul window baru seperti gambar 18 dan gambar 19
Gambar 18. Unity Package
Gambar 19. Importing Package
Selanjutnya, memasukkan ARCamera dan ImageTarget pada Assets, Vuforia, Prefabs
kedalam hierarchy. Setelah itu atur ARCamera yang terdapat pada hierarchy dari license key,
load data set story dan active. License key diisi dari developer-vuforia.com dengan license yang
telah dibuat sebelumnya. Langkah selanjutnya, masuk ke bagian script Database Load Behavior
dan centang Load Data Set Story dan Active. Saat dicetang, kamera akan mendeteksi adanya
marker. Hal ini dapat dilihat pada gambar 20.
Gambar 20. Pengaturan ARCamera
Atur ImageTarget dengan menggunakan marker yang telah diunggah ke website developer-
vuforia.com. Pengaturan pada script target behavior dengan mengubah Data Set dan Image
Target sebagai contoh disini adalah Rangka menjadi seperti gambar 21.
Gambar 21. Pengaturan Image Target
Selanjutnya, tambahkan objek. Drag objek yang ingin kita tampilkan, lalu drop pada bagian
Hierarchy, dan letakan sebagai child dari image target contoh disini rangka.
Gambar 22. Drag and Drop Objek
Sesuaikan masing-masing objek terhadap marker. Maka hasil akan seperti gambar 23
Gambar 23. Hasil Penggabungan Marker dan Objek Rangka dan Otot
Hasil Aplikasi Augmented Reality
Jika semua menu dari aplikasi Augmented Reality selesai dibuat, aplikasi tersebut
kemudian dimasukkan ke dalam smartphone berbasis Android. Untuk memasukkan aplikasi
yang dibuat ke dalam smartphone, pilih menu File yang ada pada menu bar, kemudian pilih
Build Setting. Gambar 24 merupakan gambar yang digunakan untuk memilih Build Setting.
Gambar 24. Proses Build Aplikasi
Saat proses Build dilakukan, setting untuk menampilkan tampilan landscape pada layar
smartphone dilakukan dengan cara klik Player Settings pada kotak dialog dan diteruskan dengan
memilih landscape left dan landscape right selanjutnya mulai proses build. Proses ini seperti
terlihat pada gambar 25.
Gambar 25. Setting Tampilan pada Android
Setelah proses build selesai, bukalah aplikasi Augmented Reality tersebut di smarphone
dengan cara memindahkan file apknya ke dalam smartphone. Setelah itu install aplikasi yang
sudah dipindahkan tersebut sebelumnya iemudian di dalam smartphone.
Gambar 28. Hasil Apk Berbasis Android
Hasil dari tampilan menu utama yaitu sesuai dengan rancangan tampilan menu utama
yang terdapat pada gambar 29, di mana terdapat 4 menu yaitu menu AR Kamera yang digunakan
untuk masuk ke dalam augmented reality, menu panduan yang digunakan untuk mengetahui
panduan aplikasi, menu tentang untuk mengetahui informasi tentang aplikasi, dan keluar yang
digunakan untuk keluar dari program.
Gambar 29. Tampilan Menu Utama
Model anatomi rangka dan otot akan muncul setelah pengguna mengarahkan kamera ke
marker. Akan ditampilkan model anatomi dan informasi singkat anatomi yang bisa dilihat pada
saat marker terdeteksi. Gambar 30 merupakan hasil tampilan scan model anatomi dan gambar 31
untuk informasi singkat model anatomi.
Gambar 30. Tampilan Objek Anatomi Rangka
Gambar 31. Tampilan Info anatomi rangka
Media belajar ini menyediakan fitur kuis untuk mengetahui apakah siswa sudah memahami
materi sistem otot dan sistem rangka dengan baik. Gambar 32 merupakan tampilan kuis pada
aplikasi.
