Implementasi Virtual Reality Berbasis Surround Screen Projection Pada Aplikasi Informasi Alat Pemantau Cuaca BMKG
Vol. 2, No. 10, Oktober 2018, hlm. 3353-3359 http://j-ptiik.ub.ac.id
Implementasi Virtual Reality Berbasis Surround Screen Projection Pada
Aplikasi Informasi Alat Pemantau Cuaca BMKG
1 2 3 Irfan Noor Agdhian , Adam Hendra Brata , Wibisono Sukmo WardhonoProgram Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
1
2
3 Email: irfan.agdhian@gmail.com, adam@ub.ac.id, wibiwardhono@ub.ac.id
Abstrak
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dalam melakukan kegiatan peramalan cuaca, iklim dan kebumian dengan menggunakan alat-alat pemantau cuaca. Akses yang terbatas terhadap alat- alat pemantau cuaca menyebabkan tidak semua orang dapat mengetahui nama, fungsi dan cara kerja dari alat yang digunakan. Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dibuatlah aplikasi virtual reality (VR) BMKG berbasis surround screen projection. Aplikasi ini mensimulasikan taman alat pemantau cuaca BMKG beserta alat-alat pemantau cuaca. Pengumpulan data dilakukan dengan observasi alat pemantau cuaca pada stasiun BMKG, untuk mengumpulkan foto sebagai referensi pembuatan obyek 3D dan penjelasan alat sebagai referensi pembuatan audio narasi. Obyek 3D dan audio narasi lalu dijadikan satu dalam sebuah environment virtual reality (VR) dan diimplementasikan ke aplikasi Android. Pengujian usability dari aplikasi ini mendapat jangkauan nilai dari Baik sampai Sangat Baik dan tingkat kesuksesan menjalankan tugas mendapat jangkauan nilai 80-100%. Pengujian performa menunjukkan nilai frame rate dengan jangkauan 35-56 fps. Sedangkan, pengujian white box dan black box membuktikan aplikasi ini telah sesuai dengan proses perancangan yang dilakukan. Dapat disimpulkan bahwa aplikasi VR BMKG mampu menambah wawasan dan mempermudah akses masyarakat terhadap informasi cuaca, iklim dan kebumian terutama terhadap alat-alat pemantau cuaca yang dimiliki BMKG.
Kata kunci : virtual reality, surround screen projection, usability, Android, alat pemantau cuaca, BMKG
Abstract
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) in conducting weather forecast, climate and
earth activities using weather monitoring equipments. Due to weather monitoring equipment limited
access, means that not everyone can know the names, functions, and how the equipment works. Based
on these problem, the development on the surround screen projection based virtual reality (VR)
application, began. This application simulates the environment of monitoring equipment park which
include the 3D objects of weather monitoring equipments. The data was collected by observing the
weather monitoring equipments on BMKG station, to collect the photograph as reference for making
3D object and explanation of the equipments as reference for making narrative audio. 3D objects and
narrative audio that has been created then gathered in a virtual reality (VR) environment and
implemented into the form of Android applications. Usability testing from this application gets a range
values from Good to Very Good and also the level of success in performing the task gets a range of 80-
100%. Performance tests show frame rate values with range of 35-56 fps. Meanwhile, white box and
black box testing prove this application has been in accordance with the design process. It can be
concluded that VR BMKG application can add more insight and give a comfortable access to weather,
climate and earth information especially on weather monitoring equipments owned by BMKG.
Keywords : virtual reality, surround screen projection, usability, Android, weather monitoring equipments,
BMKGyang berdiri sejak 1866 dan bertugas 1.
PENDAHULUAN melakukan pengamatan iklim, cuaca dan
kegempaan di Indonesia. Untuk membantu Badan Meteorologi Klimatologi dan kegiatan pengamatan, BMKG dibantu oleh
Geofisika (BMKG) adalah lembaga pemerintah peralatan pemantau cuaca yang ditempatkan
Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya
3353 pada stasiun BMKG di seluruh Indonesia (BMKG, 2017). Alat-alat pemantau cuaca seperti barometer, anemometer dan hydrometer ditempatkan jauh dari jangkauan masyarakat umum dan di daerah terbuka yang cukup luas.
Penempatan alat pemantau cuaca jauh dari jangkaun masyarakat umum bertujuan untuk menjaga hasil bacaan alat (BMKG, 2008). Terbatasnya akses alat pemantau cuaca maka dibutuhkan media interaktif untuk mensimulasikan alat pemantau cuaca.
environment yang digunakan merupakan dunia nyata.
