Pembangunan Aplikasi Augmented reality Sistem Eksresi Pada Manusia Dengan Menggunakan Leap Motion

(1)

Skripsi

Semester Ganjil TA. 2015/2016

OLEH:

Destian Tidar 10109078

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknik Dan Ilmu Komputer

Universitas Komputer Indonesia

2016


(2)

iii Assalamu’alailkum Wr, Wb

Alhamdulillahirrobbil’alamiin, Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT

yang telah melimpahkan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulisan tugas akhir ini dapat

penulis selesaikan dengan judul “Pembangunan Aplikasi Augmented Reality dengan menggunakan Leap Motion”.

Selain itu tidak lupa pula penulis sampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis baik moril maupun materil, yaitu Kepada :

1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik.

2. Kedua orang tuaku tercinta atas kasih sayang, doa dan motivasinya.

3. Kakak tercinta Martin Tidar yang selalu memberikan doa dan dukungan untuk penulis.

4. Bapak Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto,. M.Sc. selaku rektor UNIKOM.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Denny Kurniadie, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM.

6. Bapak Irawan Afrianto,. S.T,.M.T, selaku ketua program studi teknik informatika sekaligus penguji 2 penulisan skripsi ini.

7. Bapak Irfan Maliki,. S.T,. M.Kom selaku pembimbing sekaligus penguji 1 dalam penulisan skripsi ini.

8. Bapak Angga setyadi,. S.Kom selaku penguji 3.

9. Ibu Dra. Tina Tatiana selaku pembimbing dan narasumber dari SMAN 1 Cicalengka yang menjadi tempat penelitian penulis.

10. Bapa Drs. Darodjatun selaku Humas dari SMAN 1 Cicalengka yang menjadi tempat penelitian penulis.


(3)

iv

suka dan duka, dan selalu memberikan bantuan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca demi untuk meningkatkan dan mengembangkan kualitas pengetahuan bagi semua, baik bagi penulis maupun pembaca. Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua. Amiin.

Wassalamu’alaikum Wr, Wb

Bandung, 20 Januari 2016


(4)

v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR SIMBOL ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Maksud dan Tujuan ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Metodologi Penelitian ... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 6

BAB 2 LANDASAN TEORI ... 9

2.1 Augmented Reality ... 9

2.1.1 Definisi Augmented Reality ... 9

2.1.2 Perkembangan Augmented Reality ... 10

2.1.3 Augmented Realiti dan Virtual Reality ... 11

2.1.4 Manfaat Teknologi Augmented Reality ... 13

2.2 Display Augmented Reality ... 17

2.2.1 Image Processing ... 22

2.2.2 Motion Tracking... 23

2.2.3 Gesture Understanding ... 24

2.3 Leap Motion ... 25

2.3.1 Fitur – fitur Leap Motion ... 26

2.3.2 Leap Motion SDK ... 27

2.4 Unified Modelling Language (UML) ... 29

2.4.1 Diagram UML ... 30


(5)

vi

2.6.1 Library Leap Motion pada Openspace3D ... 34

2.7 3D Studio Max 2010 ... 39

2.8 Sistem Eksresi ... 40

2.8.1 Ginjal ... 40

2.8.2 Kulit ... 42

2.8.3 Paru – Paru ... 44

2.8.4 Hati ... 44

2.9 Review Literatur ... 45

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN ... 49

3.1 Analisis ... 49

3.1.1 Analisis Masalah ... 49

3.1.2 Analisis Sistem ... 50

3.1.3 Deskripsi Sistem ... 50

3.1.4 Analisis Arsitektur Aplikasi ... 51

3.1.5 Analisis Augmented Reality ... 51

3.1.6 Analisis Marker ... 53

3.1.7 Analisis Leap Motion ... 56

3.1.8 Analisis Gesture Leap motion ... 59

3.1.9 Analisis Kebutuhan Non Fungsional ... 62

3.1.10 Analisis Perangkat Keras ... 62

3.1.11 Analisis Perangkat Lunak ... 63

3.1.12 Analisis Kebutuhan Pengguna ... 63

3.1.13 Analisis Kebutuhan Fungsional ... 63

3.1.14 Analisis Materi Sistem Eksresi pada Manusia ... 77

3.2 Perancangan ... 77

3.2.1 Perancangan Antarmuka ... 77


(6)

vii

4.2 Pengujian ... 87

4.2.1 Pengujian Alpha ... 87

4.2.2 Kasus dan Hasil Pengujian Alpha ... 88

4.2.3 Pengujian Beta ... 91

4.2.4 Kesimpulan Pengujian ... 98

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 101

5.1 Kesimpulan ... 101


(7)

[3] Ahmad, Usman. (2005), Pengolahan Citra Digital & Teknik Pemrograman. Graha Ilmu. Yogyakarta.

[4] Rusmono Yulianto, Pemanfaatan Leap Motion (Hand Motion Tracking) sebagai Pengganti Mouse dan Keyboard

[5] Madden, Lester. (2011), Professional Augmented Reality Browsers for Smartphones. [6] Kania Mira, Rekayasa Perangkat Lunak OOAD dengan UML(2). Modul Perkuliahan

Rekayasa Perangkat Lunak Teknik Informatika. Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

[7] Programming for junaio, Layar, and Wikitude, Wiley Publishing,Inc, United Kingdom. [8] Sugiyono. (2013), Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D (Cetakan ke-18),

Alfabeta, Bandung.

[9] Hidayatullah, Priyanto, M. Amarullah Akbar, Zaky Rahim, (2011), Animasi Pendidikan Menggunakan Flash, Informatika, Bandung

[10] Pranowo, Galih (2010), 3D Studio Max 2010 Dsara dan Aplikasi, Andi, Yogyakarta [11] www.openspace3d.com diakses pada tanggal 1 Desember 2015.

[12] www.leapmotion.com diakses tanggal 26 Desember 2015. [13] www.scolring.org diakses tanggal 30 Desember 2015.


(8)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sistem ekresi pada manusia merupakan materi mata pelajaran biologi tingkat Sekolah Menengah Atas kelas XI. Materi ini membahas tentang organ penyusun sistem ekresi, proses eksresi tiap organ dan penyakit – penyakit pada organ tubuh manusia. Menurut data yang didapat dengan wawancara kepada salah satu guru biologi di SMAN 1 Cicalengka Ibu Tina Tatiana, saat ini kurikulum yang berjalan di SMAN 1 Cicalengka adalah kurikulum 2013 dalam kurikulum 2013 ini memakai model pembelajaran Project Based Learning dimana pola pembelajaran dengan pendekatan saintifik (scientific approach) yaitu

pembelajaran yang terdiri atas kegiatan mengamati, merumuskan pertanyaan, dan mencoba atau mengumpulkan data dan menarik kesimpulan, untuk menunjang hal tersebut perlu adanya media pembelajaran yang interaktif untuk menarik siswa terhadap materi, tetapi ketersediaan alat peraga (torso) yang ada memiliki keterbatasan jumlah dan fungsinya, serta dalam model pembelajaran ini juga guru

ditekankan untuk menyediakan materi berbasis IT namun untuk menyediakan bahan ajaran berbasis IT ini guru kadang kesulitan untuk menyediakan bahan ajar, guru hanya menyampaikan materi tersebut dengan menggunakan slide presentasi saja sehingga para murid kurang aktif dalam kegiatan belajar mengajar.

Teknologi Augmented reality ini merupakan teknologi yang dapat menggabungkan antara objek buatan komputer dengan lingkungan dunia nyata.

Augmented reality meningkatkan persepsi user dan interaksinya dengan dunia nyata. Objek virtual menunjukan informasi yang user tidak dapat lihat secara langsung oleh indra penglihatannya. Informasi disampaikan oleh objek virtual untuk membantu user melakukan pekerjaan pada dunia nyata[1]. Augmented reality merupakan inovasi dari computer vision yang dapat menyajikan visualisasi dan animasi dari sebuah model objek. Diharapkan teknologi ini akan membantu guru dalam proses belajar mengajar dikelas, sehingga proses belajar mengajar menjadi lebih menarik dan ada interaksi siswa terhadap materi.


(9)

Untuk melakukan interaksi yang interaktif, sistem harus mampu mendeteksi dan menangkap pergerakan objek. Pada Penelitian ini, objek yang akan dideteksi dan dilakukan penelusuran adalah berupa telapak tangan. Pendeteksian telapak tangan diharapkan mampu menghubungkan dunia nyata dengan dunia virtual dalam sistem aungmented reality lebih realistis.

Leap Motion (Hand Motion tracking) merupakan istilah untuk perekaman gerakan tangan yang digunakan menjadi model digital dan merupakan perangkat tambahan yang dapat dihubungkan ke komputer dan kemudian dapat digunakan untuk menggantikan fungsi mouse maupun keyboard. Fungsi dari alat yang bernama Leap Motion ini, dapat membantu penggunanya mengendalikan atau menggantikan tugas mouse maupun keyboard pada komputer hanya dengan gerakan tangan dan jari.

Dari penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya, hand tracking atau pelacakan tangan di dalam sistem augmented reality ini hanya diimplementasikan untuk merotasi dan memindahkan atau menggerakkan objek dengan tangan yang sudah ditelusuri. Banyak permasalahan yang terjadi dalam suatu penelusuran diantaranya terjadi tabrakan antar objek, terdapat interferensi warna terhadap objek dan pencahayaan terhadap objek. Untuk menyelesaikan masalah ini handtracking menggunakan Leap Motion dibutuhkan untuk memberikan prediksi lokasi pasti serta gerakan-gerakan dari telapak tangan. Pada Penelitian ini akan implementasikan alat Leap Motion dalam pelacakan telapak tangan di dalam sistem augmented reality. Studi kasus yang digunakan adalah mengimplementasikan sistem Augmented Reality sistem ekresi pada manusia secara real time.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latarbelakang di atas, maka didapat perumusan masalah yaitu bagaimana pembangunan aplikasi Augmented reality sistem eksresi pada manusia menggunakan Leap Motion adalah:

1. Bagaimana cara membantu guru mata pelajaran biologi dalam menyajikan mata pelajaran sistem ekresi berbasis IT?


(10)

2. Bagaimana mengimplementasikan teknologi augmented reality pada materi sistem ekresi pada manusia?

3. Bagaimana mengimplementasikan alat Leap Motion sebagai alternatif lain pelacakan telapak tangan pada teknologi augmented reality agar lebih interaktif?

