Embed Size (px)
Citation preview
Teknologi CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)
Bedah Teknologi
PROPOSAL KERJA PRAKTEK
Oleh :
SAYED FACHRULRAZI
NIM. 06.111.0213
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
( STMIK ) MIKROSKIL
MEDAN
2009
LEMBARAN PENGESAHAN
Teknologi CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)
Bedah Teknologi
LAPORAN KERJA PRAKTEK
Diajukan untuk melengkapi Persyaratan Kurikulum pada Program Studi Teknik Informatika Strata satu
Oleh :
SAYED FACHRULRAZI
NIM. 06.111.0213
Disetujui pada Tanggal :28 Agustus 2009
oleh :
Dosen Pembimbing,
( Ir. Gregory F.V )
Diketahui dan Disahkan Oleh :
Ketua Program Studi Teknik Informatika
STMIK Mikroskil Medan
(Pahala Sirait, ST, M.Kom)
ABSTRAK
Secara sederhana, virtual reality adalah pemunculan gambar-gambar tiga
dimensi yang dibangkitkan komputer, yang terlihat nyata dengan bantuan sejumlah
peralatan tertentu. Teknologi ini, yang dapat diterapkan di berbagai bidang, dikenal
sebagai "virtual reality" [kenyataan maya], "virtual world" [dunia maya], atau "virtual
environment" [lingkungan maya]. Ciri terpentingnya adalah dengan menggunakan
perangkat yang dirancang untuk tujuan tertentu, teknologi ini mampu menjadikan
orang yang merasakan dunia maya tersebut terkecoh dan yakin bahwa yang
dialaminya adalah nyata.
Adapun tujuan studi ini adalah menganalisis dalam pengembangan proyek
berdasarkan konsep yang menggunakan stereoskopis video kamera bersama
retroreflective latar belakang pengguna, kemungkinan untuk ekstrak pengguna CAVE
stereoskopis gambar dan mengintegrasikan ke dalam proyeksi 3D. Laporan ini
membahas berbagai kemungkinan solusi teknis yang dapat membuat konsep ini
bekerja dan potensi keterbatasannya. Jika dibuktikan dapat bekerja, konsep ini akan
menjadi ideal dalam tahap pertama membawa sesuatu menjadi kenyataan yaitu dalam
penggunaan lingkungan secara virtual.
Dewasa ini pemanfaatan virtual reality dalam kehidupan manusia semakin
marak dan berkembang dengan pesat. Mulai dari aspek hiburan sampai kepada aspek
kesehatan mulai memanfaatkan virtual reality sebagai teknologi yang mampu
menciptakan bentuk dunia nyata kedalam dunia virtual tiga dimensi.
KATA PENGANTAR
Berkat rahmat Tuhan Yang Maha Esa, penulis bisa menyelesaikan Kerja Praktek
yang berjudul, Teknologi CAVE (Cave Automatic Virtual Environtment), sesuai
dengan yang direncanakan. Untuk itu puji syukur penulis panjatkan kepada-Nya.
Selanjutnya menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Gregory F.V, selaku Pembimbing yang telah membimbing penulis
selama mengerjakan Kerja Praktek ini.
2. Bapak Drs. Mimpin Ginting, MS, selaku Ketua STMIK Mikroskil Medan.
3. Bapak Pahala Sirait, ST, M.Kom, selaku Ketua Program Studi Teknik
Informatika STMIK Mikroskil Medan.
4. Bapak dan Ibu Dosen yang telah mendidik dan membimbing penulis dalam
mengerjakan Kerja Praktek ini.
5. Semua yang telah membantu penulis untuk terselesaikannya Kerja Praktek
ini.
Kerja Praktek ini dibuat guna melengkapi persyaratan kurikulum pada Program
Studi Teknik Informatika Strata Satu, STMIK Mikroskil Medan. Semoga hasil dari
Kerja Praktek ini ada manfaatnya bagi pihak yang berkepentingan.
Medan,
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK……………………………………………………………………...........iiiKATA PENGANTAR………………………………………………………………ivDAFTAR ISI…………………………………………………………………………vDAFTAR GAMBAR………………………………………………………………viii
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………………...…11.1. Latar Belakang……………………………………………………............1
1.2. Perumusan Masalah………………………………………………….........2
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian………………………................................2
1.4. Ruang Lingkup Masalah…………………………………………….........3
1.5. Metodologi Penelitian………………………………….……………........3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………….......….4
2.1. Realitas Maya (Virtual Reality)………………………..……….................4
2. 1. 1. Tingkat pencelupan VR dalam sistem……………..………................10
2. 1. 2. Virtual reality Modeling Language (VRML).......................................12
2. 1. 3. Aplikasi dari Virtual Reality………………………………................12
2. 1. 3. 1. Motivasi untuk menggunakan VR…………….………..................13
2. 1.3.2. Data dan visualisasi arsitektur………………….………...................13
2. 1.3.3. Modeling, designing and planning……………………….................15
2.1.3.4. Telepresence and teleoperating…………………………...................16
2.1.3.5. Entertainment……………………………………………..................18
2.2. Teknologi Virtual Reality………………………………..………..................18
2.2.1. Input devices…………………………………………..………............19
2.2.2. Output devices………………………………………………….........21
2.2.3. Peranan Visual………………………………………….………........21
2.2.3.1. Bidang Penglihatan………………………………..………...............21
2.2.3.2. Ketajaman Visual……………………………………….……….............22
2.2.3.3. Resolusi Sementara………………………………..………...............23
2.2.3.4. Cahaya dan Warna…………………………………………..............23
2.2.3.5. Persepsi Kedalaman………………………………….………...........23
2.3. Interaksi Manusia Dengan Komputer (Ergonomi)………………...........24
DAFTAR ISI
2.3.1. Sistem Pengukuran Ergonomi………………………………...............25
2.3.1.1. Human CAD Man Modelling System………………………............25
2.3.1.2. Lay Out dan Geometri………………………………………............25
2.3.1.3. Anthropometric Database……………………………………............25
2.3.1.4. Biomechanical Modelling System…………………………..............25
2.3.1.5. Comfort Zone Measurement……………………………………......26
2.4. Peluang Pemodelan Digital di Masa Depan…………………….........27
2.5. Menggunakan Virtual Reality Pada Pendidikan………………..........29
2.5.1. Potensi Menggunakan Virtual Reality di Lingkungan……….............31
2.5.2. Membangun Virtual Reality Untuk Pendidikan………………..........32
2.6. Penemuan terbesar abad ini……………………………………..........33
BAB III. PEMBAHASAN........................................................................................36
3.1. Deskripsi CAVE…………………………………………………......36
3.2. Perlengkapan CAVE……………………………………………........37
3.2.1. Struktur Kesuluruhan…………………………………………….......37
3.2.2. Proyektor dan Cermin………………………………………………..37
3.2.3. Kacamata Stereo…………………………………………………….38
3.2.4. Stereo emitters……………………………………….............................38
3.2.5. Wand…………………………………………………………….......38
3.2.6. Tracking systems………………………………………………….....38
3.2.7. Audio system………………………………………………………...39
3.2.8. Workstation……………………………………………………….....39
3.2.9. Immersadesk………………………………………………………....39
3.3. CAVE Programming……………………………………………….........40
3.3.1. Kompilasi Program CAVE……………………………………….....40
3.3.2. Display callbacks………………………………………………….....41
3.4. Interaksi……………………………………………………………...42
3.4.1. Pelacak (Tracker)…………………………………………………….43
DAFTAR ISI
3.4.2. Controller………………………………………………………….....43
3.5. Navigasi……………………………………………………………...44
3.6. Multiprocessing……………………………………………………....45
3.7. Networking…………………………………………………………..47
3.8. Bentuk dari Program CAVE Dasar………………………………….…49
3.8.1. Program Code…………………………………………………….….49
3.8.2. Program Flow………………………………………………………...49
3.9. CAVE Library( perpustakaan)…………………………………….....50
3.9.1. Tipe Data………………………………………………………….....50
3.9.2. Basic CAVE Functions………………………………………....…....52
3.10. Simulasi CAVE………………………………………………….......54
3.10.1. Simulasi Tracking…………………………………………………....54
3.10.1.1. Head Control……………………………………………………....54
3.10.1.2. Wand Controls………………………………………………….....55
3.10.1.3. Simulasi Display…………………………………………………..56
3.11. Software pendukung………………………………………………...57
3.11.1. Sample Program 1……………………………………………….......59
3.11.2. Sample Program 2 (openGL)…………………………………….....60
BAB IV. RANGKUMAN.........................................................................................63
4.1. Alat-alat yang digunakan.........................................................................64
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN...................................................................65
5.1. Kesimpulan……………………………………………………………...65
5.2. Saran……………………………………………………………………..65
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 CAVE..................................................................................................................7
Gambar 2.2 Empat dinding pada CAVE.................................................................................7
Gambar 2.3 Virtual Reality Sistem............................................................................11
Gambar 2.4 VR in architecture: (a) Ephesos ruins, (b) reconstruction of destroyed
Frauenkirche in Dresden (IBM).........................................................................15
Gambar 2.5. Exploration of airflow using Virtual Wind Tunnel
developed at NASA Ames: (a) outside view, (b) inside view...........................15
Gambar 2.6 FhG Virtual Design.............................................................................................16
Gambar 2.7 The idea of teleoperating.....................................................................................17
Gambar 2.8 The advanced teleoperation system developed at NOSC....................................17
Gambar 2.9 VR in entertainment: Virtuality 1000DS from W-Industries..............................18
Gambar 2.10 Basic components of VR immersive application..............................................19
Gambar 2.11 SpaceBall...........................................................................................................20
Gambar 2.12 CyberMan..........................................................................................................20
Gambar 2.13. Human field of view: (a) vertical, (b) horizontal.............................................22
Gambar 2.14. Pemodelan 3D Human CAD System...................................................26
Gambar 2.15 flow chart Ergonomik Test...................................................................27
Gambar 3.1 CAVE System....................................................................................................36
Gambar 3.2 ImmersaDesk Diagram.......................................................................................40
Gambar 3.3 Koordinat CAVE....................................................................................42
Gambar 3.4 Program Flow...................................................................................................45
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seluruh informasi yang kita miliki tentang dunia di mana kita hidup
disampaikan kepada kita melalui panca indra kita. Dunia yang kita ketahui, terdiri dari
apa yang dilihat mata kita, yang disentuh tangan kita, yang dicium hidung kita, yang
dirasakan lidah kita, dan yang didengar telinga kita. Tidak pernah terpikirkan oleh kita
bahwa dunia "luar" tersebut bisa jadi berbeda dari apa yang ditampilkan oleh indra
kita dikarenakan selama ini kita senantiasa bergantung hanya pada panca indra
tersebut sejak saat kita dilahirkan.