Metodologi yang digunakan dalam penelitian aplikasi VR BMKG dijelaskan pada Gambar 1.
3. METODOLOGI
2 .
, sedangkan untuk taman alat di bidang pertanian berukuran 40 x 20 m
2
Alat pemantau cuaca adalah alat yang digunakan dalam kegiatan pengamatan cuaca oleh BMKG. Peran alat pemantau cuaca sangat vital, sehingga peletakan alat dipastikan terbebas dari jangkauan masyarakat umum dan hewan liar. Jumlah alat pemantau cuaca di setiap taman alat yang terdapat di stasiun BMKG disesuaikan dengan kebutuhan dari kegiatan pengamatan cuaca di daerah tersebut. Luas taman alat meteorologi dan penerbangan berukuran 20 x 15 m
2.3 Alat Pemantau Cuaca BMKG
menembakkan proyeksi yang dihasilkan komputer pada sebidang layar yang diletakkan mengelilingi pengguna, sehingga pengguna merasa seperti berada di dalam lingkungan virtual (Cruz-Neira, 1993).
Automatic Virtual Environment dengan cara
(VR) dilakukan pada perangkat CAVE
surround screen projection pada virtual reality
Surround Screen Projection adalah teknik proyeksi yang ditembakkan komputer pada layar yang mengelilingi pengguna. Penerapan teknik
2.2 Surround Screen Projection
, yang membedakan dari kedua teknologi ini adalah environment yang digunakan. Environment pada teknologi VR sepenuhnya merupakan environment virtual, sedangkan pada teknologi augmented reality,
Penggunaan teknologi virtual reality (VR) dalam mensimulasikan lingkungan dunia nyata memberikan keunggulan pengalaman interaksi yang berbeda dan memudahkan pengamatan obyek dari jarak yang beragam (Pantelidis, 2010). Teknologi VR juga membantu penggunanya memahami informasi dari obyek yang telah direduksi dari ukuran sebenarnya (Winn, 1993). Selain keunggulan teknologi VR, faktor jumlah pengguna yang mencapai 170 juta orang di tahun 2018 menambah potensi teknologi
Virtual reality memiliki keterkaitan dengan augmented reality
virtualisasi dunia nyata ke dalam dunia sintetis yang dibatasi oleh peraturan seperti peraturan pemerintahan, waktu dan gravitasi (Milgram, 1994). Pengguna seakan-akan berinteraksi dengan dunia nyata, meskipun interaksi yang sedang terjadi berada di dalam dunia virtual.
2.1 Virtual Reality (VR) Virtual reality (VR) adalah teknologi
3D alat pemantau cuaca beserta audio narasi mulai dikembangkan. Aplikasi VR BMKG diharapkan mampu memudahkan pengguna untuk memahami nama, kegunaan dan cara kerja dari alat pemantau cuaca tanpa perlu mengakses secara langsung taman alat pemantau cuaca BMKG.
VR dalam mensimulasikan lingkungan nyata ke dalam lingkungan virtual, maka penelitian mengenai aplikasi VR BMKG yang menampilkan obyek
diterapkan untuk visualisasi simulasi alat pemantau cuaca BMKG. Berdasarkan permasalahan keterbatasan akses alat pemantau cuaca BMKG dan keunggulan teknologi
projection
lebih tajam dan berwarna. Selain itu pengguna juga mendapatkan pengalaman visual yang lebih luas dan lega ketika surround screen
projection mampu memberikan tampilan yang
cara menembakkan proyeksi ke layar yang mengelilingi pengguna (Cruz-Neira, 1992). Keunggulan teknik proyeksi surround screen
projection . Teknik proyeksi ini bekerja dengan
Teknologi VR memiliki beragam Teknik proyeksi, salah satunya adalah surround screen
VR dalam mensimulasikan lingkungan nyata ke dalam dunia virtual (Kzero, 2014).
2. LANDASAN KEPUSTAKAAN
Gambar 1. Alur Metodologi Penelitian
Penelitian aplikasi VR BMKG dimulai dari studi pustaka, lalu memasuki fase analisis kebutuhan dengan melakukan pengumpulan data untuk fase perancangan aplikasi. Setelah aplikasi dirancang, obyek 3D dan audio narasi selesai dibuat, berlanjut pada fase implementasi. Obyek 3D dan audio narasi digabungkan dengan skrip pemrograman menggunakan engine Unity ke dalam bentuk aplikasi Android. Fase pengujian dan analisis dilakukan untuk mengetahui apakah aplikasi yang telah dibuat telah sesuai dengan perancangan aplikasi. Fase terakhir adalah kesimpulan dari keseluruhan proses penelitian aplikasi yang telah dilakukan.
