PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI AUGMENTED REALITY DENGAN MENGGUNAKAN METODE LUCAS-KANADE

SKRIPSI

Oleh Albert Gozali 0900808541

PROGRAM GANDA TEKNIK INFORMATIKA DAN MATEMATIKA

BINUS UNIVERSITY JAKARTA

2011

ii  

PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI AUGMENTED REALITY DENGAN MENGGUNAKAN METODE LUCAS-KANADE

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesajarnaan pada Program Ganda

Teknik Informatika - Matematika Jenjang Pendidikan Strata 1

Oleh Albert Gozali 0900808541

PROGRAM GANDA TEKNIK INFORMATIKA DAN MATEMATIKA

BINUS UNIVERSITY JAKARTA

2011

iii  

BINUS UNIVERSITY

Saya, Albert Gozali, dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang berjudul:

PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI AUGMENTED REALITY DENGAN MENGGUNAKAN METODE LUCAS-KANADE

TEKNIK INFORMATIKA - MATEMATIKA BINUS UNIVERSITY

adalah benar hasil karya saya dan belum pernah diajukan sebagai karya ilmiah, sebagian atau seluruhnya, atas nama saya atau pihak lain. Albert Gozali 1000867293

_______________

Saya , selaku Pembimbing, setuju skripsi tersebut diajukan untuk Ujian Pendaftaran Haryono Soeparno, Ir.Dr., M.Sc. D0434

_______________

Wikaria Gazali, S.Si., MT. D0225

_______________

v  

KATA PENGANTAR

Sebelumnya penulis mengucapkan syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini tepat pada waktunya.

Skripsi yang berjudul “PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI AUGMENTED REALITY DENGAN MENGGUNAKAN METODE LUCAS-KANADE” ini merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh penulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada Program Studi Ganda Teknik Informatika dan Matematika BINUS University. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil riset ekstensif penulis, kerja keras dalam jangka waktu yang cukup panjang, ditambah dengan penjelasan dari para dosen dan buku-buku yang ada hubungannya dengan topik Skripsi.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam Skripsi, sehingga penulis sangat mengharapkan bantuan berupa kritik dari para dosen serta cara-cara yang baik untuk menyusun karya ilmiah di masa yang akan datang.

Dalam kesempatan yang bermakna ini pula dengan segala kerendahan hati ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, baik berupa petunjuk, penjelasan, pengarahan, bimbingan maupun dorongan secara moral dan material. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Harjanto Prabowo, M.M., selaku rektor BINUS University.

2. Ibu Dr. Ho Hwi Chie, S.Pd., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi yang telah memberikan persetujuan terhadap topik Skripsi yang telah diajukan.

3. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., M.T. selaku Kepala Jurusan Matematika dan Statistika, yang telah memberikan persetujuan terhadap topik Skripsi yang telah diajukan.

4. Bapak Drs. Ngarap Imanuel Manik, M.Kom., selaku Riset Office Manager dan Dosen Mata Kuliah Program Ganda Matematika – Teknik Informatika dan Statistika – Teknik Informatika.

5. Bapak Dr. Ir. Haryono Soeparno, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing pertama yang telah memberikan berbagai nasihat dan saran dalam penulisan Skripsi ini dari awal hingga akhir.

6. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., M.T. selaku Dosen Pembimbing kedua yang telah memberikan dukungan moral, dan dorongan yang kuat untuk menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

7. Seluruh Dosen Program Ganda Teknik Informatika dan Matematika BINUS University, yang telah dengan sabar mengajarkan berbagai ilmu yang bermanfaat bagi penulis.

8. Almarhum ibunda penulis, yang sampai akhir hayatnya tak henti-hentinya mengajarkan untuk menjadi manusia yang berguna, rajin dan tekun.

vi  

9. Ayahanda penulis, yang mengajarkan penulis untuk tidak pernah menyerah. 10. Seluruh Mahasiswa TI-MAT angkatan 2005 atas dukungannya selama ini. 11. Teman-teman dari Nippon Club, dan organisasi-organisasi lain yang juga

memberikan dukungan dan semangat, dan seluruh pihak lain yang tidak dapat dimuat seluruhnya dalam penulisan ini.