Mungkin kebanyakan dari kita pernah mendengar kata VR ( Virtual Reality ),
sebuah format gambar yang memungkinkan pengguna melihat sebuah gambar virtual
yang mendekati kenyataan dengan keleluasaan kita untuk mengakses gambar secara
3D. Teknologi ini dikenalkan pertama kali pada tahun 1990. Namun sayangnya
format ini tidak begitu populer bahkan sangat jarang digunakan untuk aplikasi web.
Akan tetapi, penelitian ilmiah modern di berbagai bidang mengarahkan kita
pada suatu pemahaman yang sama sekali berbeda, sehingga memunculkan keraguan
besar terhadap panca indra kita dan dunia yang kita kenal melalui panca indra ini.
Titik awal pemahaman ini adalah gagasan bahwa apa pun yang kita rasakan sebagai
"dunia luar" hanyalah tanggapan yang dibentuk di dalam otak kita oleh sinyal-sinyal
listrik. Warna merah apel, sifat keras kayu, ibu dan ayah kita, keluarga kita, dan
segala sesuatu yang kita miliki, rumah kita, pekerjaan kita, dan bahkan baris-baris
tulisan ini, hanya tersusun dari sinyal-sinyal listrik. Perkembangan teknologi masa
kini telah memungkinkan manusia untuk merasakan suatu pengalaman yang nyata
tanpa perlu adanya "dunia luar" atau "materi." Kemajuan sangat besar dalam
teknologi virtual reality telah menghasilkan sejumlah bukti-bukti yang secara khusus
sangat meyakinkan.
Sesuai dengan uraian di atas, penulis akan menganalisa teknologi yang
digunakan pada realitas maya atau virtual reality ini untuk menganalisa perancangan
teknologi yang digunakan, dan bagaimana konsep kerja alat tersebut. Setidaknya jika
tidak dapat memberitahukan informasi ini kepada seluruh lapisan masyarakat tetapi
dapat memberikan informasi ini didalam lingkup kecil yaitu kita sendiri sebagai
mahasiswa dan orang-orang terdekat saja. Untuk mengikuti perkembangan teknologi
tersebut, penulis melakukan kerja praktek dengan judul “Teknologi CAVE(Cave
Automatic Virtual Environtment)”.
1.2. Perumusan Masalah
Sesuai dengan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, maka
rumusan masalah dalam tulisan ini adalah :
a. Menganalisa bagaimana perancangan teknologi yang digunakan pada alat
virtual reality ini sehingga dapat memberikan kesan visual yang nyata kepada
kita yang menggunakannya.
b. Bagaimana menerapkan dari segi pendidikan melalui virtual reality kepada
kalangan masyarakat untuk pembelajaran.
c. Bagaimana menggunakan aplikasi tiga dimensi untuk menjalankan CAVE ini.
1.3. Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari pelaksanaan kerja praktek ini adalah untuk menganalisa
perkembangan teknologi virtual atau maya dan menguji kelayakan virtual reality
tersebut sebagai media pembelajaran.
Adapun manfaat dari pelaksanaan kerja praktek ini adalah memberikan
informasi kepada kalangan masyarakat kelebihan menggunakan CAVE untuk
melakukan simulasi dari segi ilmu pengetahuan dan simulasi untuk melakukan
percobaan yang memungkinkan terjadi resiko yang cukup besar apabila dilakukan di
dalam kehidupan nyata.
1.4. Ruang Lingkup Masalah
Melihat penggunaan realitas virtual sangat luas cakupannya, maka
pembahasan dalam pelaksanaan kerja praktek ini adalah hanya menganalisa
perancangan teknologi virtual pada alat simulasi ruangan untuk pemunculan gambar
3D, yang biasanya digunakan untuk simulasi penggunaan pesawat terbang atau
simulasi lingkungan sekitar kita dengan menggunakan teknologi CAVE (Cave
Automatic Virtual Environtment).
1.5. Metode Penelitian
a. Mengenali konsep kerja, desain, evaluasi dari sistem yang sudah ada b. Mengumpulkan bahan referensi dan mempelajarinya untuk proses penulisan
kerja praktek ini.c. Mendalami cara kerja, kandungan ilmiah, pengembangan dari suatu teknologi
virtual dengan menggunakan tools CAVE.d. Mempelajari aplikasi pendukung teknologi virtual CAVE.e. Pembuatan laporan kerja praktek.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Realitas Maya (Virtual Reality)
Salah satu buah karya manusia yang paling besar pengaruhnya dalam proses
perancangan adalah teknologi Virtual Reality (Realitas Maya). VR (virtual Reality)
merupakan cara baru dalam komunikasi manusia dengan mesin dalam hal ini
komputer (human-computer interface technology). Unsur penting dalam VR adalah
keterlibatan secara total segenap inderawi manusia dalam proses desain seperti
melihat, merasakan, memegang dan mendengar. Semua itu disimulasikan dalam satu
perangkat terintegrasi yang berjalan secara real time. Sejarah VR dimulai pada 1968
ketika untuk pertama kalinya Ivan Shuterland membangun sistem tampilan yang
berhubungan dengan gerakan kepala. VR sendiri muncul setelah adanya penelitian
tentang perangkat helm yang memiliki layar monitor di dalamnya (Head mounted
Display) oleh Jim Clark tahun 1974 di Amerika Serikat. VR membuka peluang
menjadi antarmuka (interface) antara manusia dengan komputer. Oleh penemu yang
sama pada tahun 1982 lahirlah Silicon Graphics, komputer kapabilitas tinggi yang
mampu mengolah citra grafik yang sangat rumit. Dua tahun kemudian William
Gibson meluncurkan novel berjudul Neuromancer yang banyak berbicara tentang
dunia maya dan cyberspace. Pemikirannya ini turut mempengaruhi gelombang
penciptaan teknologi maya pada kaum Posmodernis. Pada tahun 1989, kata virtual
reality menjadi populer setelah ditemukannya perangkat yang mampu berinteraksi
dengan kemampuan inderawi manusia misalnya Kacamata CrystalEyes yang mampu
memberi citra streoskopik, dan Sense8 yang menciptakan software interaktif berupa
real time 3D graphics beserta perangkat pendukung VR lainnya. Perusahaan otomotif
Volvo dan perusahaan penerbangan Boeing menggunakan VR pertama kali untuk
mensimulasikan gerakan kendaraan agar didapat kenyamanan dan keselamatan dalam
berkendara. Simulasi penerbangan merupakan aplikasi VR tercanggih dan terlama
yang tampak lebih realistis ketimbang menerbangkan pesawat yang sederhana. Pilot-
pilot baru dilatih memegang control pesawat dengan penumpang untuk pertama
kalinya dalam boeing 747 karena mereka dapat belajar lebih banyak dalam simulator
daripada dalam pesawat sesungguhnya. Dalam simulator seorang pilot dapat
dihadapkan pada semua jenis situasi yang jarang terjadi, bahkan dalam kenyataannya
mungkin mustahil terjadi. Ia dapat mengalami situasi yang lebih gawat dari sekedar
mengalami kecelakaan atau menghancurkan pesawat yang sesungguhnya. Berbeda
pula hal tersebut apabila program VR dipakai untuk orang yang sedang belajar
mengemudi. Di jalan yang licin seorang anak lari menyeberang dan terjebak di antara
dua mobil sementara dalam keadaan panik kita tidak tahu bagaimana harus bertindak.
VR memungkinkan kita mengalami situasi dengan tubuh kita sendiri. Perangkat yang
mereka gunakan pada saat itu adalah Silicon Graphics dengan Onyx Reality Engine
pada tahun 1992. Dan pada perkembangan selanjutnya bermunculan perangkat lunak
yang lebih yang lebih spesifik dalam memecahkan masalah pemodelan seperti pada
bidang engineering, desain produk, arsitektur, kedokteran, sains, entertainment dan
sebagainya.
Pada dasarnya, konfigurasi VR tersusun dari perangkat-perangkat :
1. Sensorama, di tahun 1960-1962 Morton Heilig membuat multi-
indrawi simulator. Sebuah prerecorded film dalam warna dan stereo,
dan sudah menambah suara binaural, wangi-wangian, dan hembusan
angin. Ini adalah pendekatan pertama untuk membuat sistem virtual
reality yang memiliki semua fitur seperti lingkungan, tetapi tidak
interaktif.
2. The Ultimate Display, di tahun 1965 Ivan Sutherland mengusulkan
solusi yang paling virtual reality yaitu membuat sebuah dunia
konstruksi konsep interaktif yang menyertakan gambar, force-
feedback, suara, bau dan rasa.
3. VCASS, Thomas Furness di US laboratorium medis angkatan udara,
pada tahun 1982 mengembangkan gabungan visual dengan Airborne
Systems Simulator, sebuah penerbangan simulator dimana seorang
pilot pesawat memakai sebuah HMD(Head Mounted Display) yang
dapat melihat target atau informasi musuh pada sebuah layar tiga
dimensi dan juga informasi mengenai jalur penerbangan secara
optimal.