1.3 Maksud dan Tujuan

Berdasarkan permasalahan yang diteliti, maka maksud dari penulisan skripsi ini adalah Pembangunan Aplikasi Augmented reality Sistem Eksresi pada manusia dengan menggunakan Leap Motion.

Tujuan yang akan dicapai dalam Pembangunan aplikasi ini adalah:

1. Dapat membantu guru dalam menyajikan materi sistem ekresi pada manusia berbasis IT sehingga siswa lebih aktif dalam kegiatan belajar mengajar.

2. Pengimplementasian teknologi augmented reality pada pelajaran sistem ekresi pada manusia.

3. Memanfaatkan alat Leap Motion untuk mendeteksi input telapak tangan untuk diimplementasikan pada teknologi augmented reality agar lebih interaktif.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang akan dibahas pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Target pengguna adalah siswa kelas XI Sekolah Menengah Atas. 2. Sistem yang dibangun berbasis desktop

3. Animasi yang digunakan berupa animasi 3D organ – organ sistem ekresi pada manusia antara lain hati, ginjal, kulit dan paru - paru.

4. Menampilkan materi tentang penyakit dan kelainan – kelainan pada organ sistem ekresi.

5. Input pada sistem merupakan video dan yang diambil secara real-time

dengan menggunakan web-cam.

6. Teknologi augmented reality yang digunakan yaitu dengan mendeteksi


(11)

7. Metode dalam pelacakan telapak tangan dalam aplikasi ini adalah Hand Motion Tracking menggunakan alat Leap Motion.

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian sangat diperlukan untuk memecahkan masalah dalam penelitian. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif yaitu metode penelitian yang bertujuan untuk membuat deskripsi, gambaran atau lukisan secara sistematis, faktual dan akurat mengenai fakta-fakta, sifat serta hubungan antar fenomena yang diselidiki. Metodologi penelitian dalam skripsi ini meliputi metode pengumpulan data dan metode pembangunan perangkat lunak[8].

1. Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Studi Literatur

Studi literature adalah teknik pengumpulan data melalui buku-buku, jurnal, dan internet yang berkaitan dengan materi sistem ekresi pada manusia dan multimedia pembelajaran berbantuan komputer.

b. Wawancara

Teknik pengumpulan data dengan mengadakan Tanya jawab secara langsung dengan guru biologi yang berkompeten pada mata pelajaran biologi.

c. Observasi

Pengumpulan data dengan cara ini yaitu dengan melakukan pengamatan secara langsung ke SMAN 1 Cicalengka sehingga didapat data-data yang dibutuhkan.

2. Metode Pembangunan PerangkatLunak

Metode yang digunakan dalam pembuatan perangkat lunak menggunakan model waterfall. Model ini melakukan pendekatan melakukan pendekatan secara sistematis dan terurut, dimana tahap demi tahap yang akan dilalui harus menunggu selesainya tahap sebelumnya dan berjalan berurutan. Tahap dari model


(12)

Gambar 1.1 Model Waterfall

a. Analysis

Analysis merupakan tahap menganalisa hal-hal apa saja yang diperlukan dalam membuat aplikasi augmented realty ini. Hal-hal yang diperlukan adalah materi sistem ekresi pada manusia yang akan disajikan pada aplikasi dan menganalisis menu apa saja yang akan ada pada aplikasi yang akan dibangun. b. Design

Design adalah tahap setelah mengetahui materi apa saja yang akan disajikan pada aplikasi ini, maka hasil dari analisis tersebut diterjemahkan kebentuk yang sederhana yang mudah dimengerti oleh pengguna. Seperti membuat desain antarmuka aplikasi, alur kerja sistem, cara pengoprasian sistem,input dan output dalam aplikasi ini.

c. Coding

Coding adalah tahap setelah design selesai, maka hasil dari tahap design

diterjemahkan ke Bahasa pemrograman yang digunakan untuk membuat aplikasi pembelajaran ini, yaitu Bahasa pemrograman scol.

d. Testing

Testing adalah tahapan setelah aplikasi diimplementasikan ke dalam Bahasa pemrograman, maka aplikasi akan diujicoba kepada siswa kelas XI IPA. Pada tahap pengujian, siswa akan diberikan kuesioner yang bertujuan untuk mengetahui apakah tujuan pembangunan aplikasi ini telah tercapai.


(13)

e. Maintenance

Maintenance merupakan tahap akhir dimana aplikasi yang sudah selesai dapat mengalami perubahan-perubahan atau penambahan apabila tujuan dari pembangunan aplikasi pembelajaran ini belum tercapai.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini disusun untuk memberikan gambaran umum tentang penelitian yang dijalankan. Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini menerangkan secara umum mengenai latarbelakang permasalahan yang muncul, khusunya mengenai perumusan masalah, menentukan maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian, sistematika penulisan skripsi, serta literature review.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Membahas berbagai konsep dasar dan teori-teori yang berkaitan dengan topik penelitian yang dilakukan dan membahas mengenai gambaran umum mengenai tempat aplikasi yang akan dibangun diimplementasikan serta perangkat lunak yang melandasi pembangunan sistem dan hal-hal yang berguna dalam proses analisis permasalahan.

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

Bab yang berisi tentang kebutuhan perangkat lunak yang akan digunakan nanti, analisis sistem yang berjalan, analisis fungsionalitas sistem, analisis non-fungsionalitas, serta analisis basis data untuk mendefinisikan hal-hal yang diperlukan dalam tahapan pengembangan perangkat lunak.

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM

Bab ini menjelaskan implementasi dari perangkat lunak yang dibangun. Implementasi perangkat lunak dilakukan berdasarkan kebutuhan analisis dan perancangan perangkat lunak yang sudah dilakukan. Dari hasil implementasi kemudian dilakukan pengujian sistem berdasarkan pada analisis kebutuhan


(14)

perangkat lunak yang menjelaskan apakahs udah benar-benar sesuai dengan analisis dan perancangan yang telah dilakukan.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan yang diperoleh dari hasil implementasi dan pengujian aplikasi yang telah dibuat, serta saran-saran untuk pengembangan aplikasi ini selanjutnya.


(15)

(16)

9

BAB 2

LANDASAN TEORI

Untuk menerapkan teknologi Augmented Reality Sistem Eksresi pada manusia menggunakan alat Leap Motion dibutuhkan landasan teori yang dapat membantu dalam proses pembuatan aplikasi. Berikut beberapa teori yang digunakan dalam perancangan aplikasi ini :

2.1 Augmented Reality

2.1.1 Definisi Augmented Reality

Augmented reality (AR) atau dalam bahasa Indonesia disebut realitas tertambah adalah teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata lalu memproyeksikan 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.

Menurut definisi Ronald Azuma (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 antarbenda dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata [1].

Dalam perkembangannya saat ini augmented reality tidak hanya bersifat visual saja, tapi sudah dapat diaplikasikan untuk semua indera, termasuk pendengaran, sentuhan, dan penciuman. Selain digunakan dalam bidang-bidang seperti kesehatan, militer, industri manufaktur, augmented reality juga telah diaplikasikan dalam perangkat-perangkat yang digunakan orang banyak, seperti pada telepon genggam.


(17)

Ada banyak definisi dari augmented reality tetapi asumsi umum adalah bahwa augmented reality memungkinkan perspektif yang diperkaya dengan melapiskan objek virtual pada dunia nyata dengan cara yang mengajak penonton bahwa objek virtual adalah bagian dari lingkungan nyata. Oleh karena itu augmented reality adalah perpaduan antara dunia nyata dan dunia virtual, sebagaimana diilustrasikan oleh diagram terkenal

Reality-Virtuality Continuum.

Beberapa definisi augmented reality bersikeras objek virtual adalah jenis model 3D, tapi kebanyakan orang menerima definisi sederhana dimana dunia virtual terdiri dari objek 2D seperti teks, ikon, dan gambar. Ada ketidakjelasan dalam definisi lebih lanjut dimana konten multimedia (video atau audio) dan kemampuan pencarian visual dipromosikan sebagai aplikasi

augmented reality.

Dalam pembuatan AR menggunakan webcam sebagai perangkat untuk menangkap citra. Sebelum citra diubah ke dalam bentuk digital maka proses manipulasi citra digital tidak bisa dilakukan. Citra digital (f(x,y)) mempunyai dua unsur. Unsur yang pertama merupakan kekuatan sumber cahaya yang melingkupi pandangan kita terhadap objek (illumination). Unsur yang kedua merupakan besarnya cahaya yang direfleksikan olah objek ke dalam pandangan mata kita atau disebut juga reflectance components. Kedua unsur tersebut dituliskan sebagai fungsi i(x,y) dan r(x,y).

2.1.2 Perkembangan Augmented Reality

Penemuan tentang augmented reality (AR) berawal dari tahun 1957-1962. Seorang sinematografer, bernama Morton Heilig, menciptakan dan mempatenkan sebuah alat simulator yang disebut Sensorama dengan visual, getaran dan bau, kemudian tahun 1966, Ivan Sutherland menemukan

head-mounted display yang dia klaim adalah, jendela ke dunia virtual. Tahun 1975 ilmuwan bernama Myron Krueger menciptakan Videoplace yang memungkinkan pengguna, dapat berinteraksi dengan objek virtual untuk pertama kalinya. Tahun 1989, Jaron Lanier, memeperkenalkan


(18)

Virtual Reality kepada publik dan menciptakan bisnis komersial pertama kalinya. Tahun 1989, Jaron Lanier, memeperkenalkan Virtual Reality

kepada publik dan menciptakan bisnis komersial pertama kali di dunia maya, Tahun 1992 Augmented Reality dikembangkan untuk dapat melakukan perbaikan pada pesawat boeing, di tahun yang sama, LB Rosenberg mengembangkan Sistem Augmented Reality yang digunakan di Angkatan Udara AS yang disebut Virtual Fixtures, dan pada tahun 1992 juga, Steven Feiner, Blair Maclntyre dan dorée Seligmann, memperkenalkan untuk pertama kalinya Major Paper untuk perkembangan Prototype Augmented Reality.

