DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO

SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari

Institut Teknologi Bandung

Oleh YUSUF ROKHMAT

NIM : 23206323 Program Studi Teknik Elektro

SEKOLAH TINGGI ELEKTRONIKA INFORMATIKA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2008

i

DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO

SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG

Oleh

Yusuf Rokhmat

Bandung, 23 Juli 2008 Menyetujui

Pembimbing I, Pembimbing II,

Dr. Ir. Emir Mauludi Husni Ir. Tunggal Mardiono, M.Sc.

ii

ABSTRAK

DESAIN AUGMENTED REALITY VOLCANO

SEBAGAI ALAT PERAGA DI MUSEUM GEOLOGI BANDUNG

Oleh YUSUF ROKHMAT

NIM : 23206323 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

Salah satu misi Museum Geologi Bandung adalah menyediakan informasi dan materi

edukasi geologi. Berdasarkan data pengunjung musuem tahun 2007, pengunjung

didominasi oleh kalangan pelajar (sekitar 85%). Oleh karena itu dalam mendesain

alat peraga untuk museum harus pendekatan terhadap karakteristik pelajar dan mata

pelajaran kegunungapian di SMP. Prasyarat desain media peraga di museum harus

bersifat menarik, informatif, Interaktif dan mendidik.

Prelimenary design alat peraga ini, dibangun berbasiskan aplikasi Augmented

Reality. Penyajian alat peraga tersebut dalam kemasan meja landscape dan

MagicBook. Aplikasi tersebut berisi animasi virtual bertemakan kegunungapian atau

disebut juga Augmented Reality Volcano.

Berdasarkan hasil pengujian yang langsung didemokan di museum geologi bandung,

pengunjung museum mayoritas menilai alat peraga ini lebih menarik, interaktif dan

mempunyai pengalaman lebih. Penilaian tersebut dibandingkan dengan alat peraga

lain yang sudah ada dan berupa pengisian kueisoner oleh pengunjung museum

geologi pada tanggal 9 juli 2008.

.

Keyword : Alat peraga museum geologi, Prelimanary desain , Augmented Reality

Volcano.

iii

ABSTRACT

AUGMENTED REALITY VOLCANO DESIGN

FOR EXHIBITION MEDIA IN BANDUNG GEOLOGY

MUSEUM

By YUSUF ROKHMAT

NIM : 23206323 ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

One of mission Bandung Geological Museum is providing information and material

education about geology. According to museum visitor on year 2007, it was

dominated by student (about 85 percent). Thus to design exhibiton media for

Bandung Geological Museum must be approchment to Student and also volcanology

material lesson. Prelimanary Design Exhibition media for museum should be

attractive, informative and educated.

Preliminary design exhibition media, based on Augmented Reality application. It

was made and presentation by landscape desk and MagicBook. The topic aplication

content material about volcanology virtual animation mention Augmented Reality

Volcano.

According to testing by demonstration site in Bandung Geologic Museum, most of

visitor opinion, this tool is most interisting, interactive and personal experience than

existing presentation media in museum. This testing held at Museum on July, 9th,

2008.

Keyword : Exhibiton media for Bandung Geological Museum, Prelimanary Design ,

Augmented Reality Volcano.

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang atas rahmat dan karunia-

Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Shalawat dan salam tercurah kepada

Rasulallah Muhammad SAW beserta keluarganya.

Selama melaksanakan penelitian ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan

dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Ary Setijadi Prihatmanto, selaku Dosen Tesis I yang telah memberikan

materi tesis dengan baik dan seluruh dosen pengajar Game Technology.

2. Dr. Ir. Emir Mauludi Husni, selaku pembimbing I, yang telah memberikan

bimbingan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

3. Ir. Tunggal Mardiono M.Sc., selaku pembimbing II, yang telah mencurahkan

perhatian dan waktunya yang demikian banyak dalam penyelesaian tesis ini.

4. Kedua orangtua ku yang telah memberikan segalanya dengan tulus, jasa yang tak

pernah dapat terbalaskan.