4. BOOM, dikomersialkan pada tahun 1989 oleh Replika laboratorium
Ruang Angkasa. BOOM adalah sebuah kotak kecil berisi dua CRT
monitor yang dapat dilihat melalui lubang seperti kacamata. Pengguna
dapat mengambil kotak, tetap dengan mata dan bergerak melalui dunia
maya, sebagai mekanik lengan mengukur posisi dan orientasi dari
kotak.
5. Sensory-immersion VR, yaitu perangkat-perangkat antar muka
(interface) yang melibatkan secara langsung sensasi inderawi seperti
headmounted display (helm VR), data glove (sarung tangan), dan body
suit (rompi VR). Helm dengan penutup mata (headmounted display)
memberikan gambaran perspektif yang berbeda tentang benda yang
dilihat. Begitu kepala digerakkan, gambar-gambar akan bergerak
demikian cepat berubah sehingga kita akan merasa seperti membuat
perubahan-perubahan ini dengan gerakan kepala. Manusia adalah
penyebab dan bukan sebagai penerima akibat.
6. Projection VR, mencakup interaksi dengan proyeksi objek pada layar
lebar yang merepresentasikan lingkungan virtual buatan seperti CAVE
(Cave Automatic Virtual Environtment) atau Responsive Workbench.
7. Simulator VR, mencakup lingkungan buatan fisik yang bertujuan
untuk lebih mendekatkan lingkungan realita kepada pengguna. Pada
industri otomotif, umumnya mereka membangun sebuah mock up
kabin penumpang lengkap dengan monitor yang berfungsi sebagai
kaca depan yang dihubungkan dengan perangkat VR sehingga secara
dinamis mock up mampu memberikan efek natural seperti getaran atau
goncangan.
8. Desktop VR, mencakup perangkat keras yang menunjukkan proses
pemodelan VR di layar komputer.
9. Cave (Cave Automatic Virtual Environtment) telah dikembangkan di
University of Illinois di Chicago dan memberikan ilusi dari pencelupan
oleh proyeksi gambar stereo pada dinding dan lantai kamar berukuran
kubus. Beberapa orang memakai kacamata stereo ringan dapat
memasukkan dan berjalan dengan bebas di dalam CAVE.
Gambar 2.1 CAVE
Gambar 2.2 empat dinding pada CAVE
Proses Desain dengan Aplikasi Virtual Reality pada lingkungan buatan CAVE
Gagasan dibalik VR adalah memberikan pengalaman di dunia lain dengan
memandang apa yang biasa dilihat dan yang lebih penting memberikan gambaran
perubahan yang terjadi (real time) begitu sudut pandang dirubah. Persepsi ruang
dipengaruhi oleh berbagai petunjuk visual, seperti ukuran, kecerahan, dan gerakan.
Petunjuk visual terkuat adalah perspektif, terutama tampak kuat dalam bentuk
binokularnya di mana mata kanan dan kiri melihat gambar-gambar yang berbeda dan
menggabungkan gambar-gambar itu ke dalam persepsi tiga dimensi. Ini merupakan
dari stereovision. Persepsi tentang kedalam yang muncul karena masing-masing mata
melihat gambar yang sama secara berbeda. Ini disebut sebagai paralaks mata. Efek ini
paling efektif bekerja pada benda-benda yang sangat dekat. Benda-benda jauh
sebenarnya memberikan gambar yang sama pada masing-masing mata. Kita pernah
heran menyaksikan film tiga dimensi yang seakan-akan mempunyai banyak gerakan
maju dan mundur di daerah dekat, atau benda-benda seakan-akan terbang kearah
pemirsa, jika kita pernah masuk dan melihat film dokumenter pada layar super lebar
di Teater Imax.
Keong Mas Taman Mini Indonesia Indah, kita akan merasakan dramatisasi
yang hampir sama. Oleh karena visibility mata yang terbatas (sekitar 60 derajat) maka
layar super lebar akan nampak sebagai jendela mata yang tidak memberi peluang
mata untuk melihat sesuatu di luar layar tersebut. Akibatnya apabila kamera film
melakukan long shot dan close up secara tiba-tiba dari perspektif lanskap maka kita
akan merasa dilempar ke atas udara atau terjun bebas dari ketinggian.
Pengalaman lain barangkali akan lebih menawarkan perangkat lingkungan
yang tidak lagi memerlukan helm khusus. Alternatifnya adalah meninggalkan helm,
yang memberikan gambar perspektif kepada setiap mata secara terpisah dan beralih
kepada yang dinamakan teknologi auto-strereoskopik, yang mengembangkan suatu
obyek nyata atau citra holografik dalam ruang dan mengirimkannya ke kedua mata.
Ini memberikan ide kepada produser film Star Trek “Next Generation” untuk
menciptakan kabin virtual holodeck.
Kini di Negara-negara maju, pemakaian teknologi VR telah umum digunakan
pada kebanyakan industri manufaktur. Investasi VR telah mampu mereduksi waktu
dan biaya yang dikeluarkan untuk proses desain manufaktur pemasaran. Fase yang
paling menyedot biaya prototyping. Bisa dibayangkan apabila perusahaan otomotif
harus membangun prototip dan membuat uji coba dengan cara ditabrakkan (crash test
simulation) atau uji aerodinamik (airflow dynamic simulation). Kemudian hasil
analisis tumbukan digunakan untuk memperbarui prototip tahap selanjutnya. Waktu
dan biaya yang diperlukan sangatlah besar. Coba bayangkan apabila harus dibangun
sebuah pesawat untuk uji terbang? Dengan VR semua hal itu dapat disimulasikan
secara real time dan analisis yang terjadi bias lebih akurat (tergantung dari seluruh
data variable yang dimasukkan).
Bahkan dengan VR pun seorang pematung atau desainer akan langsung
mendesain dengan cara mereka bentuk material virtual 3D (mis. Clay atau plasticine)
dengan cara virtual pula. Tangan akan seolah-olah merasakan bentuk permukaan
model. Model yang kurang proporsional dapat langsung dirubah dengan cara
menggerakkan tangan seperti orang membuat patung dari tanah liat.
2. 1. 1 Tingkat pencelupan VR dalam sistem
Pada sistem lingkungan virtual layar komputer menghasilkan tayangan
indrawi yang dikirimkan ke indera manusia. Jenis dan kualitas ini menentukan tingkat
pencelupan dan rasa di VR. Dengan resolusi tinggi yang ideal, berkualitas tinggi dan
konsisten atas semua display, informasi harus disampaikan ke seluruh indera
pengguna. Selain itu, lingkungan itu sendiri harus bereaksi realistis untuk tindakan
pengguna. Banyak aplikasi merangsang hanya satu atau beberapa dari indera,
seringkali dengan kualitas rendah dan tidak sinkronnya informasi. Kami menemukan
sistem VR yang sesuai dengan tingkat pencelupan yang ditawarkan kepada
pengguna, yaitu :
1) Desktop VR, kadang-kadang disebut sistem Window of World (WoW). Ini
adalah jenis aplikasi sederhana virtual reality. Menggunakan monitor
konvensional untuk menampilkan gambar (biasanya monoskopic) di dunia.
Tidak ada indrawi output yang didukung.
2) Fish Tank VR, meningkatkan versi Desktop VR. Sistem ini mendukung
pelacakan dengan kepala dan karenanyavdapat meningkatkan rasa "menjadi
ada" karena gerakan efek parallax. Alat masih menggunakan monitor
konvensional (sering dengan LCD rana gelas stereoskopis untuk melihat)
tetapi umumnya tidak mendukung indrawi output.
3) Immersive systems, versi yang sangat mendukung sistem VR . Mereka
membiarkan pengguna sepenuhnya membenamkan dalam dunia komputer
yang dihasilkan dengan bantuan HMD(Head Mounted Display) yang
mendukung stereoskopis melihat pemandangan yang sesuai untuk pengguna
posisi dan orientasi. Sistem ditingkatkan oleh audio, dan haptic indrawi
antarmuka.
Gambar 2.3 Virtual Reality Sistem
2. 1. 2 Virtual reality Modeling Language (VRML)
Paling menarik adalah perkembangan berkelanjutan VRML (Virtual Reality
Modeling Language) di World Wide Web. Selain HTML (hypertext markup
language), yang telah menjadi standar authoring alat untuk penciptaan halaman
rumah, VRML menyediakan tiga dimensi alam terpadu dengan hyperlink di web.
Halaman rumah menjadi ruang rumah. Pada tampilan VRML model melalui VRML
plug-in untuk browser Web biasanya dilakukan pada grafik di bawah mouse-monitor
dan kontrol, karena itu, tidak sepenuhnya immersive. Namun, sintaks dan data
struktur VRML menyediakan alat yang sangat baik untuk pemodelan tiga dimensi
dunia yang fungsional dan interaktif dan yang pada akhirnya akan ditransfer
sepenuhnya immersive ke dalam sistem. Versi VRML 2,0 menjadi internasional ISO /
IEC standar di bawah nama VRML97.
2. 1. 3 Aplikasi dari Virtual Reality
Ada banyak aplikasi dalam domain dari kesehatan, pendidikan dan belajar
sepanjang hayat, manufaktur, dan di tempat ini menunjukkan teknologi yang
menjanjikan untuk meningkatkan produktivitas. Hasil awal menunjukkan peningkatan
produktivitas dan pengurangan biaya dan sumber daya. Contoh saat ini digunakan
antara lain: jaringan pencarian dari database dan perpustakaan; manipulasi molekul
untuk pengembangan perangkat nanotechnology dan sistem kimia; bersama intervensi
bedah; pemodelan, simulasi, dan analisis, ilmiah dan teknis visualisasi aplikasi;
prototyping dan perencanaan, dan pelatihan dan monitoring kompleks tugas manusia-
komputer.
