WORKSHOP GRAFIKA KOMPUTER
LAPORAN FINAL BIG PROJECT
“3D Image Visualization for Interactive Learning”
Disusun oleh :
Kelompok 2
Muhammad Wafiq Kamaluddin 2210181042
Lusiana Diyan Ningrum 2210181051
Muhammad Hafidz 2210181057
2 D4 TEKNIK KOMPUTER B
POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2020
LAPORAN FINAL BIG PROJECT
“3D Image Visualization for Interactive Learning”
Dasar Teori.
Sel.
Sel adalah bagian struktural dan fungsional dari setiap organisme. Beberapa organisme, misalnya bakteri, merupakan uniseluler, yaitu terdiri dari hanya satu sel saja. Beragam organism lainnya, misalnya manusia, adalah multiseluler (manusia di perkirakan memiliki 100.000 miliar sel dalam tubuhnya)(Waluyo, 2010:2).
Dalam jenjang organisasi biologis, sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Bahkan terdapat beraneka ragam bentuk kehidupan yang hadir sebagai organisme bersel tunggal. Organisme yang lebih kompleks, termasuk tumbuhan dan hewan, bersifat multiselular, tubuh organisme semacam itu merupakan hasil kerja sama antara banyak jenis sel yang terspesialisasi yang tidak dapat bertahan hidup (survive, sintas) dalam waktu lama secara sendiri. Akan tetapi, bahkan ketika tersusun kedalam tingkat organisasi yang lebih tinggi, misalnya jaringan dan organ, sel merupakan unit dasar bagi struktur dan fungsi organisme (Cambell, 2013:102).
Grafika Komputer.
Grafik Komputer adalah suatu proses pembuatan, penyimpanan dan manipulasi model dan citra. Model berasal dari beberapa bidang seperti fisik, matematik, artistik dan bahkan struktur abstrak. Istilah ”Grafik Komputer” ditemukan tahun 1960 oleh William Fetter : pembentukan disain model cockpit (Boeing) dengan menggunakan pen plotter dan referensi model tubuh manusia 3 Dimensi. Pengguna mengendalikan isi, struktur dan kemunculan objek serta menampilkan citra melalui suatu komponen dasar visual feedback.
Komponen Dasar Sistem Grafik Interaktif :
Masukan : mouse, tablet dan stylus, peralatan force feedback, scanner, live video stream, dll
Proses dan penyimpanan
Keluaran : layar, printer berbasis kertas, perekam video, non-linear editor, dll
Pemodelan Geometris
Transformasi dari suatu konsep (atau suatu benda nyata) ke suatu model geometris yang bisa ditampilkan pada suatu komputer : Shape/bentuk, Posisi, Orientasi (cara pandang), Surface Properties / Ciri-ciri Permukaan (warna, tekstur), Volumetric Properties / Ciri-ciri volumetric(ketebalan/pejal, penyebaran cahaya), Lights/cahaya (tingkat terang, jenis warna) dll.
Dasar Matematika yang Diperlukandalam Grafik Komputer
Geometry (2D, 3D) : Trigonometry, Vector spaces
Points, vectors, dan koordinat : Dot dan cross products
Augmented Reality
Augmented Reality (AR) adalah penggabungan benda-benda nyata dan maya dilingkungan nyata, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata, dan terdapat integrasi antarbenda dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata. Penggabungan benda nyata dan maya dimungkinkan dengan teknologi tampilan yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input tertentu. Paul Milgram dan Fumio Kishino mendifinisikan Milgram’s Reality-Virtual Continuum pada tahun 1994. Mereka mendeskripsikan sebuah kontinum yang membentang dari lingkungan nyata ke lingkungan virtual murni. Diantaranya terdapat augmented reality (lebih dekat ke lingkungan nyata) dan augmented virtuality (lebih dekat ke lingkungan virtual).
Gambar 1.0 Simplified representation of a RV Continuum
Gambar 1.0 menggambarkan augmented reality (AR) lebih dekat ke sisi kiri yang berarti lingkungan bersifat nyata dan benda bersifat maya, sedangkan augmented virtuality lebih dekat ke sisi kanan yang berarti lingkungan bersifat maya dan benda bersifat nyata. Keduanya digabungkan menjadi mixed reality (MR). 10 Augmented reality memiliki beberapa komponen yang mendukung dalam proses pengolahan citra digital, diantaranya adalah :
Scene Generator
Scene generator adalah komponen yang bertugas untuk melakukan rendering citra yang ditangkap oleh kamera. Objek virtual akan ditangkap kemudian diolah sehingga dapat ditampilkan.
Tracking System
Tracking system merupakan komponen yang terpenting dalam augmented reality. proses tracking dilakukan untuk mendeteksi pola objek virtual dan objek nyata sehingga terjadi sinkronisasi diantara keduanya dalam hal ini proyeksi virtual dengan proyeksi nyata harus sama atau mendekati sama sehingga mempengaruhi validitas hasil yang akan didapatkan.