Pada tahun 1999, Hirokazu Kato, mengembangkan ArToolkit di HITLab dan didemonstrasikan di SIGGRAPH, pada tahun 2000, Bruce H Thomas, mengembangkan ARQuake, sebuah Mobile Game Augmented Reality yang ditunjukkan di International Symposium on Wearable Computers.

Pada tahun 2008, Wikitude AR Travel Guide, memperkenalkan Android G1 Telephone yang berteknologi Augmented Reality, tahun 2009, Saqoosha memperkenalkan FLARToolkit yang merupakan perkembangan dari ArToolkit. FLARToolkit memungkinkan kita memasang teknologi

Augmented Reality disebuah website, karena output yang dihasilkan FLARToolkit berbentuk Flash.Ditahun yang sama, Wikitude Drive meluncurkan sistem navigasi berteknologi AR di Platform Android. Tahun 2010, Acrossair menggunakan teknologi Augmented Reality pada I-Phone 3GS [3].

2.1.3 Augmented Realiti dan Virtual Reality

Virtual reality adalah teknologi yang mencakup spektrum yang luas dari berbagai ide. Terdapat tiga poin penting dalam definisi virtual reality. Pertama, lingkungan virtual adalah sebuah adegan tiga dimensi yang dihasilkan komputer dan membutuhkan kinerja grafis yang tinggi oleh komputer untuk menghasilkan tingkatan yang memadai realisme. Poin


(19)

kedua adalah bahwa dunia maya bersifat interaktif. Seorang user membutuhkan respon real-time dari sistem untuk dapat berinteraksi dengannya secara efektif. Poin terakhir adalah bahwa user dibenamkan dalam lingkungan virtual. Salah satu tanda identifikasi dari sistem virtual reality adalah layar yang dipasang di kepala dan dipakai oleh user. User benar-benar tenggelam dalam dunia buatan dan terpisah sepenuhnya dari lingkungan nyata. Agar pengalaman ini terasa lebih realistis realistis, sistem virtual reality harus merasakan dengan akurat bagaimana user bergerak dan menentukan efek apa yang akan terjadi dalam adegan yang ditampilkan di layar.

Pembahasan di atas menyoroti persamaan dan perbedaan antara realitas virtual dan sistem augmented reality. Sebuah perbedaan yang sangat terlihat di antara kedua jenis sistem adalah immersiveness dari sistem. Virtual reality berusaha agar lingkungan benar-benar terasa nyata. Visual dan beberapa sistem aural dan proprioseptif indra berada di bawah kendali sistem. Sebaliknya, sistem augmented reality yang menambah adegan dunia nyata mengharuskan user mempertahankan rasa kehadiran di dunia itu. Gambar virtual digabung dengan tampilan yang nyata untuk menciptakan

tampilan tambahan. Harus ada mekanisme untuk

menggabungkankenyataan dan virtual yang tidak ada dalam

pekerjaan virtual reality lainnya.

Objek virtual yang dihasilkan komputer harus terdaftar secara akurat dengan dunia nyata di semua dimensi. Kesalahan dalam pendaftaran ini akan mencegah user dari melihat gambar nyata dan virtual menyatu. Pendaftaran yang benar juga harus dipertahankan sementara user bergerak sekitar dalam lingkungan nyata. Perbedaan atau perubahan dalam

pendaftaran akan menghasilkan efek beragam mulai dari

mengganggu user bekerja dengan pandangan tambahan menjadi lebih sulit, hingga mengganggu user secara fisik dan membuat sistem benar-benar tidak dapat digunakan. Sebuah sistem reality virtual immersive harus menjaga pendaftaran sehingga perubahan dalam adegan diberikan sesuai


(20)

dengan persepsi user. Setiap kesalahan di sini adalah konflik antara sistem visual dan kinestetik atau sistem proprioseptif. Hal ini akan memungkinkan user untuk menerima atau menyesuaikan diri dengan stimulus visual yang menimpa perbedaan dengan masukan dari sistem sensorik. Sebaliknya, kesalahan pendaftaran dalam sistem augmented reality adalah antara dua rangsangan visual yang berusaha kita padukan untuk melihatnya sebagai satu adegan.

Di dunia nyata dan lingkungan virtual berada di kedua ujung dalam kontinum ini dengan daerah tengah yang disebut Mixed Reality. Augmented reality terletak dekat garis akhir dari dunia nyatadengan persepsi dominan bawai dunia nyata ditambahkan dengan data komputer yang dihasilkan. Virtuality Augmented adalah istilah yang diciptakan oleh Milgram untuk mengidentifikasi sistem yang sebagian besar sintetis dengan beberapa citra dunia nyata ditambah seperti video tekstur pemetaan ke obyek virtual. Ini adalah perbedaan yang akan memudar seiring perkembangan teknologi yang lebih baik dan elemen virtual dalam adegan menjadi lebih sulit dibedakan dengan yang nyata, seperti terlihat pada gambar 2.1


(21)

2.1.4 Manfaat Teknologi Augmented Reality

Bidang-bidang yang pernah menerapkan teknologi AR adalah [4]: 1. Hiburan (entertainment), dunia hiburan membutuhkan AR

sebagai penunjang efek-efek yang akan dihasilkan oleh hiburan tersebut. Sebagai contoh, pada acara laporan cuaca dalam siaran televisi dimana wartawan ditampilkan berdiri di depan peta cuaca yang berubah. Dalam studio, wartawan tersebut sebenarnya berdiri di depan layar biru atau hijau. Pencitraan yang asli digabungkan dengan peta buatan komputer menggunakan teknik yang bernama chroma-keying.

Princeton Electronic Billboard telah mengembangkan sistem realitas tertambah yang memungkinkan lembaga penyiaran untuk memasukkan iklan ke dalam area tertentu gambar siaran, contohnya, ketika menyiarkan sebuah pertandingan sepak bola, sistem ini dapat menempatkan sebuah iklan sehingga terlihat pada tembok luar stadium.

2. Kedokteran (medical), salah satu bidang yang paling penting bagi sistem augmented reality. Contoh penggunaannya adalah pada pemeriksaan sebelum operasi, seperti CT Scan atau MRI, yang memberikan gambaran kepada ahli bedah mengenai anatomi internal pasien. Dari gambar-gambar ini kemudian pembedahan direncanakan. Augmented reality dapat diaplikasikan sehingga tim bedah dapat melihat data CT Scan atau MRI pada pasien saat pembedahan berlangsung. Penggunaan lain adalah untuk pencitraan ultrasonik, dimana teknisi ultrasonik dapat mengamati pencitraan fetus yang terletak di abdomen wanita hamil. 3. Manufaktur dan Reparasi, bidang lain dimana AR dapat

diaplikasikan adalah pemasangan, pemeliharaan, dan reparasi mesin-mesin berstruktur kompleks, seperti mesin mobil.


(22)

Instruksi-instruksi yang dibutuhkan dapat dimengerti dengan lebih mudah dengan AR, yaitu dengan menampilkan gambar-gambar 3D di atas peralatan yang nyata. Gambar-gambar-gambar ini menampilkan langkah-langkah yang harus dilakukan untuk menyelesaikannya dan cara melakukannya. Selain itu, gambar-gambar 3D ini juga dapat dianimasikan sehingga instruksi yang diberikan menjadi semakin jelas.

Beberapa peneliti dan perusahaan telah membuat beberapa prototipe di bidang ini. Perusahaan pesawat terbang Boeing sedang mengembangkan teknologi AR untuk membantu teknisi dalam membuat kerangka kawat yang membentuk sebagian dari sistem elektronik pesawat terbang. Kini, untuk membantu pembuatannya teknisi masih menggunakan papan-papan besar yang perlu disimpan dibeberapa gudang penyimpanan yang terpisah. Menyimpan instruksi-instruksi pembuatan kerangka kawat ini dalam bentuk elektronik dapat menghemat tempat dan biaya secara signifikan.

4. Pelatihan Militer, kalangan militer telah bertahun-tahun menggunakan tampilan dalam kokpit yang menampilkan informasi kepada pilot pada kaca pelindung kokpit atau kaca depan helm penerbangan mereka. Ini merupakan sebuah bentuk tampilan AR. SIMNET, sebuah sistem permainan simulasi perang, juga menggunakan teknologi AR. Dengan melengkapi anggota militer dengan tampilan kaca depan helm, aktivitas unit lain yang berpartisipasi dapat ditampilkan. Contohnya, seorang tentara yang menggunakan perlengkapan tersebut dapat melihat helikopter yang datang. Dalam peperangan, tampilan medan perang yang nyata dapat digabungkan dengan informasi catatan dan sorotan untuk memperlihatkan unit musuh yang tidak terlihat tanpa perlengkapan ini.


(23)

5. Navigasi Telepon Genggam, dalam kurun waktu beberapa tahun terakhir ini, telah banyak integrasi AR yang dimanfaatkan pada telepon genggam. Saat ini ada 3 Sistem Operasi telepon genggam besar yang secara langsung memberikan dukungan terhadap teknologi AR melalui tampilan pemrograman aplikasinya masing-masing. Untuk dapat menggunakan kamera sebagai sumber aliran data visual, maka Sistem Operasi tersebut mesti mendukung penggunaan kamera dalam modus preview.

AR adalah sebuah presentasi dasar dari aplikasi-aplikasi navigasi.Dengan menggunakan GPS maka aplikasi pada telepon genggam dapat mengetahui keberadaan penggunanya pada setiap waktu [5].

6. Otomotif, penggunaan dalam dunia otomotif sendiri saat ini adalah adanya tampilan 3D sebagai petunjuk jalan (seperti fungsi GPS). Dengan adanya tampilan 3D tersebut, sang pengemudi dapat mengetahui jarak dan rintangan yang ada disekitarnya dengan lebih akurat.