Aeronautika nasional dan Administrasi Ruang Angkasa (NASA) menyadari
pentingnya virtual reality seawal pertengahan '80. Mereka menggunakan untuk
teknologi berbasis ruang operasi, seperti buldoser yang mengemudi di bulan dengan
remote control atau menggunakan sebagai perangkat pelatihan . Tiga dimensi simulasi
di ruang stasiun, pemandangannya dari Mars, dan kompleks skenario lainnya
dibangun oleh NASA. Kegunaan aplikasi VR juga meliputi pelatihan di berbagai
bidang militer, medis, peralatan operasi, pendidikan, desain evaluasi (virtual
prototyping), berjalan melalui arsitektur, faktor manusia dan studi ergonomic,
simulasi perakitan sequence, bantuan untuk orang cacat, belajar dan perawatan
phobias (misalnya takut ketinggian), hiburan, dan banyak lagi.
2. 1. 3. 1 Motivasi untuk menggunakan VR
Virtual reality telah menarik minat banyak orang dalam beberapa tahun
terakhir. Paradigma yang baru dari pengguna ini menawarkan keuntungan besar
dalam berbagai bidang aplikasi. Memberikan berbagai kemudahan, kuat, intuitif
dengan cara interaksi kerja antar manusia dan komputer. Pengguna dapat melihat dan
memanipulasi simulasi lingkungan dengan cara yang sama halnya pada saat kita
bertindak dalam dunia nyata. Oleh karena itu banyak aplikasi seperti penerbangan
simulator, arsitektur walkthrough visualisasi data dan sistem tersebut dikembangkan
relatif cepat. Nantinya, VR telah diterapkan adalah sebagai teleoperating dan
kolaborasi media, dan tentu saja di kawasan hiburan.
2. 1.3.2 Data dan visualisasi arsitektur
Untuk waktu yang lama orang telah mengumpulkan jumlah yang besar dari
berbagai data. Pengelolaan megabyte, gigabyte atau bahkan informasi yang tidak
mudah. Untuk membuat penuh penggunaan itu, visualisasi teknik khusus tersebut
dikembangkan. Tujuan mereka adalah untuk membuat data yang jelas dan dapat
diakses dengan mudah bagi manusia. Desktop komputer yang dilengkapi dengan
paket-paket data dan visualisasi sederhana petangkat antarmuka yang jauh dari solusi
yang optimal untuk presentasi data dan manipulasi. Virtual reality menjanjikan lebih
intuitif cara interaksi.
Pertama upaya untuk menerapkan VR sebagai alat yang visualisasi arsitektur
sistem walkthrough. Perintis yang bekerja dalam bidang ini dilakukan di Universitas
North Carolina setelah awal tahun 1986, dengan sistem baru yang dikembangkan oleh
generasi penerus. Banyak kelompok penelitian lainnya membuat impresif aplikasi
hanya berdasarkan visualisasi dari Santo Petrus Basilica di Vatikan disajikan di
kongres Virtual Kenyataan Dunia '95 di Stuttgart atau komersial desain alat Virtual
Kitchen. Rasa keberadaan dan rasa dalam ruang bangunan virtual yang tidak dapat
dijangkau, bahkan yang paling realistis masih bergambar atau animasi. Satu dapat
menonton dan melihat di bawah kondisi pencahayaan yang berbeda fasilitas seperti
nyata. Satu bahkan dapat berjalan melalui tidak ada rumah orang yang hancur (lihat
gambar. 2.5) seperti misalnya, Frauenkirche di Dresden, atau bahkan yang sydah tidak
dibuat lagi.
Kegunaan lainnya adalah dimana VR juga sangat berguna pada visualisasi
ilmiah. Navigasi melalui jumlah besar data tervisualisasi dalam ruang tiga dimensi
semudah seperti halnya kita berjalan. Contoh yang mengesankan dari aplikasi Virtual
Wind Tunnel dikembangkan di NASA Ames Research Center. Menggunakan
program ini, para ilmuwan dapat menggunakan sarung tangan untuk memasukkan
data dan memanipulasi stream of virtual dalam aliran udara di sekitar model digital
dari sebuah pesawat atau ruang antar jemput. Mereka dapat bergerak di sekitar untuk
melihat dan menganalisis perilaku dinamis dan aliran udara dengan mudah
menemukan bidang ketidakstabilan pada pesawat (lihat gambar. 2.4). Kelebihan
seperti pada sistem visualisasi ini meyakinkan dan menjelaskan bahwa menggunakan
teknologi ini, desain proses yang rumit misalnya dari bentuk sebuah pesawat terbang,
maka tidak memerlukan bangunan mahal dari model kayu atau apapun. Hal ini
menjadikan tahap desain yang lebih singkat dan lebih murah. Keberhasilan NASA
Ames mendorong perusahaan lain untuk membangun instalasi serupa di
Eurographics'95 Volkswagen, bekerja sama dengan Fraunhofer Institute Jerman
disajikan sebuah prototipe dari virtual terowongan angin untuk penjelajahan aliran
udara di sekitar badan mobil.
Gambar 2.4 VR in architecture: (a) Ephesos ruins, (b) reconstruction of destroyed
Frauenkirche in Dresden (IBM).
Gambar 2.5 Exploration of airflow using Virtual Wind Tunnel developed at NASA Ames:
(a) outside view, (b) inside view.
2.1.3.3 Modeling, designing and planning
Dalam pemodelan realitas maya menawarkan kemungkinan untuk menonton
dalam waktu yang nyata dan ruang model obyek nyata seperti yang akan terlihat.
Yang paling menonjol hanya beberapa contoh: dikembangkan di Fraunhofer Institut
Virtual Desain (lihat gambar. 2.6) atau sudah disebutkan sebelum Virtual Kitchen,
alat untuk desainer interior yang dapat memvisualisasikan sketsa ruangan. Alat ini
juga dapat mengubah warna, textures posisi benda, bagaimana mengamati secara
instan seluruh ruangan sekitarnya yang terlihat seperti adanya.
Gambar 2.6 FhG Virtual Design
Keuntungan dari teknologi ini adalah pengguna dapat melihat dan bahkan
merasakan bagaimana bentuk permukaan dengan menggunakan ujung jari. Walaupun
ini adalah karya murni laboratorium percobaan, mereka percaya bahwa kemungkinan
besar aplikasi ini akan diterapkan di dalam industri, misalnya dengan membangun
atau memperbaiki mobil atau pesawat terbang bentuk tubuh langsung di ruangan
virtual.
2.1.3.4 Telepresence and teleoperating
Telepresence adalah teknologi yang memungkinkan orang untuk beroperasi
dalam lingkungan yang jauh dengan pengguna VR (lihat gambar. 2.7 dan 2.8).
kemungkinan satu-satunya pada kasus ini adalah pada remote control, lingkungan
yang jauh mungkin berbahaya untuk kesehatan manusia atau kehidupan, dan tidak
mendukung teknologi lainnya seperti tingginya kecekatan operasi. Gambar 2.8
menyajikan contoh dari master dan slave bagian teleoperating sistem.
Proyek yang nanomanipulator menunjukkan aspek yang berbeda dari operasi
telepresence dalam lingkungan yang jauh dari segi skala. Sistem ini yang
menggunakan HMD (Head Mounted Display) dan kekuatan-masukan manipulasi
memungkinkan ilmuwan untuk melihat mikroskop, merasakan dan memanipulasi
permukaan sampel.
Gambar 2.7 The idea of teleoperating
Gambar 2.8 The advanced teleoperation system developed at NOSC.
2.1.3.5 Entertainment
Karena terus mengalami penurunan harga dan terus berkembangnya tenaga
hardware akhirnya VR telah dibawa ke massa(wadah) yang baru dan telah ditemukan
dalam aplikasi hiburan. Dalam tahun terakhir industri telah berhasil membawa VR ke
pasar jaringan sistem game multiplayer (lihat gambar. 2.9). Walaupun instalasi
perangkat ini sangat rumit, akan tetapi jumlah pasar untuk game hiburan rumah ini
sangat berkembang pesat. Vendor video game seperti Sega dan Nintendo menjual
permainan (game) VR yang sederhana, dan ada juga yang meningkatkan PC
sederhana berbasis perangkat VR. Contoh yang menonjol meliputi Insidetrak (PC
sederhana versi Polhemus Fastrak), i-Glasses (Head Mounted Glasses) atau Mattel
PowerGlove.
Gambar 2.9 VR in entertainment: Virtuality 1000DS from W-Industries
2.2 Teknologi Virtual Reality
Virtual Reality memerlukan daya yang lebih standar untuk melakukan sistem
desktop. Tambahan input dan output perangkat keras dan driver khusus yang
diperlukan untuk meningkatkan interaksi. Tetapi kita harus mengingat bahwa ekstra
keras tidak akan membuat sistem VR secara immersive. Khusus pertimbangan dengan
membuat sebuah proyek dari sistem dan perangkat lunak yang khusus juga
diperlukan.
Pertama, mari kita mengenali dasar komponen aplikasi VR immersive:
Gambar 2.10. Basic components of VR immersive application.
Gambar 2.10 menggambarkan bagian yang paling penting dari interaksi loop antara
manusia dan komputer untuk setiap sistem immersive. Pengguna dilengkapi dengan
HMD(Head Mounted Display), pelacak dan perangkat manipulasi opsional (misalnya,
mouse tiga dimensi, data sarung dll). Sebagai manusia melakukan tindakan seperti
berjalan kaki, kepala memutar (yakni mengubah pemandangan), data menjelaskan
perilaku yang berulang ke komputer dari input device. Komputer memproses
informasi secara waktu nyata dan menghasilkan sesuai umpan balik yang kembali ke
pengguna dengan menampilkan output. Secara umum perangkat input yang
bertanggung jawab untuk interaksi, output perangkat untuk rasa
pencelupan dan perangkat lunak yang tepat untuk kontrol dan sinkronisasi dari
seluruh lingkungan.
2.2.1 Input devices
Perangkat input menentukan cara berkomunikasi dengan pengguna komputer.
Idealnya semua perangkat yang sama, harus membuat pengguna lingkungan sebagai
kontrol intuitif dan alam mungkin harus hampir tidak kelihatan. Sayangnya, saat ini
teknologi maju tidak cukup untuk mendukung hal ini, sehingga hanya dapat mencapai
keaslian dalam beberapa kasus yang sangat terbatas. Dalam kebanyakan kasus, kita
masih harus memperkenalkan beberapa interaksi metafor yang mungkin menjadi
kesulitan untuk pengguna awam.