5. Ke sepuluh kakak ku, ke duapuluh keponakan ku yang tercinta, motivasi,

inspirasi dan intuisi kalian yang membangkitkan semangat.

6. Keluarga besar Bpk Drs. Supriadi, MM, atas jasa baik, dukungan dan motivasi.

7. Dra. Hj. Teriska, M.Ed Kepala PPPPTK TK dan PLB yang telah memberikan

kesempatan untuk menempuh kuliah S2 di ITB.

8. Teman-teman batch V, Game Technology, kelompok ARVolcano, kebersamaan

penuh kehangatan, ini bukan segalanya tapi boleh jadi awal dari segalanya.

9. Seluruh staf dan karyawan Laboratorium, yang telah memberikan banyak sekali

bantuannya.

10. Kepala Museum Geologi Bandung, Koordinator Harian Bapak Adang, Kasie

Peragaan Bapak Yanuar, Kasubbag TU Bapak Tetep, Tenaga Fungsional Bapak

Indio dan seluruh staf museum yang telah banyak membantu dalam penyelesaian

tesis ini.

v

Penulis menyadari bahwa tesis ini bukanlah tanpa kelemahan, untuk itu kritik dan

saran sangat diharapkan.

Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya.

Bandung, Juli 2008

Penulis

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................................... ii

ABSTRACT ................................................................................................................ iii

KATA PENGANTAR ................................................................................................ iv

DAFTAR ISI ............................................................................................................... vi

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ........................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................................ 4

1.5 Metodologi Penelitian ................................................................................... 5

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 8

2.1 Museum Geologi Bandung ............................................................................ 8

2.1.1 Sejarah Museum Geologi ....................................................................... 8

2.1.2 Konsep, Visi Misi dan Tugas Pokok dan Fungsi (TUPOKSI) Museum

Geologi Bandung ................................................................................................. 8

2.1.3 Ruang Peragaan .................................................................................... 10

2.2 Media Pembelajaran .................................................................................... 11

2.2.1 Konsep Media Pembelajaran ............................................................... 11

2.2.2 Museum sebagai Sumber Pembelajaran .............................................. 12

vii

2.3 Gunungapi ................................................................................................... 13

2.3.1 Pengertian Gunungapi .......................................................................... 13

2.3.2 Gunung Merapi dan Gunung Sumbing ................................................ 13

2.3.3 Pemodelan Fenomena Gunungapi ....................................................... 15

2.4 Digital Elevation Model (DEM) .................................................................. 18

2.5 Heightmap ................................................................................................... 19

2.6 Visualisasi dan Grafis 3D ............................................................................ 20

2.7 Augmented Reality ....................................................................................... 22

2.8 ARToolKitPlus ............................................................................................ 24

2.9 Computer Graphics ..................................................................................... 24

BAB III ANALISIS KEBUTUHAN SISTEM ......................................................... 25

3.1 Kebutuhan Software .................................................................................... 25

3.1.1 Tracker Library (ARToolKitPlus) ........................................................ 25

3.1.2 Rendering Engine (OpenGL) ............................................................... 25

3.1.3 Software Development (Microsoft Visual C++ .NET 2003) ................ 25

3.1.4 Data Digital (dem) ............................................................................... 26

3.1.5 3D Visual Model Creator ( 3ds MAX 2008 dan 3dem) ....................... 26