7. Pendidikan, dunia pendidikan biasanya berkutat dengan buku-buku yang penuh dengan tulisan-tulisan. Penggunaan

augmented reality dalam menampilkan pelajaran dapat mempermudah para siswa dalam mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan pelajaran tersebut. Untuk contoh, pada pelajaran Sejarah, siswa dapat mengetahui bagaimana terjadinya peristiwa-peristiwa penting di masa lampau.

8. Iklan, dalam dunia periklanan, hal yang paling dibutuhkan adalah sesuatu yang menarik, baru, dan berbeda daripada iklan produk yang lain. Dengan menggunakan teknologi

augmented reality, maka konsumen akan tertarik dengan produk yang ditawarkan. Selaint itu, memanfaatkan teknologi


(24)

inipun produk yang ditawarkan bisa dilihat konsumen secara nyata karena ditampilkan dalam bentuk 3D.

9. Commercial, secara komersial, augmented reality telah digunakan sebagai cara untuk menyajikan secara visual isi dari sebuah tender atau proposal bisnis. Sektor konstruksi menggunakan augmented reality untuk meninjau gambar arsitektur dalam lingkungan dunia nyata.

10. Website & Digital Marketing, dengan waktu berlama-lama rata-rata tujuh menit, keuntungan menggunakan augmented reality pada sebuah situs web sudah jelas. Konversi sales, download, bahkan total kunjungan halaman web meningkat selama waktu berlama-lama meningkat. Mampu secara fisik menunjukkan produk atau layanan anda dengan mudah melalui internet secara langsung akan meningkatkan penjualan.

2.2 Display Augmented Reality

Dari semua modalitas pada input sensorik manusia, penglihatan, suara, dan sentuhan adalah indera yang saat ini berlaku pada sistem AR. Dibagian ini terutama berfokus pada visual displays, namun aural (suara) displays dijelaskan secara singkat di bawah ini.

1. Aural Display (Suara)

Aplikasi aural display pada AR kebanyakan terbatas pada mono

(0-dimensi), stereo (1-dimensi), atau surround (2-dimensi) headphone dan loudspeaker. Tiga dimensi aural display yang sebenarnya saat ini ditemukan dalam simulasi yang lebih mendalam dari lingkungan virtual

atau masih dalam tahap percobaan.

Haptic audio mengacu pada suara yang dirasakan daripada didengar dan telah digunakan pada perangkat konsumen seperti headphone Turtle Beach untuk meningkatkan rasa pengaruh dan kenyataan, tetapi juga untuk meningkatkan antarmuka pengguna misalnya mobile phone. Perkembangan terakhir di area ini disajikan dalam workshop seperti


(25)

workshop internasional Haptic Audio Visual Environments dan Haptic and Audio Interaction Design [8].

2. Visual Display

Pada dasarnya ada tiga cara untuk menyajikan secara visual sebuah AR. Paling dekat dengan virtual reality (VR) adalah video see-through, dimana lingkungan virtual digantikan oleh sebuah video feed realitas dan augmented reality (AR) dilapisi atas gambar digital. Cara lain yang mencakup pendekatan Sutherland adalah optical see-through

dan meninggalkan persepsi dunia nyata tetapi menampilkan hanya hamparan AR melalui cermin dan kamera. Pendekatan ketiga adalah memproyeksikan hamparan AR ke objek nyata itu sendiri sehingga menghasilkan tampilan proyektif.

3. Video See-Through

Selain menjadi yang termurah dan termudah dalam implementasi, teknik display ini menawarkan keuntungan sebagai berikut. Sejak realitas di-digital-kan, ini menjadi lebih mudah untuk dimediasikan atau menghapus objek dari kenyataan. Ini termasuk menghapus dan mengganti marker fiducial atau penampung dengan objek-objek virtual. Dan juga, brightness dan contrast dari objek virtual dicocokkan dengan mudah dengan lingkungan nyata. Mengevaluasi kondisi cahaya dari suasana luar ruangan yang statis adalah penting ketika konten yang dihasilkan komputer telah berbaur halus.

Gambar digital memungkinkan pelacakan gerakan kepala untuk registrasi yang lebih baik. Ini juga menjadi mungkin untuk mencocokkan persepsi delay dari yang nyata dan yang virtual. Kekurangan video see-through termasuk resolusi rendah realitas, field-of-view yang terbatas (meskipun bisa dengan mudah ditingkatkan), dan disorientasi pengguna karena paralaks (eye-offset) karena posisi kamera pada jarak dari lokasi mata pengamat, menyebabkan upaya penyesuaian yang signifikan bagi pengamat. Masalah ini dipecahkan di laboratorium mixed reality dengan menyelaraskan video capture. Kelemahan terakhir adalah jarak fokus dari


(26)

teknik yang cocok pada kebanyakan tipe display, menyediakan akomodasi poor-eye. Beberapa pengaturan head-mounted bagaimanapun bisa menggerakkan display (atau lensa di depannya) untuk melingkupi jarak 0,25 meter hingga tidak terbatas dalam 0,3 detik. Seperti masalah paralaks, biocular display (dimana kedua mata melihat gambar yang sama) karena secara signifikan lebih tidak nyaman daripada monocular

atau binocular display, keduanya dalam ketegangan dan kelelahan mata. 4. Optical See-Through

Teknik optical see-through dengan beam-splitting holographic optical elements (HOEs) dapat diterapkan pada head-worndisplay, hend-held display, dan pengaturan spatial dimana hamparan AR tercermin baik dari layar planar atau melalui layar curve. Display ini tidak hanya meninggalkan resolusi dunia nyata utuh, mereka juga memiliki keuntungan menjadi lebih murah, lebih aman, dan bebas paralaks (tidak ada eye-offset karena posisi kamera). Teknik optikal lebih aman karena pengguna masih dapat melihat saat power fails, membuat teknik ini ideal untuk tujuan militer dan medis. Namun, perangkat input lainnya seperti kamera diperlukan untuk interaksi dan registrasi. Dan juga, menggabungkan objek virtual secara holografik melalui cermin dan lensa transparan menciptakan kerugian yaitu berkurangnya kecerahan dan kontras kedua gambar dan persepsi dunia nyata, membuat teknik ini kurang cocok untuk digunakan di luar ruangan.Semua field of view yang penting terbatas untuk teknik ini dan dapat menyebabkan clipping

gambar virtual pada ujung cermin atau lensa.Akhirnya,occlusion (saling menutupi) or mediation dari objek nyata menjadi sulit karena cahaya mereka selalu bergabung dengan gambar virtual.Kiyowaka dkk memecahkan masalah ini untuk head-worn display dengan menambahkan lapisan buram menggunakan panel LCD dengan pixel yang memburamkan area menjadi tertutupi.

Virtual retina displays atau retinal scanning displays (RSDs) memecahkan masalah brightness dan field-of-view yang rendah pada


(27)

(head-worn) optical see-through display. Sebuah laser berdaya rendah menarik gambar virtual langsung ke retina yang menghasilkan brightness yang tinggi dan field-of-view yang luas. Kualitas RSD tidak dibatasi oleh ukuran pixel tetapi hanya oleh difraksi dan penyimpangan (diffraction and abberrations) pada sumber cahaya, sehingga memungkinkan resolusi yang (sangat) tinggi. Bersama dengan konsumsi daya yang rendah display ini sangat cocok untuk penggunaan luar ruangan.

5. Projective

Alat display ini memiliki keuntungan tidak memerlukan eye-wear

khusus sehingga mengakomodasikan mata pengguna selama fokus, dan bisa menutupi permukaan yang besar untuk sebuiah field-of-view yang luas. Permukaan proyeksi dapat berkisar dari datar, dinding berwarna datar, hingga model skala kompleks.

Zhou dkk mendaftarkan beberapa pikoproyektor yang ringan dan rendah konsumsi daya untuk integrasi yang lebih baik. Namun, seperti optical see-through displays, perangkat input lainnya dibutuhkan untuk (tidak langsung) interaksi. Dan juga, proyektor harus dikalibrasi setiap kali lingkungan atau jarakke permukaan proyeksi berubah. Untungnya, kalibrasi dapat diotomatiskan menggunakan kamera pada contohnya sebuah cave automatic virtual environment(CAVE) berdinding banyak dengan permukaan tidak teratur. Selain itu, jenis display ini terbatas pada pnggunaan dalam ruangan (indoor) karena brighness dan kontras yang rendah dari gambar yang diproyeksikan. Oklusi atau mediasi objek juga cukup lemah, tapi untuk head-worn proyektor ini dapat ditingkatkan dengan menutupi permukaan dengan material retro-reflective. Objek dan instrumen yang tercakup dalam material ini akan mencerminkan proyeksi langsung menuju sumber cahaya yang dekat dengan mata pengamat, sehingga tidak mengganggu proyeksi.


(28)

6. Display Positioning

Display AR dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori berdasarkan pada posisi mereka diantara pengamat dan lingkungan nyata, yaitu head-worn, hand-held, dan spatial.

Gambar 2.2 Teknik dan posisi visual display [2]

7. Head-worn

Visual display yang dilekatkan pada kepala termasuk

video/optical see-through HMD (head-mounted display), virtual retinal display (VRD), dan head-mounted projective display (HMPD). Cakmakci dan Rolland [9] memberikan sebuah detil review terakhir dari teknologi head-worn display. Kelemahan saat ini dari head-worn displays adalah kenyataan bahwa merekaharus terhubung ke komputer grafis seperti laptop yang membatasi mobilitas karena terbatasnya daya baterai. Daya baterai dapat diperpanjang dengan memindahkan perhitungan ke lokasi yang jauh (clouds) dan menyediakan koneksi (wireless) menggunakan standar seperti IEEE 802.11 atau BlueTooth. 8. Hand-held

Kategori ini termasuk video/optical see-through genggam serta proyektor genggam. Meskipun kategori display ini lebih besar dari head-worn display, saat ini merupakan kinerja terbaik untuk memperkenalkan AR ke pasar karena biaya produksi yang rendah dan mudah digunakan. Misalnya, video see-through genggam AR bertindak sebagai kacamata pembesar mungkin didasarkan pada produk konsumen yang ada sepeti


(29)

telepon genggam (Gambar 2.4a) yang menunjukkan objek 3D, atau

personal digital assistant (PDA) (Gambar 2.3) dengan misalnya informasi navigasi.