Contoh input devices :
1) SpaceBall
Gambar 2.11 SpaceBall
2) CyberMan
Gambar 2.12 CyberMan
2.2.2. Output devices
Perangkat output bertanggung jawab untuk presentasi di lingkungan virtual
dan fenomena ke pengguna, termasuk visual, atau berhubungan dengan tampilan
haptic. Seperti halnya dengan masukan (input), output device juga belum
berkembang. Teknologi sekarang ini tidak membolehkan manusia untuk merangsang
indera dalam cara yang sempurna, karena perangkat output VR ideal, jauh lebih berat,
kualitas dan resolusi rendah. Bahkan sebagian besar sistem dukungan visual masukan,
dan hanya beberapa meningkatkan mereka dengan audio atau haptic informasi.
Contoh output devices :
1) CRT
2) LCD
3) Haptic Display
4) Audio Display
2.2.3 Peranan Visual
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, informasi visual adalah aspek yang
paling penting dalam menciptakan ilusi dari pencelupan di dunia maya. Idealnya kita
harus dapat menghasilkan umpan balik sama atau melampaui batas manusia visual
sistem. Sayangnya hari ini teknologi yang tidak mampu untuk melakukannya, maka
kita perlu mempertimbangkan banyak kompromi dan implikasi pada kualitas
lingkungan yang dihasilkan virtual.
2.2.3.1 Bidang Penglihatan
Mata manusia memiliki dua vertikal dan dua horisontal pada bidang
pandangan (FOV) yaitu sekitar 180 ° oleh 180 °. Vertikal pada kisaran terbatas oleh
pipi dan pelipis mata ke sekitar 150°. Horisontal di bidang pandangan ini juga
terbatas, dan sama ke 150 °: 60 ° ke arah hidung dan 90 ° di samping. Ini memberi
dari total 180 ° horisontal dengan melihat berbagai berkenaan dgn teropong 120 °
tumpang tindih, ketika fokus tak terbatas (lihat gambar. 2.13).
Gambar 2.13 Human field of view: (a) vertical, (b) horizontal.
2.2.3.2 Ketajaman Visual
Ketajaman visual didefinisikan sebagai ketajaman melihat. Dapat diukur
sebagai pecahan dari piksel spans yang satu menit dari arcus horizontal. Ketajaman
yang berbeda untuk perubahan arcus dari jarak saling berhadapan. Untuk objek yang
cukup berlampu dan berbaring di poros dan oleh karena itu yang diproyeksikan ke
fovea atau bagian dari jala mata adalah mata dapat menyelesaikan pemisahan satu
menit dari arcus. Daerah tertinggi ketajaman mencakup wilayah sekitar dua derajat
sekitar yang saling berhadapan. Ketajaman cepat melihat deteriorates pusat di luar
wilayah ini (misalnya, pada 10 ° dari off-axis keanehan itu tetes ke sepuluh menit
arcus.
Bahkan pada tampilan desktop visual lebih jauh untuk mencapai kualitas
monitor 21" dengan resolusi 1280x1024 dilihat dari jarak 50cm dan mendukung
resolusi 2,8 menit arc. HMD(Head Mounted Display) menawarkan lebih rumit arcus
resolusinya bervariasi dari empat sampai enam arcus per menit.
2.2.3.3 Resolusi Sementara
Resolusi mata sementara merujuk kepada fenomena kerlip yang dirasakan
oleh manusia, ketika menonton layar (misalnya, CRT) yang diperbarui oleh gerak
berulang. Penyegaran rata-rata terlalu rendah, khususnya untuk tampilan cahaya
terang yang tinggi dan besaryang akan menyebabkan persepsi kerlip. Untuk
menghindari efek baru kini yang lebih penting daripada frekuensi fusi layar refresh
rate (15Hz untuk kecil layar dan rendahnya tingkat penyinaran ke 50Hz untuk layar
besar dan tingginya tingkat penyinaran) harus digunakan. Hari ini mendukung
teknologi persyaratan lengkap yang saat ini tersedia di pasar CRT memonitor
dukungan 76Hz refresh harga dan banyak lagi, dan dalam hal ini masalah pada LCD
modern tidak terjadi karena layar terus diperbarui.
2.2.3.4 Cahaya dan Warna
Mata manusia memiliki sepuluh permintaan berbagai dinamis lebih besar dari
dukungan layar pada saat ini. Selain itu, tidak ada monitor yang dapat menutupi
seluruh keseluruhan warna. Oleh karena itu teknik pemetaan warna khusus harus
digunakan untuk kemungkinan pencapaian kualitas gambar yang terbaik.
2.2.3.5 Persepsi Kedalaman
Untuk menghasilkan informasi dan stereoskopis kedalaman gambar, otak
mengekstrak informasi dari gambar yang dilihat mata dan dari keadaan mata yang
sebenarnya. Informasi ini disebut kedalaman cues. Semua kedalaman cues dapat
dibagi menjadi dua kelompok fisiologis (seperti akomodasi, konvergensi atau
stereopsis) dan psikologis (seperti tumpang tindih, ukuran objek, gerakan parallax,
linear perspektif, tekstur lereng atau ketinggian di bidang visual). Keseluruhannya
berpartisipasi dalam generasi kedalaman informasi, tetapi satu hal yang harus berhati-
hati untuk tidak memberikan kontradiktif cues bagi pengguna.
2.3 Interaksi Manusia Dengan Komputer dan Ergonomi
Interaksi Manusia dengan Komputer adalah gabungan ilmu komputer human
faktor engineering dan perilaku. Berikutnya berkembang menjadi gabungan antara
ilmu linguistik dan desain grafis yang akan menjadi alat untuk human faktor
engineering yang berorientasi ke perancangan.
Ergonomi adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari sifat, kemampuan dan
keterbatasan manusia dalam kaitannya dengan lingkungan, alat, dan sistem kerjanya.
Hal itu berarti dalam merancang sistemnya, perlu diperhitungkan faktor manusia
(human factor) sebagai pelaku kerja. Dewasa ini telah banyak dikembangkan
perangkat lunak yang khusus menangani permasalahan ergonomik dengan
menempatkan manusia sebagai subjek pengukuran untuk kemudian dapat didesain
lingkungan yang bagaimana yang nyaman untuk manusia. Perangkat lunak tersebut
antara lain Sammy Jack, dan yang cukup populer adalah Mannequin yang diciptakan
oleh BCA (Biomechanical Corporation of America). Dalam proses perancangan,
ergonomik mempunyai fungsi meneliti masalah-masalah human factor dalam suatu
kondisi tertentu. Pada intinya, lingkungan yang baik adalah lingkungan yang
memudahkan manusia untuk berinteraksi dengannya (fit to the man and fit to the job).
Untuk melakukan suatu pengukuran dan simulasi dibutuhkan suatu rangkaian
perangkat ukur yang terkendali dan terintegrasi baik yang bersifat lunak maupun
keras.
Dalam system database antropometri, model dievaluasi menurut ukuran,
bentuk dan gerakan sesuai dengan karakter individu. Sistem ini mengandung data
antropometri yang spesifik mengenai kemampuan manusia minimum, optimum dan
maksimum dengan toleransinya pada saat berinteraksi dengan lingkungannya
( misalnya cabin, flight deck, dan special workplaces). Setiap populasi tertentu akan
mempunyai beban kerja (workload) yang berbeda pada saat bekerja pada lingkungan
yang berbeda pula. Perangkat lunak ini dapat diterapkan untuk menganalisis beban
kerja pengemudi kendaraan, posisi duduk, yang nyaman, mampu lihat (visibility),
mampu jangkau (reachability), dan habitability yang sesuai.
2. 3. 1 Sistem Pengukuran Ergonomi
2. 3. 1. 1 Human CAD Man Modelling System
Metode ini bertujuan untuk mensimulasikan suatu sistem yang telah didesain
dengan referensi manekin yang telah didefinisikan ukurannya. Manekin tersebut diuji
cobakan pada sistem yang telah dirancang tadi. Dari hasil pengukuran akan
didapatkan dimensi produk yang optimal.
2.3.1.2. Lay Out dan Geometri
Aspek geometrid dan lay out merupakan inti kegiatan seorang desainer dalam
berekspresi bentuk, tanpa mengorbankan aspek-aspek obyektif desain. Layout
umumnya dicapai melalui kajian manekin, sehingga pemecahan ergonomik pada
produk terpenuhi. Sedangkan aspek geometri adalah analisis konsep styling yang
dihasilkan, kemudian dibuat “wire-diagramnya” dengan digitizer (jika model telah
dibuat) atau dengan finite element, dan dianalisis kekuatan strukturnya. Keduanya
merupakan acuan dalam pengembangan desain berikutnya.
2.3.1.3. Anthropometric Database
Informasi dimensi tubuh manusia diperlukan untuk merancang sistem kerja
yang antropometris agar nyaman dan aman. Data antropometri setiap individu selalu
berbeda. Kajian ini mengklasifikasikan data dimensi menurut jenis kelamin, usia, ras,
sosio ekonomi dan pola hidup.
2.3.1.4. Biomechanical Modelling System
Pengukuran dan pengkajian dilakukan untuk mengetahui batas maksimum,
batas minimum dan batas optimum kemampuan manusia yang berkaitan dengan alat
dan sistem kerjanya. Pada hakikatnya, ketika melakukan aksi, organ tubuh manusia
secara tidak langsung akan terbeban secara ergonomik (misalnya capek atau letih).
Pada batas waktu tertentu akan terjadi kelelahan otot yang umum disebut fatigue.
Desain yang telah memenuhi syarat-syarat ukuran ergonomik, kemudian disimulasi
dengan uji kelayakan untuk mengetahui kekuatan konstruksi dari segala jenis
interaksinya dengan lingkungan, misalnya : benturan, puntiran, regangan, pijitan dan
sebagainya.