3.1.6 Tekstur (googleearth) ........................................................................... 26

3.1.7 Engine SPH (Smooth Particles Hydrodynamic) .................................. 26

3.2 Kebutuhan Hardware .................................................................................. 26

3.2.1 Komputer ............................................................................................. 26

3.2.2 Webcam ............................................................................................... 27

3.2.3 Fiducial Marker .................................................................................... 27

3.3 Spesifikasi Syarat Kebutuhan Desain .......................................................... 27

3.3.1 Karakteristik User/ Identify User Characteristics ............................... 27

3.3.2 Alat Peraga Museum ............................................................................ 30

viii

BAB IV DESAIN ARVOLCANO ........................................................................... 34

4.1 Pendahuluan ................................................................................................ 34

4.2 Metodologi desain ....................................................................................... 34

4.2.1 Menentukan Tujuan / Identify the need and purpose ........................... 36

4.3 Konsep dan Desain Teknis .......................................................................... 36

4.3.1 Penentuan Topik .................................................................................. 36

4.3.2 Gambaran sistem yang akan dibuat ...................................................... 36

4.3.3 Pemilihan Teknologi ............................................................................ 37

4.3.4 Desain penyajian / perangkat keras. ..................................................... 38

4.4 Spesifikasi Desain ....................................................................................... 41

4.5 Desain Isi MagicBook .................................................................................. 46

4.6 Desain Isi Meja Landscape ......................................................................... 47

BAB V IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ....................................................... 49

5.1 Implementasi Visualisasi 3D ....................................................................... 49

5.1.1 Visualisasi di MagicBook ..................................................................... 49

5.1.2 Pengolahan Data Digital Menjadi bentuk Augmented Reality ............. 52

5.1.3 Visualisasi di Meja Landscape ............................................................ 59

5.1.4 Implementasi Perangkat Keras ............................................................. 60

5.2 Pengujian Sistem Aplikasi ARVolcano. ..................................................... 62

5.2.1 Pengujian Fungsional. .......................................................................... 62

5.2.2 Pengujian terhadap User ...................................................................... 62

5.3 Analisis Hasil Pengujian ............................................................................. 68

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 71

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 73

ix

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 ini tidak dipublikasikan, terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut

Teknologi Bandung dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada

pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau

peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan

kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur

Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung.

Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi

nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam.

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Metodologi Penelitian .................................................................... 6

Gambar 2.1 Denah Museum Geologi Bandung ................................................. 10

Gambar 2.2 Letusan Gunung Merapi dari sudut pandang ................................. 14

Gambar 2.3 Gunung Sumbing ........................................................................... 15

Gambar 2.4 Pemodelan Pembentukan Gunungapi .......................................... 17

Gambar 2.5 Pemodelan lapisan struktur bumi ................................................. 18

Gambar 2.6 Peta Persebaran Gunungapi di Indonesia ...................................... 18

Gambar 2.7 Data Heightmap ............................................................................. 20

Gambar 2.8 Bentuk-bentuk primitif 3D ............................................................ 21

Gambar 2.9 Alat Bantu Pemodelan Grafis ........................................................ 22

Gambar 2.10 Model Virtual dengan menggunakan HMD ................................. 23

Gambar 2.11 Alur Proses Augmented Reality ..................................................... 24

Gambar 3.1 Grafik pengunjung musuem dari tahun 1969 – 2007 .................... 28

Gambar 3.2 Alat peraga museum berupa Lukisan dan foto .............................. 31

Gambar 3.3 Alat peraga museum, fosil dan batuan kegunungapian ................. 31

Gambar 3.4 Maket 3D Gunungapi .................................................................... 32

Gambar 4.1 Engineering Design Method .......................................................... 35

Gambar 4.2 Desain MagicBook ......................................................................... 39

xi

Gambar 4.3 Desain meja dan unit visualisasi .................................................... 40

Gambar 4.4 Desain layout penempatan meja peraga berbasis AR .................... 41

Gambar 4.5 Scenario Diagram Magic Book .................................................... 42

Gambar 4.6 Komponen MagicBook ................................................................... 43

Gambar 4.7 Deployment Diagram ARVolcano ................................................. 43

Gambar 4.8 Use Case System MagicBook ......................................................... 44

Gambar 4.9 Use Case halaman MagicBook ...................................................... 45

Gambar 4.10 Sequence Diagram Magic Book ..................................................... 45

Gambar 4.11 Pemodelan pembentukan gunungapi .............................................. 46

Gambar 4.12 Pemodelan lapisan irisan bumi ....................................................... 46