Display
Pembangunan sebuah sistem yang berbasis AR dimana sistem tersebut menggabungkan antara dunia virtual dan dunia nyata ada beberapa parameter mendasar yang perlu diperhatikan yaitu optik dan teknologi video. Keduanya mempunyai keterkaitan yang tergantung pada faktor resolusi, fleksibiltas, titik pandang, tracking area. Terdapat batasan-batasan dalam pengembangan teknologi augmented reality dalam hal proses menampilkan objek. Diantaranya adalah harus ada batasan pencahayaan, resolusi layar, dan perbedaan pencahayaan citra antara citra virtual dan nyata.
Vuforia Qualcomm
Vuforia Qualcomm merupakan library yang digunakan sebagai pendukung adanya augmented reality pada sistem operasi android dan IOS [10]. Vuforia 12 menganalisa gambar dengan menggunakan pendeteksi marker dan menghasilkan informasi 3D dari marker yang sudah dideteksi melalui API. Programmer juga dapat menggunakannya untuk membangun objek 3D virtual pada kamera. Beberapa keuntungan yang didapatkan ketika mengembangkan aplikasi menggunakan vuforia, diantaranya :
a. Deteksi target lokal lebih cepat
b. Pelacakan yang kuat dan tidak mudah hilang ketika perangkat digerakan
c. Hasil yang lebih baik dalam kondisi cahaya yang rendah
d. Optimasi yang menjamin grafis yang lebih baik dan lebih realistis pada saat rendering
e. Pelacakan simultan hingga lima target
Deskripsi Project
Pada project besar ini kami membuat penggambaran visual pelajaran IPA untuk anak SMA. Ide ini merujuk pada permasalahan yang sering dirasakan oleh siswa SMA jurusan IPA yang kesulitan memahami materi yang berkaitan dengan sel – sel atau anatomi makhluk hidup. Dengan aplikasi ini maka siswa dapat melihat penampang dari sel – sel tersebut terlihat lebih nyata yang disertai dengan petunjuk pada setiap bagian – bagian dari sel tersebut sehingga siswa bisa melihat nama dari bagian sel secara lebih jelas dan real.
Pada aplikasi yang dijalankan di android nanti user akan diminta untuk scan QR Code yang terdapat pada buku materi yang kemudian nanti akan menampilkan gambar 3D dari sel terkait disertai dengan keterangan pada bagian – bagian dari sel tersebut.
Ketika QR Code di Scan menggunakan aplikasi android akan menampilkan gambar visual 3D dari sel – sel anatomi tersebut beserta keterangan bagian – bagiannya.
Hasil.
Tampilan halaman depan aplikasi
Tampilan halaman pilihan sel.
Tampilan fitur menu sel hewan.
Tampilan fitur menu sel tumbuhan
Tampilan fitur menu sel otak.
Tampilan fitur menu sel Jantung.
Analisa.
Pada project kali ini, kelompok kami membuat aplikasi pembelajaran biologi menggunakan augmented reality berbasis android. Kami menggunakan software unity dengan vuforia sebagai AR engine. Aplikasi kami menggunakan 3 buah activity yaitu aplikasi awal, pilihan sel dan AR launcher. Pada pembuatan AR launcher, kami memilih ground plane berupa QR code yang akan memunculkan AR jika kamera menscan QR tersebut. Pada awal aplikasi ada button untuk memindahkan activity awal ke activity untuk memilih sel. Pada activity pemilih sel, kami menyediakan 4 button untuk memilih sel mana yang akan di tampilkan. Kami ambil contoh sel hewan. Ketika kami memilih sel hewan sebagai contoh akan muncul tampilan seperti saat membuka applikasi kamera. Kemudian dengan mengarahkan kamera ke QR code, objek dari 3d objek yang sudah kami siapkan akan muncul sesuai dengan menu yang dipilih. Kami juga menambahkan suara berupa penjelasan mengenai sel tersebut. Untuk mengerakkan sel, kami menggunakan 2 input handler berupa button yang mengontrol gerak rotasi sel dan penjelasan suara.
Kesimpulan.
AR dapat digunakan sebagai media pembelajaran khususnya pada objek 3d sehingga, siswa tidak hanya memahami hanya pada gambar. Hal ini juga mengurangi kebutuhan akan alat peraga sehingga lebih praktis dalam pembelajaran. Akan tetapi, kekurangan dari AR adalah object 3d tidak bisa disentuh sehingga akan ada data yang hilang yaitu tekstur dari objek 3d tersebut.
Penutup.
Sekian project ini kami buat. Kami mengharap kedepanya projek ini dapat bermanfaat bagi khalayak umum. Atas kekurangan dan jika ada yang kurang berkenan kami mohon maaf sebesar-besarnya. Atas perhatian anda, kami ucapkan terima kasih.
|