2.3.1.5. Comfort Zone Measurement
Sistem kerja yang nyaman sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor yang
mempengaruhi lingkungan. Aspek yang berpengaruh antara lain adalah : suhu,
kelembaban, tekanan, dan sebagainya. Adanya over pressure environtment
mengakibatkan kenyamanan kerja menjadi berkurang. Kinerja makin menurun dan
hal ini sangat berpengaruh pada desain. Pengukuran kondisi lingkungan sangat
penting sebagai parameter dalam desain. (Gambar 2.14) dan (Gambar 2.15)
Gambar 2.14
2.4. Peluang Pemodelan Digital di Masa Depan
Harga dari perangkat lunak pemodelan digital khusus desain produk industri
akan cenderung terus menurun. Di sisi lain tingkat kemampuannya pun juga lebih
meningkat. Bahkan kecenderungan lainnya adalah diciptakannya software-software
yang cukup dijalankan dari komputer jenis PC yang sangat populer di kalangan
masyarakat awam. Pemodelan digital mempunyai peluang besar dalam
pengembangan aplikasi Virtual Reality (Realitas Maya) sebagai salah satu bagian
CAID yang penting. VR dapat mengajak orang untuk berjalan dan memeriksa desain
agar dapat mencapai daya apresiasi yang lebih baik tentang skala dan proporsi. VR ini
akan lebih berguna lagi mengevaluasi desain yang berukuran besar. VR akan dapat
membuat pembangunan model 3D lebih mudah lagi. Dengan sistem yang baik,
desainer akan mampu mengambil dan mencukil material yang tidak perlu di dunia
semu. Semudah kita mencukil tanah liat atau menyerut kayu di dunia nyata. Desainer
tidak perlu investasi meja kerja dan peralatan gambar seperti marker, penggaris dan
lain-lain. Investasi CAID merupakan hal yang perlu dilakukan untuk mempermudah
Gambar 2.15
operasional konsultasi perancangan dan memperkuat integrasi dengan bagian
produksi.
Peluang lain di masa depan adalah penggunaan parametric modeling. Sistem
parametic modeling, seperti yang ditawarkan oleh perangkat lunak Pro Engineer dari
Parametric Technology, dapat memungkinkan desainer membuat model 3D yang asal
(fuzzy) tanpa dimensi eksak, kemudian menyesuaikan geometri-geometri yang
dihasilkan tersebut pada tahap berikutnya dalam proses desain. Dalam dunia rekayasa,
saat ini dikenal sebuah perhitungan fuzzy logic, yaitu teknologi yang dapat
mengambil keputusan bukan 1 atau bukan 0, melainkan di tengah-tengahnya.
Perangkat lunak yang bebasis parametik ini dapat menangkap parameter-parameter
dan metoda-metoda yang dipakai untuk membuat model, sehingga ia dapat di
modifikasi dengan mudah melalui merubah nilai numerik atau merubah keterkaitan-
keterkaitan geometris (geometric relationship).
Dalam aplikasinya, modeling berdasarkan parametric mencontohkan tentang
proses desain sebuah gelas. Pertama ditetapkan tiga parameter yang ingin di
variasikan (sebagai variable masukan) misalnya tinggi dari gelas, diameter bawah dari
gelas, dan diameter atas dari gelas. Dengan hanya 10 kali proses perulangan (iterasi)
dari parameter-parameter itu, kita akan mendapatkan seribu variasi desain gelas.
Selanjutnya, tentunya akan sangat sulit memilih alternative terbaik diantara seribu
variasi. Kita memerlukan beberapa bantuan komputer untuk mengecilkannya.
Bagaimana kita dapat mengajari komputer memilih alternative yang terbaik?
Tentunya dengan memasukkan banyak contoh-contoh dalam data base. Misalnya
bagian pemasaran (marketing) dari sebuah perusahaan dapat memasukkan data
tentang batasan-batasan citra (image) yang kemungkinan besar secara kuat diinginkan
konsumen, dengan batasan-batasan pesan karakteristik geometri-geometri tertentu.
Dengan sendirinya, sekian banyak alternative tadi dengan cepat dapat disaring.
Database ini dapat dihubungkan ke CAID, sehingga database ini, yang telah disaring,
dapat “diolah” geometrinya sampai pada bentuk (look) yang diinginkan oleh desainer.
Contoh lain, misalnya apabila hasil desain badan mobil belum terasa menimbulkan
citarasa (fast). Maka komputer dapat memberitahu desainer, ini dimungkinkan karena
sebelumnya telah dilakukan survey dan telah dimasukkan ke database. Mungkin dapat
saja komputer nanti juga bias memperbaiki geometri itu, sehingga dapat berkesan
lebih cepat. Fungsi yang sama juga berlaku untuk parameter-parameter pengayaan
(styling) dan estetika lainnya misalkan berat (heavy), kuat (powerfull dan lembut
(soft).
CAID akan membantu menbangun, memperjelas dan mengkomunikasikan
desain dengan lebih jelas dan lebih lengkap dibandingkan dengan mendesain dengan
pena atau pensil, tanpa imbuhan komputer grafik yang baik. Komitmen para desainer
dalam mengunakan teknologi canggih, melainkan juga usaha untuk meningkatkan
daya saing yang sama antara desainer dan ejinir, juta kemampuan menigkatkan nilai
teknologi CAD/CAM tingkat tinggi (advance CADICAM technology) dari desain
produk industri.
2.5. Menggunakan Virtual Reality Pada Pendidikan
Virtual Reality adalah tiga dimensi yang dihasilkan komputer, simulasi
lingkungan dimana data literal diwujudkan menjadi sesuatu yang dapat kita lihat,
rasa, dan bahkan sentuhan. Virtual reality mempunyai implikasi yang signifikan
dalam berbagai bidang seperti bisnis, industri, hiburan, dan yang paling penting bagi
pendidik, pendidikan. Kami mempunyai tanggung jawab untuk belajar lebih lanjut
tentang ini teknologi baru digunakan untuk menyelidiki dan siswa kami. Kemudian
kita harus terus mendorong penelitian, pengembangan, dan pelaksanaan untuk
lingkungan virtual reality tujuan pendidikan.
Virtual Reality telah menjadi banyak digunakan, dan sering disalahgunakan di
dalam masyarakat hari ini. Seperti banyak buzzwords, ia kadang-kadang digunakan
sangat bebas. Telah digunakan untuk menjelaskan semuanya, mulai dari permainan
komputer ke internet. Tapi, apa yang tepat adalah virtual reality, bagaimana cara
berkembang, dan yang paling penting bagi pendidik, apa kita dapat memperoleh
manfaat dari penggunaan virtual dalam kenyataan pendidikan?
Virtual reality dapat menambahkan seluruh dimensi baru ke pembelajaran.
Dibandingkan dengan pendidikan tradisional strategi dari kuliah, pengeboran,
membaca, dan tes, virtual reality menawarkan format yang sama sekali baru untuk
belajar. Menurut Traub ", yang didokumentasikan keberhasilan 'manusia berbasis'
belajar teknologi seperti rekan-rekan kolaborasi pembelajaran adalah baru untuk
membawa mahasiswa sebagai mitra dalamnya pendidikan sendiri. Virtual reality bisa
juga menawarkan teknik yang akan memungkinkan siswa untuk menjadi integral
bagian dari proses belajar mereka sendiri, untuk membolehkan mereka dalam
mendapatkan pengalaman situasi, bukan hanya membaca atau mendengar tentang
mereka.
Virtual reality dapat digunakan untuk membolehkan pelajar untuk langsung
mereka sendiri menggunakan informasi sehingga mereka dapat menyelidiki berbagai
proses belajar dan teknik, dan membuat pembelajaran lingkungan yang bekerja untuk
mereka. Mahasiswa dapat menggunakan virtual reality untuk berpura-pura untuk
bekerja dan belajar di berbagai situasi tanpa resiko. Mereka dapat bertindak dan
melihat konsekuensi dari tindakan mereka. Mereka dapat memperoleh pengalaman di
daerah yang pada kenyataannya mungkin berpotensi kehidupan mengancam atau
menakutkan.
Beberapa aplikasi virtual reality yang telah lakukan sudah ada dalam
pendidikan. Pertama berbasis sekolah virtual reality adalah proyek digunakan dalam
Denton School di Newcastle upon Tyne, Inggris, dimana para siswa membuat mereka
di dunia maya layar komputer. Dalam satu program yang disebut virtual reality
“Dangerous Workplace”, komputer menjadi layar lantai pabrik dan mahasiswa desain
pabrik dari awal, sementara mempertimbangkan peraturan kesehatan dan
keselamatan. Kemudian mereka mencari lingkungan yang mereka ciptakan, seperti
mengoperasikan virtual lathes, mengemudi forklift dan truk. Sebagai guru untuk kelas
menyatakan, "Para pelajar yang mengalami hal-hal yang menyenangkan dengan dapat
mengontrol dan menjelajahi dunia yang mereka desain.
2.5.1. Potensi Menggunakan Virtual Reality di Lingkungan
1) Pada botani, siswa dapat berkelana melalui simulasi mengidentifikasi
pohon hutan, tanaman dan lainnya flora dan fauna tanpa meninggalkan
kelas. Pelajar dapat memilih musim dan dapat melakukan riset terhadap
tumbuh-tumbuhan melalui semua tahap perkembangannya.
2) Pada biologi, siswa dapat menyelidiki lingkungan potensial yang mungkin
terlalu beresiko atau terlalu mahal untuk mencapai dalam kehidupan nyata
seperti di bawah laut habitat hutan atau pengaturan.
3) Mahasiswa di geologi dapat mengunjungi tanah yang membahana,
mengelopak batu bahkan jauh untuk memeriksa berbagai struktur. Mereka
dapat mencari lahan, seperti gunung berapi aktif, yang akan mustahil untuk
menjajah dalam kehidupan nyata.
