1

DETEKSI BERBASIS MARKER UNTUKMENGAMBIL (CAPTURE) GAMBAR

Muhammad Darussalam, 7407030034; Rizky Yuniar Hakkun, S.Kom, M.T; Setiawardhana, S.T

Abstract— Marker digunakan untuk sebagai penandayang terekam dalam kamera real time. Deteksi berba-sis marker menggunakan pengolahan citra, yang akanmenjadi peletakan objek (maya) dapat berupa animasi3D. Metode yang digunakan adalah dengan menggunakanARToolkit untuk dapat mengenali marker di mana satumarker digunakan untuk mengenali satu objek dan, ke-mudian OpenGL untuk menggambar dan menampilkanobjek di mana objek tersebut akan degenerate secaraotomatis dan realtime, serta DirectShow untuk mengambilgambar. Gambar disini sama halnya dengan pengambilanfoto menggunakan kamera digital. Tugas akhir denganjudul deteksi berbasis marker untuk mengambil (capture)gambar ini bertujuan untuk memperkenalkan penggunaanaugmented reality bahasa pemrograman berbasis C++sebagai antarmuka pendukung pengambilan (capture)gambar saat ini.

Index Terms— Key words : Kamera, Augmented Reality,C++, capture, ARTag, OpenGL, DirectShow.

I. INTRODUCTION

Perkembangan grafika komputer tidak bisa dilepaskandari perkembangan teknologi komputer. Grafika kom-puter mulai berkembang pesat setelah komputer semakincanggih, karena grafik sangat bermanfaat dan banyakdigunakan dalam kehidupan manusia, maka grafika kom-puter mendapatkan perhatian tersendiri sehingga kemu-dian mendapatkan jalan untuk terus berkembang. Yangsampai saat ini dapat diolah menjadi tampilan grafikkomputer virtual gambar di dunia nyata, dan memi-liki banyak potensi aplikasi di industri dan penelitianakademis. Dan ini lebih banyak dikenal dalam Aug-mented Reality (AR). Pengambilan gambar atau fotobanyak menggunakan kamera digital. Banyak yang bisadilakukan dengan gambar yang didapatkan. Sering kalimengabadikan moment penting untuk mengenang ke-

jadian tersebut. Sungguh sia-sia jika melupakan sajakejadian-kejadian indah yang pernah dilalui.

Augmented Reality saat ini lebih banyak digu-nakan dalam pengolahan grafika komputer. Dengandasar pemikiran untuk menggabungkan dunia maya dandunia nyata, banyak diperoleh ide-ide untuk memu-dahkan seseorang dalam menciptakan visualisasi yanglebih bagus, efisien, dan imajinatif. Augmented Realityadalah diagram atau animasi untuk penampilan suatuinformasi dalam penggabungan dunia nyata dan duniamaya[1]. Secara umum, augmented reality bersifat in-teraktif secara real-time dan terdaftar dalam animasi3D. Disini menggunakan DirectShow untuk mengambilgambar. DirectShow adalah penanganan Microsoft den-gan media-perpustakaan di Windows Platform. AplikasiARToolKit ini memberikan gambaran virtual yang akanditumpangkan melalui video langsung dari dunia nyata.Dari sudut pandang ARToolKit[2], DirectShow menye-diakan cara standar mengakses video capture hardwarepada Windows[3]. Pengambilan gambar tersebut akanmenghasilkan 2 jenis tampilan, yaitu tampilan real-time dan cuplikan gambar. Cuplikan gambar tersebutdapat disimpan sebagai file gambar, untuk meningkatkanfleksibelitas dapat disimpan dengan berbagai format filegambar menggunakan OpenGL[2].