Gambar 4.13 Peta persebaran gunungapi di Indonesia ........................................ 47

Gambar 4.14 Diagram Skenario meja landscape peraga berbasis AR ................ 47

Gambar 4.15 Use Case Diagram meja peraga berbasis AR ................................. 48

Gambar 4.16 Sequence Diagram meja peraga berbasis AR ................................ 48

Gambar 5.1 Grid vertex pada 3dsmax ................................................................ 49

Gambar 5.2 Model Pembentukan Gunungapi .................................................... 50

Gambar 5.3 Lapisan Perut Bumi ........................................................................ 50

Gambar 5.4 Tipe-tipe letusan ............................................................................. 51

Gambar 5.5 Model virtual persebaran gunungapi di Indonesia ......................... 51

Gambar 5.6 Diagram Alir visualisasi ARVolcano ............................................ 52

Gambar 5.7 Tampilan Awal Software 3dem..................................................... 54

Gambar 5.8 Tampilan 3dem setelah membuka file dem ................................... 54

xii

Gambar 5.9 Patch Smaller Area Gunung Merapi ........................................... 55

Gambar 5.10 Terrain Color Scale ..................................................................... 55

Gambar 5.11 Heightmap Gunung Merapi dan Gunung Sumbing ................... 56

Gambar 5.12 Tekstur Gunung Merapi dan Gunung Sumbing .......................... 58

Gambar 5.13 Model Virtual Letusan Merapi .................................................... 59

Gambar 5.14 Model Virtual Letusan Gunung Sumbing ................................... 60

Gambar 5.15 Unit Proses ................................................................................... 61

Gambar 5.16 Meja Marker dan Unit Visual ..................................................... 61

Gambar 5.17 Respon Pengunjung Terhadap banyaknya informasi .................. 63

Gambar 5.18 Respon Pengunjung Terhadap Ke-detail-an Obyek .................... 64

Gambar 5.19 Respon Pengunjung Tentang Kebosanan yang Ditimbulkan ...... 64

Gambar 5.20 Respon Pengunjung Terhadap Tingkat Ketertarikan ................ 64

Gambar 5.21 Respon Pengunjung Terhadap Tingkat Kesenangan yang

Dirasakan ..................................................................................... 65

Gambar 5.22 Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Penggunaan Alat

Peraga .......................................................................................... 66

Gambar 5.23 Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Memahami Materi . 66

Gambar 5.24 Respon Pengunjung Terhadap Interaktifitas Sarana Peraga ..... 67

Gambar 5.25 Respon Pengunjung Terhadap Experience yang Didapatkan ..... 67

Gambar 5.26 Respon Pengunjung Terhadap Kemudahan Metoda Interaksi .... 68

Gambar 5.17 Respon Pengunjung Terhadap banyaknya informasi..................69

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Gunung Merapi ..................................................................... 14

Tabel 1.2 Data Gunung Sumbing .................................................................. 15

Tabel 3.1 Data Pengunjung Museum Tahun 2007 ........................................ 29

Tabel 3.2 Data Pengunjung Museum dari kalangan pelajar Tahun 2007 ..... 29

Tabel 3.3 Kelebihan dan kekurangan lukisan/foto ........................................ 30

Tabel 3.4 Kelebihan dan kekurangan fosil/ batuan kegunungapian ............. 31

Tabel 3.5 Kelebihan dan kekurangan maket ................................................. 32

Tabel 3.6 Kelebihan dan kekurangan film dokumenter .............................. 32

Tabel 3.7 Spesifikasi Desain Magic Book .................................................. 39

Tabel 5.1 Tabel Pengujian fungsional ........................................................... 40

Tabel 5.2 Hasil Pengujian dengan user ......................................................... 68

Tabel 5.3 Alat Peraga yang Paling Diminati ................................................. 69

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

1. KUESIONER

2. FOTO-FOTO KEGIATAN PENGUJIAN DI MUSEUM GEOLOGI

BANDUNG (9 JULI 2008).