Gambar 2.3 Hand-held video see-through display 9. Spatial

Kategori terakhir display AR adalah ditempatkan secara statis di dalam lingkungan dan termasuk video see-through display berbasis layar,

spatial optical see-through display, dan projective display. Teknik ini baik untuk presentasi dan pameran besar dengan interaksi terbatas. Cara awal membuat AR adalah didasarkan pada layar konvensional (komputer atau televisi) yang menunjukkan hasil tangkapan kamera dengan hamparan AR. Teknik ini sekarang sedang diterapkan di dunia televisi olahraga dimana lingkungan seperti kolam renang dan trek balapan didefinisikan dengan baik dan mudah untuk ditambahkan. Head-up displays (HUDs) di kokpit militer adalah bentuk dari spatial optical see-throughdan menjadi sebuah tambahan standar untuk mobil produksi untuk memproyeksikan arah navigasi di kaca depan mobil. Sudut pandang pengguna relatif terhadap hamparan AR hampir tidak berubah dalam kasusu ini karena ruang terbatas. Spatial see-through display dapat bagaimanapun muncul sejajar ketika pengguna bergerak di ruang terbuka, misalnya saat hamparan AR disajikan pada sebuah layar transparan.


(30)

2.2.1 Image Processing

Citra (image) adalah istilah lain untuk gambar sebagai salah satu komponen multimedia memegang peranan sangat penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi. Maksudnya sebuah gambar dapat memberikan informasi lebih banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk teks.

Pengolahan gambar digital atau Digital Image Processing adalah bidang yang berkembang sangat pesat sejalan dengan kemajuan teknologi pada industri saat ini. Fungsi utama dari Digital Image Processing adalah untuk memperbaiki kualitas dari gambar sehingga gambar dapat dilihat lebih jelas tanpa ada ketegangan pada mata, karena informasi penting diekstrak dari gambar yang dihasilkan harus jelas sehingga didapatkan hasil yang terbaik.

Image processing adalah bidang tersendiri yang sudah cukup berkembang sejak orang mengerti bahwa computer tidak hanya dapat menangani data teks, tetapi juga ada citra [2]. Teknik-teknik pengolahan citra biasanya digunakan untuk melakukan transformasi dari suatu citra kepada citra yang lain, sementara tugas perbaikan informasi terletak pada manusia melalui penyusunan algoritmanya. Bidang ini meliputi penajaman citra, penonjolan fitur tertentu dari suatu citra, kompresi citra dan koreksi citra yang tidak fokus atau kabur. Sebaliknya, sistem visual menggunakan citra sebagai masukan tetapi menghasilkan keluaran jenis lain seperti representasi dari kontur objek di dalam citra, atau menghasilkan gerakan dari suatu peralatan mekanis yang terintegrasi dengan sistem visual.

Berkat adanya mata sebagai indera penglihatan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, manusia dapat melakukan banyak hal dengan lebih mudah. Berbagai aktifitas seperti berjalan, mengambil sesuatu benda, menulis, apalagi membaca buku, menjadi sangat mudah dilakukan bila melibatkan fungsi mata. Peristiwa melihat yang begitu sederhana bagi kita dalam kehidupan sehari-hari ternyata melibatkan banyak proses dan aliran


(31)

data yang besar. Dengan menggunakan sifat-sifat seperti halnya mata, maka hal di atas dapat diaplikasikan dalam perangkat keras pengolahan citra seperti webcam, handycam, camera digital, scanner, dan lain-lain.

Gambar 2.4 Blok Diagram Image Processing 2.2.2 Motion Tracking

Motion Tracking Adalah istilah yang digunakan untuk mendeskripsikan perekaman gerakan dan pengertian gerakan tersebut menjadi model digital. Motion tracking disimulasi sebagai alat analisis photogrammetric dalam penelitian biomechanics pada tahun 1970-an dan 1980-an, serta meluas ke ranah edukasi, latihan, olahraga, dan baru saja ke ranah animasi komputer untuk televisi, sinema, dan video games. Istilah

Hand Motion Tracking merupakan salah satu istilah untuk salah satu implementasi teknik trackingand motion, dimana proses tracking dilakukan pada objek tangan manusia, Hand tracking dapat di implementasikan dalam banyak hal dan bidang, seperti dapat digunakan untuk mengenal bahasa isyarat, dan dapat dipakai menjadi teknik interaksi antara manusia dan komputer berbasis visi dan lain sebagainya. Tangan manusia adalah sebuah struktur mekanik kompleks yang terdiri atas beberapa segmen tulang, ligame-ligamen yang menghubungkan antar segmen tulang secara leluasa, otot-otot yang berperan sebagai motor gerak, tendon yang berperan untuk menghubungkan otot dengan tulang, dan kulit serta saraf-saraf halus yang menyelubungi otot dan tulang. Tulang-tulang saling terhubung pada pesendian dan tidak berubah ukurannya. Otot-otot menghasilkan tenaga


(32)

penggerak dan menggerakkan sendi-sendi. Berdasarkan tipe gerakan dan rotasi yang mungkin dilakukan, sendi-sendi pada tangan manusia dapat diklasifikasikan sebagai flexion, twist, directive, atau spherical. Contoh sendi bertipe flexion dengan 1 DOF adalah lutut dan siku, sedangkan contoh sendi bertipe twist dengan 1 DOF adalah sendi pronation dari lengan bawah. Gerakan direktif dari sendi dengan 2 DOF menghasilkan gerakan flexion dengan arah lebih dari 2. Sendi spherical, sebagaimana pada sendi bahu, memiliki 3 DOF dan dapat melakukan gerakan directive dan twist secara simultan [4].

2.2.3 Gesture Understanding

Interaksi dan komunikasi Manusia dengan mesin melalui penggunaan gesture dapat menjadi salah satu cara untuk meningkatkan kenyamanan dalam proses interaksi antara manusia dengan mesin, terlebih lagi bila model interaksi yang disajikan berbasis ruang 3 dimensi. Gesture understanding untuk model gerakan tangan dapat dikelompokkan menjadi 2 definisi umum, yang pertama gerakan gesture (tangan) sebagai representasi pergerakan tokoh dalam permainan, kedua adalah gesture sebagai pengontrol dan pengguna terhadap sebuah aplikasi / sistem. Sebagai contohnya ketika seseorang ingin memulai sebuah sistem atau aplikasi dengan menggunakan mouse atau keyborad, proses ini dapat digantikan dalam gerakan gesture yang memberikan arti yang sama, salah satu contohnya adalah penggunaan Tapgesture, swipe gesture dan lain sebagainya. sehingga hal ini tergantung pada definisi yang diterapkan pada sebuah sistem. Model Interaksi gesture dapat dibagi menjadi dua kelompok, yakni :

a) Model interaksi gesture berdasarkan pola bentuk gesture, dimana sistem bekerja dengan menangkap gambar dan mengenali gesture dari identifikasi bentuk, salah satu contohnya pada gesture berdasarkan pola tangan dimana pendeteksian gerakan tangan dengan pola tangan yang ditangkap oleh leap motion controller sesuai dengan pola gerakan tangan pengguna.


(33)

b) Pola gerakan gesture, dimana sebuah gesture ditangkap dengan membaca sinyal yang dibangkitkan dari sensor yang telah terpasang, salah satu contohnya dideskripsikan pada gesture berdasarkan gerakan dimana gerakan tangan pengguna dibaca berdasarkan arah dan pola gerakannya.

2.3 Leap Motion

Leap Motion Controller adalah alat sensor perangkat keras komputer yang mendukung gerakan tangan dan jari sebagai masukan, yang dapat disamakan fungsinya seperti mouse, namun tidak membutuhkan kontak langsung dengan tangan atau sentuhan. Leap Motion Controller terkadang juga disingkat menjadi Leap Motion. Namun, pengertian Leap Motion dapat juga berarti perusahaan Leap Motion yang mengeluarkan Leap Motion Controller. Maka dari itu alat yang berupa sensor gerak tangan ini seterusnya akan disebut dengan Leap Motion Controller. Leap Motion Controller merupakan sebuah alat yang menarik. Dikarenakan bentuknya yang kecil, alat ini dapat dengan mudah diletakkan di permukaan meja maupun laptop atau keyboard. Selain diletakkan di atas meja dengan menghadap ke atas (table-mounted), alat ini juga bisa diletakkan di atas kepala (headmounted) menghadap depan maupun bawah dengan bantuan alat tertentu seperti Oculus Rift. Meskipun diletakkan di berbagai sisi dan dan menghadap ke berbagai arah, Leap Motion Controller dalam keadaan tetapnya akan menghasilkan posisi tangan yang sejajar dengan tubuh pengguna pada tampilan antarmuka.


(34)

Sebagai alat sensor, Leap Motion Controller memiliki beberapa alat di dalamnya untuk mengamati. Alat-alat tersebut berupa kamera IR monokromatik dan tiga inframerah LED. Dengan alat-alat tersebut, Leap Motion Controller mampu mengamati gerakan tangan yang dalam jangkauan berbentuk hemisphere dengan radius sejauh 1 meter seperti yang terdapat pada Gambar 2.6. Jarak jangkauan ini nantinya akan membuat wilayah seperti kotak yang disesuaikan dengan layar. Jarak jangkauan ini sendiri bisa dibentuk menjadi sebuah kelas bernama InteractionBox dalam antarmuka pemrograman aplikasinya. Selain InteractionBox, juga terdapat kelas-kelas lainnya yang digunakan dalam antarmuka pemrograman aplikasi, khususnya dalam pembuatan sistem yang menggunakan Leap Motion Controller

Gambar 2.6 Jarak Deteksi Leap Motion 2.3.1 Fitur – fitur Leap Motion

Awalnya, Leap Motion Controller hanya dapat mengamati gerakan dan citra tangan secara menyeluruh, tanpa memperhatikan bagian-bagian tangan secara detail. Setelah beberapa perkembangan, Leap Motion Controller akhirnya mampu mengamati hal-hal yang lebih detail pada bagian tangan seperti ruas tangan, kiri atau kanan, skala genggaman tangan, dan sebagainya. Perkembangan ini disebut dengan Skeletal Tracking atau disebut juga dengan V2.