IMPLEMENTASI
Perancangan dan implementasi dari aplikasi
VR BMKG dimulai dengan analisis kebutuhan yang berkaitan dengan proses pembangunan aplikasi. Tabel 1 menjelaskan mengenai daftar kebutuhan sistem. Sedangkan proses implementasi yang dilakukan adalah pembuatan antarmuka dari obyek 3D dan audio narasi yang telah dibuat pada fase perancangan. Obyek 3D dan audio kemudian digabungkan dengan skrip pemrograman menggunakan engine Unity.
Tabel 1. Analisis Kebutuhan Aplikasi VR BMKG
Tahap proses implementasi antarmuka aplikasi yang berisi obyek 3D di dalam lingkungan virtual dari aplikasi VR BMKG dijelaskan pada Gambar 2 sampai Gambar 4.
Gambar 2. Tampilan Implementasi Antarmuka Menu
Tampilan antarmuka menu pada Gambar 2 berisi dua pilihan menu yaitu menu “Mulai” dan “Tentang”. Jika pengguna memilih menu “Mulai” maka akan ditampilkan obyek 3D alat pemantau cuaca, sedangkan menu “Tentang” menampilkan profil pengembang aplikasi.
4. PERANCANGAN DAN
Gambar 3. Tampilan Implementasi Antarmuka Obyek 3D Alat Pemantau Cuaca
Gambar 3 merupakan tampilan antarmuka obyek 3D alat pemantau cuaca. Obyek yang ditampilkan berupa enam alat pemantau cuaca yang berada di dalam taman alat. Gambar 4. Tampilan Implementasi Antarmuka Profil Pengembang
Gambar 4 merupakan tampilan antarmuka profil pengembang aplikasi. Halaman ini menjelaskan profil singkat dari pengembang aplikasi VR BMKG.
Usefulness, Satisfaction, Ease of Use (USE).
empat tugas kepada pengguna yang harus diselesaikan. Keempat tugas tersebut seperti bergerak ke depan alat “Anemometer”, kemudian mengarahkan pandangan ke langit dan tanah pada environment virtual, mendengarkan narasi “Aktinograf” dan yang terakhir adalah berjalan sampai batas pagar environment virtual taman alat pemantau cuaca. Setelah keempat tugas tersebut diselesaikan pengguna, lalu dicatat apakah tugas dapat diselesaikan atau tidak. Hasil pengujian task scenario dapat dilihat pada Tabel 3.
scenario dilakukan dengan cara memberikan
Pengujian usability menggunakan task
Gambar 5. Ilustrasi Pemakaian Perangkat Keras Pengujian
pengguna. Proses pengujian task scenario dapat dilakukan setelah VR glasses terpasang dan pengguna sudah memegang gamepad.
glasses pada kepala dan earphone pada telinga
pada gamepad dengan smartphone. Pasangkan earphone ke dalam lubang jack smartphone. Langkah terakhir adalah memasangkan VR
glasses . Selanjutnya, menghubungkan Bluetooth
VR BMKG sesuai pada Gambar 5. Langkah- langkah penggunaan aplikasi ditujukan untuk mendapatkan hasil pengujian yang memuaskan. Pertama, smartphone yang sudah terpasang aplikasi VR BMKG dan dalam kondisi sedang dijalankan lalu dimasukkan ke dalam VR
Langkah-langkah penggunaan perangkat keras dalam pengujian usability pada aplikasi
menggunakan task scenario adalah dengan cara memberikan tugas kepada pengguna aplikasi untuk diselesaikan. Metode kuesioner yang digunakan pada pengujian usability aplikasi VR BMKG adalah kuesioner
5. PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1 Pengujian dan Analisis Performa
scenario dan kuesioner USE. Metode pengujian
VR BMKG adalah untuk mengetahui tingkat kegunaan dari aplikasi yang telah dibuat. Terdapat dua metode pengujian yang digunakan dalam penelitian, yaitu menggunakan task
Tujuan pengujian usability pada aplikasi
4.2 Pengujian dan Analisis Usability
Tabel 2. Hasil Pengujian fps Aplikasi VR BMKG
Penurunan yang terjadi sebesar 21 fps dari 56 fps. Ketika pengguna mengakses profil pengembang aplikasi, nilai fps mengalami penurunan sebanyak 7 fps dari nilai fps scene menu sebesar 56 fps menjadi 49 fps.