4) Pada sejarah, siswa dapat berpartisipasi dalam sejarah. Traub menjelaskan
simulasi virtual reality "Ruang Sejarah" dimana user bisa, "desain,
membangun, dan berinteraksi dengan dinamis bersejarah Microsystems
yang akan memungkinkan untuk penggunaan mengembangkan
pemahaman yang lebih baik dari kompleksitas dari sejarah periode tertentu
atau aktivitas ".
5) Mahasiswa di teater dapat berinteraksi dengan komputer aktor dan artis
melaksanakan dialog. Mereka bahkan dapat pengalaman interaksi dengan
orang-orang yang mereka mungkin tidak memiliki kesempatan untuk
bertemu dalam kehidupan nyata populer seperti film pribadi.
6) Pada akuntansi, siswa dapat melakukan audit di simulasi situasi dan pada
bisnis siswa dapat belajar tentang pasar saham dan keuangan.
7) Pada masa depan, guru, pelatih, dan pembicara publik dapat menggunakan
virtual reality ke praktek pengaturan presentasi tanpa intimidasi dari orang
menonton.
2.5.2. Membangun Virtual Reality Untuk Pendidikan
Virtual reality hari ini adalah komputer pribadi yang dimana pada tahun 1979.
Mereka Lambat, mereka tidak boleh melakukan banyak, dan mereka rusak. Tetapi
sebagai yang telah kita lihat di tahun-tahun sejak mereka memiliki banyak potensi.
Virtual reality mungkin tidak berkembang dengan cepat karena sebagai kebutuhan
dan lebih khusus karena sangat mahal. Tetapi potensi yang sama ada, khususnya
sebagai alat pendidikan. "Sebuah konsep dasar dalam mengajar," menurut Heilig,
"adalah bahwa orang akan memiliki efisiensi yang lebih besar jika ia dapat belajar
mengalami situasi yang sebenarnya dibandingkan dengan hanya tentang membaca
atau mendengarkan ceramah. Virtual reality menawarkan kemungkinan jenis
pengalaman ini. Benar dirancang dan digunakan, teknik interaktif virtual reality dapat
sangat efektif alat belajar yang dapat meningkatkan memahami dan membuat
pelajaran menarik, menantang, dan menyenangkan.
Virtual reality juga menawarkan potensi besar sebagai alat kelas, namun kita
harus tidak menghalanginya untuk menjadi satu-satunya alat. Menurut Brooks
mempertahankan bahwa desain buatan akan realitas tentang belajar bagaimana
menggunakan alat itu sendiri, tanpa memperhatikan apa perangkat ini. Dia
memperingatkan bahwa kita harus mengembangkan layak konsep, memperhatikan
bentuk dan fungsi, dan memiliki komitmen untuk kualitas hingga detail. Seperti
halnya perangkat, penggunaan dan pembangunan berkelanjutan akan menentukan
mempengaruhi dari virtual reality di masyarakat kita pada sebuah pendidikan.
Menurut Henderson biaya yang harus kita lakukan lebih dari berbicara tentang
bagaimana bermanfaat multimedia interaktif virtual reality untuk dapat belajar dan
mulai berkembang dengan teknologi dan alat-alat yang digunakan untuk pendidikan.
Penyalahgunaan menjadi tanggung jawab kita sebagai pendidik untuk penelitian
virtual reality, menyelidiki kemungkinan, menemukan menggunakan inovatif,
mendorong pengembangan dan pembangunan pendidikan lingkungan, dan kemudian
menggunakannya untuk kepentingan para siswa.
2.6. Penemuan terbesar abad ini
Dalam edisi 11 Maret 2002, majalah Time menerbitkan sebuah tulisan
berjudul "The Body Electric" [Listrik Tubuh], yang menyingkap perkembangan
ilmiah penting. Artikel itu melaporkan, sejumlah ilmuwan menyatukan chip komputer
dengan sistem saraf sejumlah pasien untuk memperbaiki kerusakan tetap pada indra
mereka.
Dengan sistem baru yang mereka kembangkan, para peneliti di Amerika
Serikat, Eropa dan Jepang bertujuan memberikan alat penglihatan pada penderita
kebutaan dan membantu sang pasien pulih kembali. Mereka telah mencapai separuh
keberhasilan dengan sistem baru ini dengan mencangkokkan elektroda-elektroda di
daerah terkait pada tubuh pasien, dan chip silikon digunakan untuk menghubungkan
tangan dan kaki tiruan dengan jaringan hidup.
Akibat kecelakaan, seorang pasien asal Denmark bernama Brian Holgersen
mengalami kelumpuhan dari leher ke bawah. Ia hanya dapat melakukan gerakan
sangat terbatas pada kedua pundaknya, lengan kiri dan tangan kiri. Sebagaimana
diketahui, kelumpuhan semacam ini disebabkan oleh kerusakan saraf tulang belakang
pada leher dan punggung. Saraf-sarafnya mengalami kerusakan atau penyumbatan,
sehingga menghentikan lalu lintas saraf antara otak dan otot, dan memutuskan
komunikasi antara saraf-saraf yang meneruskan sinyal-sinyal yang mengalir bolak
balik dari tubuh ke otak.
Terhadap pasien ini, yang akan dilakukan adalah memulihkan bagian yang
rusak pada saraf tulang belakang dengan pencangkokkan perangkat khusus, sehingga
memungkinkan sinyal-sinyal dari otak mengembalikan sedikit kemampuan gerak
pada lengan dan kaki. Mereka menggunakan sebuah sistem yang dirancang untuk
mengembalikan kemampuan gerak dasar tangan kiri, seperti menggenggam,
memegang, dan melepaskan benda-benda. Dalam sebuah operasi, delapan elektroda
lentur seukuran uang logam ditanam ke dalam otot-otot yang berperan dalam gerakan
tersebut, yakni pada lengan kiri bagian atas, lengan bawah dan bahu pasien.
Kemudian, kabel sangat halus menghubungkan elektroda-elektroda ini dengan sebuah
stimulator [alat pembangkit rangsangan], semacam pacemaker [alat pembangkit dan
pengatur timbulnya rangsangan] untuk sistem saraf yang ditanam pada dadanya. Alat
pembangkit rangsangan ini kemudian dihubungkan dengan sebuah perangkat
pengindra posisi yang direkatkan pada bahu kanan Holgersen, di mana ia masih dapat
mengendalikan geraknya hingga batas tertentu.
Kini, ketika sang pasien ingin mengambil gelas, ia menggerakkan bahu
kanannya ke atas. Gerakan ini mengirimkan sebuah sinyal listrik dari perangkat
pengindra posisi, yang terpasang di bawah bajunya, ke alat pembangkit rangsangan di
dalam dadanya, yang lalu memperkuat sinyal tersebut dan meneruskannya ke otot-
otot terkait pada lengan dan tangannya. Sebagai tanggapan, otot-otot ini menegang,
dan tangan kirinya pun menutup. Ketika ia hendak melepaskan gelas tersebut, ia
menggerakkan bahu kanannya ke bawah, sehingga tangan kirinya membuka.
Universitas Louvain di Brussels menggunakan penerapan teknologi serupa
terkait dengan penglihatan. Sel-sel batang dan kerucut seorang pasien mengalami
kerusakan, sehingga menyebabkan retina menjadi tidak peka terhadap cahaya.
Akibatnya, ia menjadi buta. Sebuah elektroda yang ditanam di sekeliling saraf
matanya membantunya mendapatkan kembali sebagian kemampuan melihatnya.
Dalam kasus pasien ini, elektroda tersebut dihubungkan dengan alat
pembangkit rangsangan yang ditempatkan di dalam sebuah rongga di dalam
tempurung kepalanya. Sebuah kamera video, yang terpasang pada topi, meneruskan
gambar yang diterimanya ke alat pembangkit rangsangan dalam bentuk sinyal-sinyal
radio, tanpa melewati sel-sel batang dan kerucut yang rusak, dan mengirimkan sinyal-
sinyal listrik langsung menuju ke saraf mata. Korteks visual pada otak
menggabungkan kembali sinyal-sinyal ini untuk membentuk sebuah gambar. Apa
yang dialami pasien dapat disamakan dengan melihat sebuah tiruan kecil papan iklan
di gelanggang olah raga. Meskipun demikian mutu yang didapatkan sudah cukup
untuk membuktikan bahwa sistem ini dapat diterapkan.
Sistem ini disebut "Microsystem-based Visual Prosthesis" [Organ Penglihatan
Buatan Berdasarkan Sistem Mikro], sebuah perangkat yang ditanam untuk selamanya
di dalam kepala pasien. Namun untuk menjadikan semuanya berfungsi, sang pasien
harus pergi ke ruangan yang dirancang khusus di Universitas Louvain dan memakai
sesuatu yang menyerupai topi renang yang rusak. Topi renang ini terbuat dari plastic
dengan kamera video biasa yang dipasang di bagian depannya. Semakin besar ukuran
pixel yang digunakan untuk membentuk sebuah gambar pada layar, maka semakin
besar jumlah rangsangan listriknya. Oleh karenanya, semakin baik pula mutu resolusi
gambarnya.
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Deskripsi CAVE
CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) adalah sebuah proyeksi Virtual
Reality berbasis sistem yang seputar penglihatannya dengan menggunakan 4 layar.
Layar yang dapat diatur dalam bentuk kubus yang terdiri dari tiga layar proyeksi
belakang untuk dinding dan layar proyeksi bawah untuk lantai, yaitu sebuah proyektor
overhead ke sebuah cermin, yang mencerminkan gambar ke lantai. Seorang Pengguna
memakai kacamata rana stereo. Sensor dan kedua tombol pada joystick yang
disediakan oleh pengguna memiliki interaksi dengan lingkungan virtual.
Saat pelaksanaan CAVE menggunakan tiga dinding dan lantai. Proyeksi
gambar yang dikendalikan oleh SGI Onyx dengan dua Infinite Reality Graphics
Pipelines, masing-masing menjadi dua saluran. Untuk pengujian, Anda dapat
menjalankan CAVE menggunakan jumlah dinding secara bersamaan. Jumlah dinding
CAVE yang digunakan tidak mengubah program. CAVE library menentukan dinding
yang akan digunakan dan konfigurasi yang diperlukan bila program dimulai.