(35)

Adapun fitur-fitur yang terdapat pada Leap Motion Controller dengan Skeletal Tracking yang dimilikinya berdasarkan Leap Motion (2015) antara lain sebagai berikut :

1. Hand Model: model tangan yang digunakan setelah dikembangkannya V2 memberikan informasi yang lebih lengkap. Posisi ruas jari berserta perputaran engselnya lebih dapat diakses dan konsisten.

2. Data Confidence: fitur ini mendeteksi ketika tangan sulit untuk diamati oleh Leap Motion Controller. Jika salah satu tangan mendekati pinggiran layar atau saling menutup satu sama lain, nilai fitur ini akan turun dari satu hingga nol.

3. Left or Right: pengamatan menandai tangan yang terdapat pada layar apakah kiri atau kanan.

4. Finger Type: pengamatan mendukung tangan dengan komposisi lima jari yang dapat diambil nilai posisi dan rotasinya masing-masing. 5. Bone Positions: fitur ini mengembalikan nilai posisi dan rotasi dari

masing-masing tulang yang terdapat pada telapak jangan dan jari.

2.3.2 Leap Motion SDK

Leap Motion SDK adalah sebuah pustaka (library) yang dibuat oleh Leap Motion Inc. untuk pengembangan aplikasi perangkat lunak yang menggunakan Leap Motion sebagai alat masukan utamanya. Leap Motion

SDK ini ditulis dalam banyak bahasa yaitu Phyton, C#, C++, JavaScript, Objective-C, dan Java [4]. Dengan menggunakan pustaka yang disediakan oleh Leap Motion Inc. ini maka fitur-fitur gesture yang akan dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut:


(36)

Tabel 2.1 Fitur – fitur gesture pada Leap motion Gesture

pada Leap Motion

Keterangan Gambar

Pinch fitur ini mendukung gerakan jari yang bersentuhan dengan jari lainnya

Unpinch Fitur ini adalah gerakan memisahkan antara 2 jari yang bersentuhan

Grab fitur ini mengindikasikan

seberapa mirip tangan

dengan kondisi

menggenggam.

ungrab Fitur ini mengindikasikan sikap pola tangan dari

kondisi awal

menggenggam hingga


(37)

Swipe

kanan

Fitur ini mengindasikan pola gerakan mengayunkan telapak tangan dari kiri kea rah kanan

Swipe kiri Fitur ini mengindasikan pola gerakan mengayunkan telapak tangan dari kanan kea arah kiri

circle Fitur ini mengindikasikan membuat pola gerakan melingkar menggunakan jari

Tap Fitur ini melakukan pola

gerakan tangan maju

dengan cara menekan jari kedepan. Sebuah gerakan tap gesture pada layar dapat di deteksi pada satu ujung

jari dengan cara

menggerakkan jari untuk

maju kedepan dan

kemudian kembali posisi aslinya

2.4 Unified Modelling Language (UML)

Unified Modelling Language (UML) adalah sebuah "bahasa" yg telah menjadi standar dalam industri untuk visualisasi, merancang dan mendokumentasikan sistem piranti lunak.UML menawarkan sebuah standar untuk merancang model sebuah sistem.


(38)

Dengan menggunakan UML kita dapat membuat model untuk semua jenis aplikasi piranti lunak, dimana aplikasi tersebut dapat berjalan pada piranti keras, sistem operasi dan jaringan apapun, serta ditulis dalam bahasa pemrograman apapun. Tetapi karena UML juga menggunakan class dan operation dalam konsep dasarnya, maka ia lebih cocok untuk penulisan piranti lunak dalam bahasa-bahasa berorientasi objek seperti C++, Java, C# atau VB.NET. Walaupun demikian, UML tetap dapat digunakan untuk modeling aplikasi prosedural dalam VB atau C.

Seperti bahasa-bahasa lainnya, UML mendefinisikan notasi dan syntax/semantik. Notasi UML merupakan sekumpulan bentuk khusus untuk menggambarkan berbagai diagram piranti lunak. Setiap bentuk memilikimakna tertentu, dan UML syntax mendefinisikan bagaimana bentuk-bentuk tersebut dapat dikombinasikan. Notasi UML terutama diturunkan dari tiga notasi yang telah ada sebelumnya: Grady Booch OOD (Object-Oriented Design), Jim Rumbaugh OMT (Object Modeling Technique), dan Ivar Jacobson OOSE (Object-Oriented Software Engineering). [6].

2.4.1 Diagram UML

UML menyediakan 10 macam diagram untuk memodelkan aplikasi berorientasi objek, yaitu:

1. Use Case Diagram untuk memodelkan proses bisnis.

2. Conceptual Diagram untuk memodelkan konsep-konsep yang ada di dalam aplikasi.

3. Sequence Diagram untuk memodelkan pengiriman pesan (message)

4. antar objek.

5. Collaboration Diagram untuk memodelkan interaksi antar objek. 6. State Diagram untuk memodelkan perilaku objek di dalam

sistem.

7. Activity Diagram untuk memodelkan perilaku userdan objek di dalam sistem.


(39)

8. Class Diagram untuk memodelkan struktur kelas. 9. Objek Diagram untuk memodelkan struktur objek.

10. Component Diagram untuk memodelkan komponen objek. 11. Deployment Diagram untuk memodelkan distribusi aplikasi.

Berikut akan dijelaskan 4 macam diagram yang paling sering digunakan dalam pembangunan aplikasi berorientasi objek, yaitu use case diagram, sequence diagram, collaboration diagram, dan class diagram.

2.4.2 Use case Diagram

Use case diagram adalah gambaran graphical dari beberapa atau semua actor, use-case dan interaksi diantara komponen-komponen tersebut yang memperkenalkan suatu sistem yang akan dibangun. Use-case diagram

menjelaskan manfaat suatu sistem jika dilihat menurut pandangan orang yang berada di luar sistem. Diagram ini menunjukkan fungsionalitas suatu sistem atau kelas dan bagaimana sistem tersebut berinteraksi dengan dunia luar.

Use-case diagram dapat digunakan selama proses analisis untuk menangkap requirement system dan untuk memahami bagaimana sistem seharusnya bekerja. Selama tahap desain, use-case diagram berperan untuk menetapkan perilaku sistem saat diimplementasikan. Dalam sebuah model mungkin terdapat satu atau beberapa use-case diagram. Kebutuhan atau

requirement system adalah fungsionalitas apa yang harus disediakan oleh sistem kemudian didokumentasikan pada model use-case yang menggambarkan fungsi sistme yang diharapkan, dan yang mengelilinginya, serta hubungan antara actor dengan use-case itu sendi

2.4.3 Squence Diagram

Sequence diagram adalah suatu diagram yang menggambarkan interaksi antar objek dan mengindikasikan komunikasi diantara objek-objek tersebut. Diagram ini juga menunjukkan serangkaian pesan yang dipertukarkan oleh objek-objek yang melakukan suatu tugas atau aksi tertentu. Objek-objek tersebut kemudian diurutkan dari kiri ke kanan, aktor yang menginisiasi interaksi biasanya ditaruh di paling kiri dari diagram.


(40)

Dimensi vertikal merepresentasikan waktu. Bagian paling atas dari diagram menjadi titik awal dan waktu berjalan ke bawah sampai dengan bagian dasar dari diagram. Garis vertical, disebut lifeline, dilekatkan pada setiap obyek atau aktor. Kemudian, lifeline tersebut digambarkan menjadi kotak ketika

obyek melakukan suatu operasi, kotak tersebut

disebut activationbox. Obyek dikatakan mempunyai live activation pada saat tersebut. Pesan yang dipertukarkan antar obyek digambarkan sebagai sebuah anak panah antara activation box pengirim dan penerima. Kemudian diatasnya diberikan label pesan.

2.4.4 Class Diagram

Class diagram adalah alat perancangan terbaik untuk tim pengembang. Diagram tersebut membantu pengembang mendapatkan struktur sistem sebelum kode ditulis, dan membantu untuk memastikan bahwa sistem adalah desain terbaik.

Class diagram digunakan untuk menampilkan kelas-kelas dan paket-paket di dalam system. Class diagram memberikan gambaran system secara statis dan relasi antar mereka. Biasanya, dibuat beberapa class diagram untuk sistem tunggal. Beberapa diagram akan menampilkan subset dari kelas-kelas dan relasinya. Dapat dibuat beberapa diagram sesuai dengan yang diinginkan untuk mendapatkan gambaran lengkap terhadap system yang dibangun.

2.4.5 Library

Library adalah tempat dimana kita menyimpan dan mengelola symbol yang dibuat dalam Flast, seperti juga file-file yang diimpor, termasuk gambar bitmap, soud file, dan video klip. Panel library memberikan kita kebebasan untuk mengelola banyak item kedalam folder-folder, melihat beberapa sering sebuah item digunakan dalam dokumen, dan menyortir item berdasarkan tipenya.


(41)

2.5 OpenSpace 3D

Openspace3D adalah sebuah editor atau scenemanageropen source. Openspace3D dapat membuat aplikasi game/simulasi 3D secara mudah tanpa terlibat secara langsung dengan programming.Openspace3D bersifat sebagai sebuah scene manager dan editor dalam pengaturan scene. User

hanya perlu memasukan resource yang dibutuhkan seperti grafik 3D dalam bentuk mesh ogre, material, texture dan multimedia lainnya mencakup audio dan video.Untuk menghindari pemrograman yang sulit, OpenSpace3D menyediakan sebuah hubungan relasional antar objek yang terdiri dari plugin yang cukup lengkap dalam membuat suatu aplikasi 3D baik simulasi,

augmented reality atau game dan masih banyak lagi fitur yang di sediakan oleh aplikasi Openspace3D ini [9].