Hasil pengujian performa aplikasi VR BMKG pada Tabel 2 menghasilkan nilai fps di atas nilai fps normal. Terjadi penurunan nilai fps ketika pengguna mengakses scene taman alat pemantau cuaca setelah mengakses scene menu.
Apabila nilai fps yang didapat di bawah nilai normal, maka dapat dikatakan performa grafis aplikasi buruk.
Pengujian dilakukan dengan memakai aplikasi FPS Meter yang membaca nilai fps tiap scene ketika pengguna mengakses aplikasi VR BMKG. Nilai fps untuk aplikasi pada perangkat bergerak memiliki nilai normal 24-30 fps.
Pengujian performa pada aplikasi VR BMKG bertujuan untuk mengetahui performa grafis dari aplikasi yang telah dibuat. Performa grafis berhubungan dengan kenyamanan pengguna ketika menggunakan aplikasi.
Tabel 3. Hasil Pengujian Task Scenario Tabel 4. Hasil Kelayakan Usefulness Kuesioner USE .
Tabel 5. Hasil Kelayakan Ease of Use Kuesioner USE .
Hasil pengujian usability menggunakan task
scenario memberikan hasil yang memuaskan
pada Task 1, Task 2 dan Task 3. Pengguna berhasil menyelesaikan ketiga tugas tersebut. Sedangkan pada Task 4, terdapat empat orang
Tabel 6. Hasil Kelayakan Ease of Learning
pengguna yang mengalami kegagalan dalam Kuesioner USE . menyelesaikan tugas yang diberikan. Kegagalan tersebut karena pengguna terjatuh keluar dari
environment
taman alat pemantau cuaca akibat pergerakan yang mengarah ke batas environment taman alat ketika mengakses aplikasi VR BMKG.
Pengujian usability menggunakan kuesioner
Tabel 7. Hasil Kelayakan Satsifaction Kuesioner Usefulness , Satisfaction, Ease of Use (USE) USE .
dilakukan dengan mengisi kuesioner setelah responden melakukan pengujian aplikasi yang telah dibuat. Kuesioner yang dibuat memiliki 27 pernyataan dan melibatkan 20 orang responden. Hasil yang ingin dicapai dari kuesioner USE adalah tingkat kegunaan, kemudahan dan kepuasan dari pengguna aplikasi. Tabel 4 sampai dengan Tabel 7 menunjukkan hasil kelayakan kuesioner USE.
Pernyataan nomor 1 pada hasil kelayakan
usefulness
yaitu “Aplikasi VR BMKG membantu saya lebih memahami tentang alat pemantau cuaca BMKG” menunjukkan nilai SIGGRAPH ’93 Proceedings of the 20th annual conference on Computer graphics and interactive techniques 135- 142
8. DAFTAR PUSTAKA Cruz-Neira, C., Sandin, D. & DeFanti, T., 1993.
6. KESIMPULAN
- –292 Lund, A.M. 2001. Measuring Usability with the
USE Questionnaire. STC Usability SIG Newsletter, 8:2
Guttentag, D.A. 2010. Virtual Reality: Applications and implications for tourism. Tourism Management 31 (2010) 637
2. Metode proyeksi surround screen
- –651 Carrozzino, M. & Bergamasco, M., 2010.
Beyond virtual museums: Experiencing immersive virtual reality in real museums. Journal of Cultural Heritage 11 (2010) 452 –458
Pantelidis, V., 2010. Reasons to Use Virtual Reality in Education and Training Courses and a Model to Determine When to Use Virtual Reality. Themes in Science and Technology Education Special Issue, Klidarithmos Computer Books 59-70
Ling, H. & Rui, L., 2016. VR Glasses and Leap Motion Trends in Education. The 11th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE 2016) August 23-25, 2016. Nagoya University, Japan
menunjukkan hasil sebesar 88% pengguna dimudahkan dalam memahami alat pemantau cuaca BMKG dan 89% pengguna dimudahkan untuk bisa menjangkau taman alat pemantau cuaca oleh aplikasi VR BMKG. Pengujian white box dan black box menunjukkan kesesuaian aplikasi yang telah dibuat dengan proses perancangan.