II. METHODOLOGY

Theorem 1: Membangun program menggunakanARToolKit

2

Ada dua bagian untuk mengembangkan aplikasi yangmenggunakan ARToolKit; menulis aplikasi, dan pelati-han pengolahan gambar-rutinitas di dunia nyata penandayang akan digunakan dalam aplikasi. Kami mendasarkandi atasnya untuk menulis aplikasi baru. Demikianpula, pola pelatihan fase sebagian besar disederhanakandengan penggunaan alat sederhana. Langkah-langkahberikut harus diambil dalam kode utama aplikasi yangtertera pada Tabel 1.

Proses program ARToolKitSumber : http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/

documentation/index.html

Langkah 2 sampai 5 akan diulang terus menerussampai aplikasi berhenti, sedangkan langkah 1 dan 6hanya dilakukan pada inisialisasi dan shutdown dariaplikasi masing-masing. Selain langkah-langkah aplikasiini mungkin perlu untuk merespon mouse, keyboard atauaplikasi lain untuk peristiwa tertentu.

Theorem 2: Kamera untuk mengenali markerMarker adalah kotak yang dikenali oleh ARToolKit

dan dalam video online. Artinya, marker adalah polafisik yang telah dibuat atau dicetak. Marker memilikibeberapa kendala :

• Mereka harus persegi.• Marker memiliki bentuk yang tetap (umumnya hitam

atau putih) dan biasanya berada dengan latar belakangwarna yang kontras (biasanya kebalikan dari perbatasanwarna). Ketebalan batas marker adalah 25% dari panjangsebuah penanda tepi.

Setelah memiliki sebuah marker maka harus meny-impan pola tersebut dalam sebuah file yang nantinyabisa dikenali oleh kamera. ARToolkit telah menyediakan

library untuk mengenali sebuah marker, sehingga lebihmudah dalam mengenali marker.

Meletakkan objek pada markerARToolKit memberikan penanda posisi dalam sistem

koordinat kamera, dan menggunakan sistem matriksOpenGL posisi objek virtual.

Gambar 1. Sistem Koordinat ARToolKit (Kamera danMarker)

Sumber : http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/documentation/index.html

Pada Gambar 1 menunjukkan visualisasi pengambi-lan titik koordinat antara kamera dan marker. Penandakoordinat sistem memiliki orientasi yang sama sistemkoordinat OpenGL, maka setiap perubahan yang diter-apkan pada obyek yang terkait dengan penanda perlumenghormati prinsip-prinsip transformasi OpenGL. Se-bagai contoh, jika tidak ingin menampilkan kubus ditengah-tengah penanda koordinat sistem, tapi tampil diatas marker.

Theorem 3: Meng-capture gambarSetelah kita dapatkan daerah yang diinginkan, maka

kita cukup dengan menggeser marker sebagai tandabahwa kita telah meng-capture gambar. Disini meng-gunakan OpenCv untuk mengambil gambar. OpenCVadalah media-perpustakaan untuk pemograman bahasaC dalam pengolahan citra. Dari sudut pandang AR-ToolKit, OpenCV menyediakan cara standar mengaksesvideo capture hardware pada Windows. Pengambilangambar tersebut akan menghasilkan 2 jenis tampilan,yaitu tampilan real-time dan cuplikan gambar. Cuplikangambar tersebut dapat disimpan sebagai file gambar,

3

untuk meningkatkan fleksibelitas dapat disimpan denganberbagai format file gambar.

Kinerja ARToolKit

Aplikasi ARToolKit ini memberikan gambaran virtualyang akan ditumpangkan melalui video langsung daridunia nyata. Rahasianya ada di kotak hitam digunakansebagai penanda pelacakan. ARToolKit bekerja sebagaiberikut:

• Kamera menangkap video dari dunia nyata danmengirimnya ke komputer.

• Perangkat lunak pada komputer melalui video men-cari bingkai untuk setiap bentuk persegi.

• Jika persegi ditemukan, menggunakan beberapa soft-ware matematika untuk menghitung posisi kamera relatifterhadap kotak hitam.

• Setelah posisi kamera dikenal model grafis komputerdiambil dari posisi yang sama.