Aplikasi OpenSpace3D ini berbasiskan bahasa pemrograman SCOL, yang merupakan bahasa pemrograman yang berasal dari Perancis dan baru-baru ini dikembangkan. OpenSpace3D menggunakan graphic engine OGRE 3D yang mempunyai komunitas cukup banyak tapi tidak di Indonesia.Kelemahan OpenSpace3D adalah output-nya yang tidak kompatibel, untuk menjalankan aplikasi, diharuskan menginstal SCOLVOY@GER, yaitu sebuah runtime dari SCOL [11]. Ada alasan mengapa harus menginstal Scol, karena sebenarnya Openspace3D ditujukan untuk browser, jadi aplikasi atau simulasi yang dibuat bisa ditampilkan dalam suatu website pribadi, meskipun demikian pada versi terbaru dari OpenSpace3D telah menyediakan fasilitas untuk membuat file eksekusi sehingga menjadi sebuah aplikasi stand alone untuk Windows. Kelebihan lainnya dari OpenSpace3D adalah kompatibilitas dengan file multimedia lainnya seperti Video Youtube, Chatting, Mp3, Wav, SWF dan lain-lain. OpenSpace3D juga mendukung input controller dari joypad, keyboard, mouse, Wii Nintendo joystick, dan juga voice controller.


(42)

2.6 SCOL language

Aplikasi OpenSpace 3D ini berbasiskan language programing SCOL, mungkin belum banyak yang mendengar Scol, bahasa pemrograman ini berasal dari Prancis dan baru-baru ini dikembangkan. OpenSpace 3D menggunakan graphic engine OGRE 3D yang mempunyai komunitas cukup banyak tapi tidak di Indonesia. Seperti aplikasi Java, dimana kita harus menginstal jdk/jre untuk menjalankan aplikasi Java. Tapi ada alasan kenapa kita harus menginstal Scol, karena sebenarnya OpenSpace 3D ditujukan untuk browser, jadi aplikasi/simmulasi yang kita buat bisa ditampilkan dalam suatu website pribadi. Kelebihan lainnya dari OpenSpace 3D adalah kompatibilitas dengan file multimedia lainnya seperti video Youtube, chatting, mp3, wav, swf dll. bahkan openspace 3D juga mendukung input controller dari joypad, keyboard, mouse, Wii Nintendo, dan juga voice controller.

2.6.1 Library Leap Motion pada Openspace3D

Dalam penelitian ini digunakan alat Leap Motion yang mengembangkan beberapa fitur pelacakan tangan. Terdapat library yang digunakan pada editor Openspace3D menggunakan bahasa pemograman SCOL. diperlukan beberapa library yang di gunakan untuk menghubungkan antara sistem yang dibangun dengan library Leap motion. Library yang perlu dipakai kedalam sistem adalah sebagai berikut :

1._CRleapMotionDevice : Fungsi ini membuat objek LeapMotion

fun [Chn fun [ObjLeapMotion u0] u1 u0 fun [ObjLeapMotion u2] u3 u2] ObjLeapMotion

 Chn : a channel

 fun [ObjLeapMotion u0] u1 : callback "connected" event

 u0 : an user parameter

 fun [ObjLeapMotion u2] u3 : callback "disconnected" event

 u2 : an user parameter

Return : ObjLeapMotion the new Scol object or NIL if an error occurs


(43)

2._DsleapMotionDevice : Fungsi ini menghilangkan objek

LeapMotion

3. _GetLeapMotionHand : Fungsi ini mendapatkan posisi dan orientasi tangan pada LeapMotion

4._GetLeapMotionHandExt : Fungsi ini mendapatkan

posisi,orientasi, arah, keadaan normal tangan pada LeapMotion

fun [ObjLeapMotion] I

 ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object to destroy

Return : I 0 or NIL if an error occurs

fun [ObjLeapMotion I I] [[F F F] [F F F] [F F F]]  ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object

 I : the hand index

 I : 1 for optimized position

Return : [[F F F] [F F F] [F F F]] the position, orientation (pitch yaw roll) and velocity or NIL if an error occurs.

fun [ObjLeapMotion I I] [[F F F] [F F F] [F F F] [F F F] [F F F] F]

 ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object

 I : the hand index

 I : 1 for optimized position

Return : [[F F F] [F F F] [F F F] [F F F] [F F F] F] the position, orientation (pitch yaw roll), velocity, direction, normal and


(44)

5._GetLeapMotionTool : Fungsi ini Mendapat posisi alat , orientasi dan kecepatan alat LeapMotion

6._GetLeapMotionHandFingers : Fungsi ini mendapatkan sensor data jari dari tangan

7._GetLeapMotionHandFingersWithJoints : Fungsi ini mendapatkan data jari dengan posisi sendi jari dari tangan

fun [ObjLeapMotion I I] [[F F F] [F F F] [F F F]]  ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object

 I : the hand index

 I : 1 for optimized position

Return : [[F F F] [F F F] [F F F]] the position, orientation (pitch yaw roll) and velocity or NIL if an error occurs.

fun [ObjLeapMotion I I] [[[F F F] [F F F] [F F] I] r1]  ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object

 I : the hand index

 I : 1 for optimized position

Return : [[[F F F] [F F F] [F F] I] r1] the list of fingers position, orientation, screen pos and id or NIL if an error occurs

fun [ObjLeapMotion I I] [[[F F F] [F F F] [F F] [[F F F] r1] I] r1]

 ObjLeapMotion : a Leapmotion Scol object

 I : the hand index

 I : 1 for optimized position

Return : [[[F F F] [F F F] [F F] [[F F F] r1] I] r1] list of fingers position, orientation, screen pos, joints positions list and id or NIL if an error occurs.


(1)

computer and can then be used to replace the mouse and keyboard. The function of a tool called Leap Motion, can help users to control or replace the mouse and keyboard tasks on a computer just by the movement of hands and fingers. Leap Motion tracking tool in the palm of the hand in the augmented reality system. The case study is used to implement Augmented Reality system ekresi system in humans in real time Using the Tools Leap Motion as interksi users to be more interactive.

1.1 Augmented Reality

Augmented reality (AR) or in Indonesian called augmented reality is a technology that combines the virtual object and the two-dimensional or three-dimensional into a real environment and then projecting the virtual objects in real time. Virtual objects function displays information that can not be accepted by humans directly. This makes augmented reality useful as a tool to help its perception of and interaction with the real world. Information displayed by virtual objects helps users carry out activities in the real world. By definition Ronald Azuma (1997), there are three principles of augmented reality. The first is augmented reality are merging real and virtual world, the second run interactively in real-time (realtime), and the third contained antarbenda integration in three dimensions, namely integrated virtual objects in the real world [3].In the current development of augmented reality is not only visually only, but it can be applied to all the senses, including hearing, touch, and smell. Besides being used in fields such as medical, military, industrial manufacturing, augmented reality has also been applied in devices that people use a lot, such as on mobile phones. There are many definitions of augmented reality but the general assumption is that augmented reality allows perspective enriched by superimposing virtual objects in the real world in a way that invites the audience that the virtual object is part of the real environment. Therefore, augmented reality is a fusion between the real world and the virtual world, as illustrated by the famous diagram Reality-Virtuality Continuum.

Some definitions insist augmented reality virtual object is a type of 3D models, but most people accept the simple definition in which the virtual world is composed of 2D objects such as text, icons, and images. There is a lack of clarity in the definition of further wherein multimedia content (video or audio) and visual search capabilities is promoted as an augmented reality application. In making the AR using a webcam as a device to capture the image. Before the image is converted into digital form, the digital image manipulation process can not be done. Digital image (f (x, y)) has

two elements. The first element is a power source of light that surrounds our view of objects (illumination). The second element is the amount of light that is reflected if the object into our eyes or also called reflectance components. Both elements are written as a function i (x, y) and r (x, y) [2]. 1.2 Motion Tracking

Motion Tracking is a term used to describe the movement recording and understanding these movements into digital models. Motion tracking is simulated as a photogrammetric analysis tools in Biomechanics research in the 1970s and 1980s, and extends into the realm of education, training, sports, and just to the realm of computer animation for television, cinema, and video games. The term Hand Motion Tracking is one term for one implementation techniques tracking and motion, where the tracking process is done on the object by human hands, Hand tracking can be implemented in many ways and fields, such as may be used to recognize sign language and can be used to be a technique the interaction between humans and computer-based vision and so forth. The human hand is a mechanical structure complex consisting of several segments of bone, ligame-ligaments that connect between segments of bone freely, the muscles that act as the motor motion, the tendons that act to connect muscles to bones, and skin, and nerves are fine which envelops the muscles and bones. The bones are connected on pesendian and does not change its size. The muscles produce propulsion and move the joints. Based on the type of motion and rotation possible, the joints in the human hand can be classified as flexion, twist, directive, or spherical. Examples of joint flexion type with 1 DOF is the knees and elbows, while examples of type joints twist with 1 DOF is a joint pronation of the forearm. Movement of the joint directive by 2 DOF produce flexion movement in the direction of more than 2. Joints spherical, as in the shoulder joint, has 3 DOF and can make a move and twist simultaneously Directive [4].