Milgram, P., Takemura, H., Utsumi, A. & Kishino, F., 1994. Augmented Reality: A class of displays on the reality- virtuality continuum. SPIE Vol. 2351, Telemanipulator and Telepresence Technologies (1994) 282
usability
3. Pengujian performa menunjukkan nilai fps sebesar 35-56 fps dari nilai fps normal sebesar 24-30 fps. Pengujian
pemantau cuaca BMKG dapat memberikan pengguna pengalaman visual yang lebih luas dan lega.
projection pada implementasi VR alat
virtual reality .
Informasi alat-alat pemantau cuaca BMKG dapat diterapkan dalam bentuk aplikasi dengan menggunakan teknologi
Proses penelitian aplikasi VR BMKG sejak tahap perancangan sampai tahap pengujian memiliki kesimpulan antara lain: 1.
kelayakan 88% dan termasuk kategori “Sangat Baik” dalam skala Likert. Sedangkan pernyataan nomor 5, yaitu “Aplikasi VR BMKG memudahkan saya untuk mengakses alat pemantau cuaca tanpa perlu datang ke kantor BMKG” menunjukkan nilai kelayakan yaitu 89% dan termasuk kategori “Sangat Baik” dalam skala Likert. Kedua pernyataan tersebut membuktikan tingkat kegunaan dari aplikasi VR BMKG yang sangat baik.
Surround-Screen Projection-Based Virtual Reality: The Design and Implementation of the CAVE.
7. SARAN
agar aplikasi semakin interaktif dan memberi daya tarik pada pengguna.
assistance pada aplikasi VR BMKG
3D alat pemantau cuaca sehingga mirip tekstur sebenarnya. Peningkatan kualitas audio dan tekstur obyek agar pengguna semakin nyaman dalam penggunaan aplikasi.
peningkatan kualitas tekstur besi obyek
quality (256-320 kbps), kemudian
BMKG, 2008. Peraturan Kepala Badan Meteorologi dan Geofisika. [pdf] BMKG Tersedia di: < http://hukum.bmkg.go.id/vifiles/standar %20stasiun%20klimatologi.pdf> [Diakses 6 April 2017]
Burnette, Ed., 2008. Hello Android, Introducing Google Mobile’s Development Platform, Texas: The Pragmatic Bookshelf.
Pressman, R., 2010. Software engineering: a practitioner’s approach. 7th ed. New
1. Peningkatan kualitas audio menjadi high
Saran yang dapat diberikan untuk proses pengembangan selanjutnya:
2. Penambahan fitur virtual guide
York: McGraw-Hill. Flavell, L., 2010. Beginning Blender: Open
Source 3D Modeling, Animation, and Game Design, New York: Apress. Sommerville, I., 2011. Software engineering. 9th ed. London: Addison-Wesley. James, C. & Allen, J., 2012. Smashing UX
Design: Foundations for Designing Online User Experiences, New Jersey: John Wiley & Sons.
Kadir, A., 2013. Pemrograman Aplikasi Android, Yogyakarta: Penerbit Andi. Linowes, J., 2015. Unity Virtual Reality
Projects, Birmingham: Packt Publishing. KZero, 2014. Top 25 Countries, Ranked by
Smartphone Users, 2013-2018. [online] KZero. Tersedia di: <http://www.kzero.co.uk/blog/virtual- reality-software-revenue-forecasts- 2014-2018/> [Diakses 8 Maret 2017]
Winn, 1993. A Conceptual Basis for Educational Applications of Virtual Reality. [online] Winn. Tersedia di :<http://www.hitl.washington.edu/resea rch/education/winn/winn-paper.html~> [Diakses 6 April 2017] BMKG, 2017. Tugas dan Fungsi | BMKG.
[online] BMKG. Tersedia di: < http://www.bmkg.go.id/profil/?p=tugas
- fungsi> [Diakses 6 April 2017] Nielsen, J., 2012. Usability 101: Introduction to
Usability. [online] Nielsen Norman Group. Tersedia di: < https://www.nngroup.com/articles/usabi lity-101-introduction-to-usability/> [Diakses 27 Oktober 2017]
Gsmarena, 2017. FPS (Frames Per Second) - definition. [online] Gsmarena. Tersedia di: <https://www.gsmarena.com/glossary.p hp3?term=fps> [Diakses 1 Januari 2018]