Gambar 32. Tampilan Fitur Quiz
Tampilan informasi tentang panduan aplikasi akan ditampilkan seperti gambar 33
Gambar 33. Tampilan Fitur Panduan
Aplikasi yang telah selesai ini diuji pada 3 jenis smartphone yang mempunyai Versi
Operating System berbeda. Setelah dilakukan uji coba dengan menginstall file .apk pada
smartphone Xiaomi Redmi 4A dan Samsung Galaxy Alpha. Pada dua smartphone ini, aplikasi
ini berjalan dengan baik. Sedangkan pada smartphone IMO S50 hasil kurang begitu baik. Hal ini
disebabkan karena kamera pada HP ini kurang mendukung dan RAM yang terlalu kecil sehingga
membuat aplikasi berat saat dijalankan. Uji coba dapat dilihat pada tabel 1
Tabel 1. Tabel Uji Coba Aplikasi
Device Resolusi Versi Os Keterangan
Xiaomi Redmi 4A
5.0 inch 720 x 1080
pixels
6.0.1 (Marshmallow)
Berjalan
dengan baik
Samsung Galaxy
Alpha
5.0 inch 1080 x 1920
pixels
5.1.2 (Lolipop)
Berjalan
dengan baik
IMO S50
4.0 inch 480 x 800
pixels
4.4 (Kit Kat )
Berjalan
kurang baik
Analisis Pengujian
Analisis pengujian aplikasi dengan menggunakan 3 media smartphone, yang pertama
menggunakan xiaomi redmi 4A dengan resolusi 5.0 inch 720 x 1080 pixels dan versi sistem
operasinya 6.0.1 (Marshmallow) aplikasi berjalan dengan baik. Yang kedua menggunakan
Samsung Galaxy Alpha dengan resolusi 5.0 inch 1080 x 1920 pixels dan versi sistem operasinya
5.1 (Lolipop) aplikasi berjalan dengan baik. Yang ketiga menggunakan IMO S50 dengan resolusi
4.0 inch 480 x 800 pixels dan versi sistem operasinya 4.4 (Kit Kat), di smartphone ini aplikasi
berjalan kurang baik.. Dari ketiga smartphone yang diuji, hanya pada saat pengujian
menggunakan IMO S50 yang mengalami kendala.
Maka setelah dilakukan beberapa uji coba didapatkan minimum spesifikasi untuk
menggunakan aplikasi ini, antara lain RAM minimal 1GB dan memiliki camera dengan resolusi
yang tinggi yaitu minimal 5 mega pixels agar saat marker discan melalui camera tersebut lebih
terang dan model dapat terlihat dengan jelas.
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil analisa dan pembahasan pada bab sebelumnya, aplikasi ini dapat
berjalan dengan baik pada smartphone berbasis android. Aplikasi ini dilengkapi fitur penjelasan
tentang sistem rangka dan sistem otot pada manusia dan game interaktif di dalamnya.
Berdasarkan hasil uji coba yang di lakukan, penulis menyimpulkan bahwa aplikasi
edukasi sistem rangka dan sistem otot manusia ini dapat berjalan dengan baik, semua tampilan
dan menu pada aplikasi ini juga dapat berjalan dengan baik. Aplikasi ini dapat dijalankan pada
smartphone berbasis Android mulai dari versi 4.2. ke atas. Agar didapatkan performa yang
maksimal dari aplikasi, Android yang digunakan harus menggunakan sistem operasi Android
versi 4.2 (Jelly Bean). Kedepannya diharapkan agar aplikasi ini dapat dipakai di segala macam
perangkat termasuk yang bukan berbasis android.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Jacko, Julie A. (2003). Handbook of Research on Ubiquitous Computing Technology for
Real Time Enterprises. CRC Press. hlm. 459
[2] Azuma, Ronald T. 1997. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and
Virtual Environments 6
[3] Jorge Bacca "Augmented Reality Trends in Education: A Systematic Review of
Research," dalam jurnal Educational Technology & Society (2014)
[4] Ardhianto, Eka, Wiwien Hadikurniawati, dan Edy Winarno, 2012. Augmanted Reality
Objek 3 Dimensi dengan Perangkat ARToolkit dan Blender, Semarang: Jurnal Teknologi
Informasi Dinamik Vol. 17, No. 2: 107-117.
[5] Andre, Struktur Navigasi. http://www.andre.web.id/2014/05/struktur-navigasi.html. 2014.
Diakses 30 April 2018