1.3 Gesture Understanding

Human interaction and communication with the machine through the use of gesture may be one way to increase comfort in the process of interaction between man and machine, especially when the interaction model is presented based on 3-dimensional space. Gesture understanding to model the movement of the hand can be grouped into two general definition, the first movement of gesture (hand) as the representation of the movement of a character in the game, the second is the gesture as a controller and users of the application / system. For example, when someone wants to start a system or application by using the mouse or keyborad, this process can be replaced in a gesture motion that


(2)

gives the same meaning, one example is the use of Tapgesture, swipe gesture, and so forth. so it depends on which definition is applied to a system. Model Interaction gesture can be divided into two groups, namely: a) The model of interaction gesture-based patterns shape gesture, where the system works by capturing an image and recognize the gesture of identification forms, one example on the gesture by hand pattern in which the detection of hand gestures with hand pattern captured by leap motion controller in accordance with the pattern of movement of the user's hands , Movement patterns gesture, a gesture which was captured by reading the signal generated from sensors that have been installed, one example is described in which the movement of gesture based user hand motions read based on the direction and movement patterns. 1.4 OpenSpace 3D

Openspace3D is an editor or manager open source scene. Openspace3D can create applications games / 3D simulation easily without engaging directly with programming. Openspace3D act as a scene manager and editor in setting the scene. Users only need to enter the required resource such as 3D graphics in the form of an ogre mesh, material, texture and other multimedia including audio and video. To avoid difficult programming, OpenSpace3D provide a relational relationships between objects consisting of plugins that are complete enough to make a good 3D simulation applications, augmented reality or game and many more features that are provided by this Openspace3D applications [2].

This application is based OpenSpace3D Scol programming language, which is a programming language that comes from France and has recently developed. OpenSpace3D using OGRE 3D graphics engine that has quite a lot of the community but not in Indonesia. OpenSpace3D weakness is his output are not compatible, to run the application, are required to install SCOLVOY @ GER, which is a runtime of Scol [11]. There is a reason why you should install Scol, because actually Openspace3D devoted to the browser, so applications or simulations created can be displayed on a personal website, though the latest version of OpenSpace3D been providing facilities to create an executable file so that it becomes an app stand alone for Windows. Another plus of OpenSpace3D is compatibility with other multimedia files such as Youtube Video, Chat, Mp3, Wav, SWF and others. OpenSpace3D also supports input from the joypad controller, keyboard, mouse, joystick Nintendo Wii, and also voice controller [7].

1.5 Leap Motion

Leap Motion Controller is a computer hardware sensor device that supports the movement of the hand and fingers as input, which can be likened to function like a mouse, but does not require direct contact with hands or touch. Leap Motion Controller sometimes abbreviated to Leap Motion. However, the definition of Leap Motion can also mean the company that issued the Leap Motion Leap Motion Controller. Thus the form of a motion sensor device that is the next hand will be called Leap Motion Controller. Leap Motion Controller is an interesting tool. Due to their small size, these tools can be easily placed on the desktop or laptop or keyboard. In addition put on the table face-up (table-mounted), this tool can also be placed at the top of the head (headmounted) overlooking the front and bottom with the help of specific tools such as the Oculus Rift. Though placed in different side and and facing different directions, Leap Motion Controller will result in a permanent state of hand position parallel to the body of the user at the user interface. 1.5.1 Features Leap Motion

Initially, Leap Motion Controller can only observe the movement and the image of the hand as a whole, without regard to the parts of the hand in detail. After several development, Leap Motion Controller has finally been able to observe things more detail in the hand like a vertebra hand, left or right, the scale of the hand grip, and so forth. This development is called Skeletal Tracking also called V2. As for the features contained in Leap Motion Controller with Skeletal Tracking owned by Leap Motion (2015) are as follows: 1. Hand Model: hand model used after the development of V2 provides more complete information. The position of the hinge knuckles along turnover is more accessible and consistent. 2. Confidence Data: this feature detects when a hand is difficult to be observed by Leap Motion Controller. If one hand closer to the periphery of the screen or close to each other, the value of this feature will be dropped from one to zero. 3. Left or Right: observations mark the hand located on the screen whether the left or right. 4. Finger Type: observation supports the hand with five fingers composition that can be taken the value of the position and rotation of each. 5. Bone Positions: This feature returns the value of the position and rotation of each bone found on the palm and fingers do.

2. Research Content

Applications created a program to detect a marker while displaying a three-dimensional object . Objects created the organs associated with the human excretory system , so that users can interact directly with virtual objects in the real world are


(3)

presented with Leap Motion to control it as a medium of interaction.

2.1 Analysis Design Applications

The system will be built an augmented reality system using Leap Motion , how the design process from initial application initialization , take pictures , take the hand movements until the process of rendering 3D objects and control .

Image 3 Flow diagram

Information:

1. Initialization

This stage meruapakan where the hardware will detect the availability of devices needed ( Leap Motion ) and camera . 2. Leap Motion took a hand gesture

At this stage , leap motion will detect movements through the tracking area . 3. Tracking Hand

After the leap motion capture movements that pass through its tracking area , then the next stage of the leap motion will mentracking or recognize the right hand and left hand for defining gesture given / diperintahan by the user .

4. The camera takes pictures

At this stage , the camera will capture the image directly from the real world . 5. Tracking marker

This stage of the marke tracking system used then matched with a marker that is in the database .

6. View and control the 3D object Once the marker is detected will dimuculkan 3D objects and can be controlled by hand using Leap Motion 2.2 Analysis Marker

Marker is a very important part . Design marker should not be done haphazardly , there are rules that must be met in designing a marker .

Marker supplied in OpenSpace3D 1.1.0 software amounted to 1024 in total starting from marker to marker number numbers 0 to 1023, from markers that have been used in the design of applications

that Marker id with the numbers 0, 1 , 2 , 3 , and 5 , marker- the marker can be saved as an image file with the extension .bmp or .jpg file, it is stored is to open (double -click ) one by one PlugIT AR marker , and press the Save button located next to the image marker after it put all the image files in one folder to facilitate search those files .

2.3 Multi Marker

Multi marker is a marker -based tracking technique that uses two or more markers to manipulate an object . This is one way interaction to manipulate virtual objects that seemed to be in the real world . In the multi- marker system will be implemented techniques to reduce the amount of position error that occurs by means of 3D objects relate with many markers . This can be done by specifying a reference point of some markers that are detected . This technique can reduce the error value system position if the majority of marker is not detected or the process of tracking its unstable .

At this stage , will look for a model with a multi- marker parameter settings such as :

a. number marker b. The size marker

c. The distance between marker

The implementation of multi marker has two types: static and dynamic . Static markers used for tracking objects dynamic cameras and other markers used to manipulate objects .

2.4 Analysis Functional Requirement

Analysis of functional requirements is modeled using UML ( Unified Modeling Language ) . Where the stages of the design is done in building applications based learning multimedia presentation augmented reality for the circulatory system include a Use Case Diagram , Class Diagram , Sequence Diagram and Activity Diagram.

a. Use Case Diagram

Use Case Diagram is a model for the behavior (behavior ) information system that will be created . Use case describes an interaction between one or more actors with the information system will be made [ 10 ] .

Here is the design of the processes contained in the application -based learning multimedia presentation augmented reality for the human excretory system to make use of Leap Motion , which is illustrated with Use Case Diagram that can be seen below :


(4)

Image 4 Use Case Diagram a. Activity Diagram

Activity diagram or Activity diagram illustrates the workflow ( workflow ) or activity of a system or business process [ 8 ] . Depictions activity diagram resemblance to the flowchart diagram . Activity diagrams model the events that occur in the Use Case and used for modeling the dynamic aspects of the system.

Image 5 Activity Diagram AR application

b. Class Diagram

The class diagram or class diagram illustrates the structure of the system in terms of defining the classes are made to establish a system [10]. Here is the design of the system structure contained in the application AR excretory system in humans are depicted with Class Diagram that can be seen on the next page .

Image 6 Class Diagram AR application excretory system

c. Sequence Diagram

Sequence diagrams or sequence diagrams describe the behavior of objects in use case by describing the life time of the object and the message that is sent and received between objects [ 8 ] .

Image 7

Sequence diagram AR application

2.5 Designing Interfaces

The designs are made in the form of a desktop -based application that is easy to use by the user , as well as the application of information generated can be understood by users . Interface design aims to provide an overview of the application. Three-dimensional object is an object to be displayed on a marker that can be viewed by the user with the help of a webcam and can dikonrol ole Leap Motion.

Image 8 Interface Application AR Circulatory System

2.6 Implementasi Antarmuka

At this stage, the application interface design results into applications built using software that has been described in section software implementation, listed in the figure below and to the interface can then be viewed on :


(5)

Image 9 Tampilan Antarmuka Menu Utama

3.

Closing

Based on the results of research , analysis , system design and implementation as well as testing , we concluded that : 1. In accordance with the results of interviews and questionnaire of Augmented Reality Application materials ekresi system in humans , this application can petrify teachers in teaching and learning. 2. In this application of Augmented Reality technology can be implemented on learning materials ekresi system in humans . 3. In this application and Augmented Reality technology Leap Motion technology coupled to and implemented on human ekresi system materials.

4.

Bibliography

[1] [1] Ronald T Azuma, "A Survey of Augmented Reality," 1997.

[2] Irnaningtyas. 2014. Biologi. Jakarta; Penerbit Erlangga

[3] Ahmad, Usman. (2005), Pengolahan Citra Digital & Teknik Pemrograman. Graha Ilmu. Yogyakarta.

[4] Rusmono Yulianto, Pemanfaatan Leap Motion (Hand Motion Tracking) sebagai Pengganti Mouse dan Keyboard

[5] Madden, Lester. (2011), Professional Augmented Reality Browsers for Smartphones.

[6] Kania Mira, Rekayasa Perangkat Lunak OOAD dengan UML(2). Modul Perkuliahan Rekayasa Perangkat Lunak Teknik Informatika. Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

[7] Programming for junaio, Layar, and Wikitude, Wiley Publishing,Inc, United Kingdom.

[8] Sugiyono. (2013), Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D (Cetakan ke-18), Alfabeta, Bandung.

[9] Hidayatullah, Priyanto, M. Amarullah Akbar, Zaky Rahim, (2011), Animasi Pendidikan Menggunakan Flash, Informatika, Bandung

[10] Pranowo, Galih (2010), 3D Studio Max 2010 Dsara dan Aplikasi, Andi, Yogyakarta

[11] www.openspace3d.com diakses pada tanggal 1 Desember 2015.

[12] www.leapmotion.com diakses tanggal 26 Desember 2015.

[13] www.scolring.org diakses tanggal 30 Desember 2015.


(6)