• Model ini digambar di atas video dari dunia nyatadan begitu muncul pada marker.

• Hasil akhir ditampilkan kembali di layar, sehinggaketika pengguna terlihat melalui layar mereka seolah-oleh melihat objek di dunia nyata.

III. RESULTS

Disini menyajikan kualitas kinerja rendering di-capai dan visual, serta keterbatasan implementasikita saat ini.Untuk pengujian, teknik disini meng-gunakan aplikasi AR sederhana dengan menggu-nanakan ARToolKit untuk deteksi marker dan mem-buat daerah kotak penyaring pengambilan gambar.Software yang digunakan didukung dengan sistemoperasi windows 7 dengan aplikasi Microsoft VisualStudio 6.0. Sedangkan untuk hardware didukungdengan tiga buah jenis marker dengan berbedapola, grafis NVDIA, dan kamera webcam. Gambardibawah merupakan hasil cuplikan ketika programdijalankan. Dua buah marker sebagai penanda un-tuk membuat garis kotak 2D.

Untuk menganalisa jalan program diperoleh dari ter-deteksinya marker dalam menjalankan program. Programdijalankan dengan mencari pola marker yang terekamdalam kamera dengan perbandingan acuan dengan filepola marker yang tersimpan dan telah diintegrasikandalam program. Dengan jarak tertentu marker tidak dapatterdeteksi, sebab program telah membaca pola tersebutberbeda dari file pola yang tersimpan dalam program.Untuk selanjutnya bisa dilihat dalam tabel dibawah ini.

Deteksi daerah marker

Deteksi jarak marker

Dalam hal menyimpan gambar, program ini meny-impan gambar sederhana dengan resolusi tertentu darikamera yang dipakai. Dapat dilihat dari tabel diatas,dari percobaan tersebut sistem dapat mengambil gambar

4

sempurna sampai jarak 1 meter, ketika melebihi 1metersistem mengalami kegagalan beberapa kali, terlebih lagipada percobaan berikutnya. Beberapa penyebab kega-galan ini diantaranya kamera tidak dapat mendeteksimarker dengan baik. Jadi perlu dipancing terlebih dahuludengan cara memajukan marker tersebut terlebih dahulu.

IV. CONCLUSIONS

Program ini menyajikan aplikasi untuk mengambilgambar secara virtual dengan aplikasi AR. Programyang digunakan cukup sederhana untuk aplikasi ARyang memodifikasi koordinat untuk menghasilkan daerahterdeteksi. Program ini tidak tergantung pada pelacakanyang mendasari teknologi dan mudah diintegrasikandalam aplikasi AR. Dalam kontras tinggi, program iniakan meningkatkan hasil dalam beberapa pixel. Bahkandalam kontras rendah, menghasilkan stabilitas lebih baik.Dengan mengambil keuntungan dari perangkat kerasgrafis mencapai hasil dengan minimal dampak terhadapkinerja program.

Beberapa aplikasi dengan dukungan perangkat kerasteknologi lebih canggih akan diimplementasikan di masadepan. Langkah terakhir program ini akan menjadipertimbangan untuk proses pengambilan gambar den-gan perangkat sederhana. Dengan demikian, programini bertujuan untuk menambah pengetahuan dalam halpengambilan gambar di lingkungan gabungan nyata danmaya, lebih tepatnya augmented reality.

REFERENCES

[1] Azuma, Ronald T. "A Survey of Augmented Reality", Presence:Teleoperators and Virtual Environments. vol. 6, no. 4, Aug.1997,pp.355-385

[2] Bogucki, Robert Andrzej. "Augmented Reality Device for FirstResponse Scenarios", Thesis, Master of Science in Electrical En-gineering, Gdansk University of Technology, Poland, Desember2006

[3] Joele, Dennis. "Development of an Augmented Reality systemusing ARToolKit and user invisible markers", Research Assign-ment, Master Programme Media & Knowledge Engineering,Valencia, 2005