Walaupun telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyelesaikan skipsi ini, penulis menyadari bahwa sebagai manusia, penulis tidak lepas dari berbagai kekurangan. Oleh karena itu, dengan rendah hati penulis membuka diri terhadap kritik dan saran. Akhirnya, penulis berharap agar penelitian ini dapat berguna sebagai pengetahuan bagi berbagai pihak yang membaca penelitian ini.

Jakarta, 2 Agustus 2011 Penulis

Albert Gozali 0900808541

vii  

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK iv KATA PENGANTAR v DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL x BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Ruang Lingkup 3 1.4 Tujuan dan Manfaat 4 1.4.1 Tujuan 4 1.4.2 Manfaat 4 1.5 Metodologi Penelitian 5 1.5.1 Studi Pustaka 5 1.5.2 Analisis 5 1.5.3 Perancangan Program 6 1.5.4 Implementasi Dan Evaluasi 6 1.6 Sistematika Penulisan 6

BAB 2 LANDASAN TEORI 8 2.1 Pengertian Augmented Reality 8 2.1.1 Augmented Reality 8 2.1.2 Reality-Virtuality Continuum 10 2.2 Pengertian Computer Vision 12 2.3 Visual Odometry 15 2.4 Optical Flow dan Metode Lucas-Kanade 16 2.4.1 Optical Flow 16 2.4.2 Estimasi Optical Flow 17 2.4.3 Metode Lucas-Kanade 19 2.5 Metode Perancangan Program 22 2.6 Teknologi Pendukung 25 2.5.1 Teknologi ARToolkit 25 2.5.2 Microsoft Visual Studio 2010 25 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 26 3.1 Perancangan Program 26 3.1.1 Menentukan Optical Flow 26 3.1.2 Object Rendering 27 3.2 Skema (Flow-chart) program 28 3.3 Perancangan Tampilan Layar 30

viii  

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 33 4.1 Implementasi 33 4.1.1 Perangkat Keras ( Hardware ) 33 4.1.2 Perangkat Lunak ( Software ) 34 4.2 Prosedur Operasional 34 4.2.1 Log Window 35 4.2.2 Output Window 36 4.3 Evaluasi Program 41

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 43

5.1 Kesimpulan 43 5.2 Saran 44

DAFTAR PUSTAKA 45 RIWAYAT HIDUP 46 LAMPIRAN L.1

ix  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 'Milgram's Continuum' 11 Gambar 2.2 'Mediated Reality Continuum' 12 Gambar 2.3 Ruang lingkup Computer Vision 14 Gambar 2.4 Skema 'Optical Flow' 17 Gambar 2.5 Skema Model Lucas-Jadav 23 Gambar 3.1 Flowchart Program 29 Gambar 3.2 Rancangan tampilan layar awal 30 Gambar 3.3 Rancangan tampilan properti 31 Gambar 3.4 Rancangan tampilan output 32 Gambar 4.1 Tampilan Log Window dan Camera Setting 35 Gambar 4.2 Tampilan Log Window setelah selesai membuka semua file yang dibutuhkan 36 Gambar 4.3 Tampilan Output Window 37 Gambar 4.4 Marker 37 Gambar 4.5 Tampilan Output objek tiga dimensi 38 Gambar 4.6 Tampilan ketika marker dan/atau kamera digerakkan 38 Gambar 4.7 Tampilan dengan pengubahan sudut pandang kamera / posisi marker lebih lanjut 39 Gambar 4.8 Tampilan dengan memperjauh jarak dari marker ke kamera 39 Gambar 4.9 Tampilan objek setelah bergerak, diambil dari sudut pandang 'depan' 40 Gambar 4.10 Tampilan objek setelah pergerakan lebih lanjut pada sequence dan juga perpindahan pada marker 40

x  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Perbandingan ukuran marker terhadap jarak maksimum deteksi 41 Tabel 4.2 Hasil uji coba perubahan sudut kamera 41 Tabel 4.3 Hasil uji coba perubahan posisi relatif marker 41

xi  

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Source Code C++ L.1