Sebuah diagram dari lingkungan CAVE yang ditunjukkan dalam Gambar 3.1
Gambar 3.1 CAVE System
3.2. Perlengkapan CAVE
3.2.1. Struktur Kesuluruhan
Hardware CAVE harus dikonfigurasi oleh teknisi-teknisi sistem dan video
sehingga bermanfaat. Di bawah normal, pengguna CAVE hanya dikosentrasikan
penggunaanya dalam masukan dan keluaran dari berbagai komponen (walaupun
penelitian CAVE yang sedang berlangsung, hardware konfigurasi dapat diubah
sesekali, di mana waktu anda harus diberitahukan oleh administrator sistem anda.)
Berikut ini adalah keterangan peralatan CAVE.
3.2.2. Proyektor dan Cermin
Proyektor dan cermin untuk dibagian samping dinding, terletak dibagian
belakang setiap dinding. Proyektor sementara ditambahkan pada lantai dan pada
plafon dari CAVE. Proyektor adalah peralatan yang paling peka (dibutuhkan) dari
semua alat-alat. Dibutuhkan setidaknya satu jam untuk menyesuaikan dan
menyesuaikan setiap proyektor dan cermin untuk mencocokkan di sudut CAVE.
Harap berhati-hati untuk tidak memindahkan atau proyektor otomatis jika anda sudah
berjalan di wilayah tersebut.
Jangan pernah menonaktifkan proyektor ini karena dapat menyebabkannya
keluar dari deretan. Menggunakan tombol standby pada remote control untuk
mengaktifkannya. Tekan terus tombol standby pada remote kontrol selama beberapa
detik. Jangan sentuh kontrol lain yang mungkin menyebabkan proyektor untuk keluar
dari deretan. Setelah anda selesai menggunakan CAVE, jangan lupa untuk menaruh
semua proyektor dibelakang dalam modus siaga. Tabung proyektor yang memiliki
keterbatasan usia dapat diperpanjang dengan meletakkannya pada modus siaga bila
tidak digunakan.
3.2.3. Kacamata Stereo
Untuk melihat lingkungan virtual dalam stereoskopis 3D, pengguna memakai
Stereographics' CrystalEyes. kaca yang sangat rapuh. kaca yang harus dihidupkan
dengan menekan tombol kecil yang terletak di sisi kanan bingkai(frame). Untuk
mengaktifkannya tekan tombol yang sama. Alat ini tidak akan berfungsi jika
pengguna menghadap dari emitters.
3.2.4. Stereo emitters
Stereo emitters yaitu kotak putih kecil yang ditempatkan di sekitar tepi-tepi
CAVE. Alat tersebut adalah yang melakukan sinkronisasi dengan perangkat kacamata
stereo ke layar dan memperbarui tingkat 120Hz atau 96Hz. Anda tidak perlu harus
melakukan apa-apa dengan alat tersebut.
3.2.5. Wand
Sebuah remote control (3D mouse) dengan tombol yang interaktif untuk
perangkat input. Saat ini, EVL memiliki dua wands, baik wands menggunakan
Ascension Flock of Birds tracking system, tapi ada perangkat kontrol yang berbeda.
Wand utama memiliki tiga tombol dan tombol joystick yang sensitif. Hal ini
terhubung ke PC melalui CAVE yang terpasang ke salah satu Onyx's serial ports.
Server program pada PC membaca data dari tombol-tombol lalu data joystick lolos ke
Onyx. Wand sebelumnya yang hanya memiliki tiga tombol, dan terpasang ke port
mouse dari Onyx. Bila menggunakan wand yang sebelumnya, pastikan bahwa mouse
pada layar utama (": 0,0" display), pada saat CAVE sedang berjalan, atau program ini
tidak akan dapat mendeteksi keadaan tombol wand.
3.2.6. Tracking systems
CAVE mendukung berbagai sistem pelacakan. Sistem utama merupakan
Ascension Technologies Flock of Birds. Sistem alternatif termasuk Ascension
Spacepad dan Logitech pelacak sonik. Ada juga pelacakan pilihan yang tersedia, baik
menggunakan keyboard dan mouse atau spaceball. Penggunaan satu atau lainnya
adalah transparan kepada pemrogram CAVE, karena CAVE ditetapkan di file
konfigurasi. Sistem sensor biasanya ada dua, satu untuk melacak pengguna kepala,
dan lain untuk tongkat tipis.
3.2.7. Audio system
Komponen sistem audio adalah sebuah Indy workstation, speaker, sebuah
MIDI interface, dan synthesizer. Indy yang berfungsi sebagai " suara server " bagi
CAVE. Perintah yang dikirimkan ke workstation melalui jaringan, dan kemudian
menghasilkan suara internal, atau kontrol synthesizer. Speaker yang terletak di sudut
CAVE. Mereka selalu dihidupkan. Jangan menyentuh setiap kontrol pada speaker,
karena semuanya dikontrol dari synthesizer. MIDI interface dan synthesizer terletak
di rak di sebelah CAVE.
3.2.8. Workstation
Saat pelaksanaan CAVE berjalan menggunakan Silicon Graphics Onyx
dengan tiga mesin realita 2s. Setiap mesin realita terpasang ke dinding CAVE.
3.2.9. Immersadesk
ImmersaDesk merupakan konsep format tabel perangkat virtual prototyping.
ImmersaDesk yang dilengkapi dengan 4x5-kaki belakang diproyeksikan di layar 45-
degree angle. Ukuran dan posisi layar lebar memberikan sudut melihat dan
kemampuan untuk melihat ke bawah dan juga ke depan.
Sebuah diagram yang Immersadesk ditampilkan pada Gambar 3.2
Gambar 3.2 ImmersaDesk Diagram
3.3. CAVE Programming
3.3.1. Kompilasi Program CAVE
CAVE harus disertakan program yang sesuai dengan file cave header “cave.h”
baik untuk program IrisGL atau cave_ogl.h opengl untuk program. IrisGL program
perlu dihubungkan dengan CAVE library, IrisGL library, dan Math library (-lcave-
lgl-lm). Program Opengl perlu dihubungkan dengan opengl CAVE library, library
pada opengl, math library, dan X (-lcave_ogl-lGL-lX11-lXi-lm). Default CAVE
library yang dikompilasi di SGI's old 32-bit (O32) format. ada juga N32 dan 64-bit
versi dari perpustakaan opengl untuk menggunakannya, link dengan lcave_ogl_n32-
atau-lcave_ogl_64. Untuk menggunakan fungsi audio, termasuk "vssClient.h" (setelah
"cave.h") dan link dengan voice library(-lsnd). CAVE semua sistem file yang
biasanya ditemukan di / usr / local / CAVE; header di / usr / local / CAVE/ include
dan library di / usr / local / CAVE/ lib.
3.3.2. Display callbacks
Grafis dalam CAVE yang di program menggunakan fungsi callback yang
dipanggil oleh CAVE library yang harus diberikan dengan layar lingkaran untuk
setiap tampilan. Pendekatan ini diambil agar library dapat menangani semua yang
diperlukan proyeksi dan sinkronisasi.
Proses pembuatan untuk setiap dinding CAVE yang dilakukan terpisah oleh
proses (lihat di bawah Multiprocessing). Apabila digunakan layar stereo, setiap proses
akan memanggil fungsi aplikasi dan menampilkan dua kali per frame; dalam modus
monoscopic, disebut sekali per bingkai. Karena aplikasi tersebut tidak dapat
mengetahui seberapa sering layar fungsi akan dipanggil, sebuah "fungsi frame" akan
dilakukan berulang. Panggilan ini akan selalu dipanggil tepat pada sekali per bingkai
dalam setiap proses rendering, sebelum layar dipanggil. Ketiga jenis panggilan yang
tersedia adalah initialization panggil. Fungsi ini akan dipanggil tepat sekali, pada awal
frame berikutnya setelah ditetapkan. Ini dapat digunakan untuk menampilkan satu kali
operasi, seperti bahan-bahan dan mendefinisikan tekstur. Aplikasi layar panggil
fungsi didefinisikan oleh fungsi pointer ke CAVEDisplay. Frame fungsi didefinisikan
dengan CAVEFrameFunction. Initialization panggilan yang didefinisikan
menggunakan CAVEInitApplication.
CAVE secara default diatur ke mode RGB, double buffered, dengan sebuah
penyangga. Jangan mengeluarkan perintah swapbuffers karena tidak ditangani secara
internal oleh CAVE library. Anda bertanggung jawab atas perintah grafis lainnya,
seperti pencahayaan, transformasi objek, smoothing dari baris, atau membersihkan
layar. CAVE standar adalah 10-kaki kubus. Asal dari sistem koordinat (0, 0, 0) untuk
CAVE yang biasanya terletak di bagian tengah lantai, yaitu 5 kaki jauh dari tembok.
Ini berarti bahwa anda telah ke -5 dari 5 kaki lebar dan 0 hingga 10 kaki vertikal
untuk menentukan objek-objek di dalam CAVE. Lokasi CAVE yang tepat asalkan
didefinisikan pada file konfigurasi acak. Jika anda ingin mengubah lokasi, anda harus
mengubah semua pengaturan konfigurasi yang diberikan dalam CAVE koordinat
(Origin, TransmitterPosition, dan ProjectionData) yang sama untuk menggunakan
sistem koordinat baru.
Semua tembok pada CAVE membagi referensi sistem yang sama
koordinatnya, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.3. Semua lokasi dan
orientations dikembalikan oleh pelacak ke CAVE library dan akan mengikuti
konvensi. Secara default, dekat dan jauh dari potongan pesawat CAVE yang terletak
di kaki 0,1 dan 100,0. Nilai-nilai mereka dapat diubah dengan memodifikasi variabel
global CAVENear dan CAVEFar.
Gambar 3.3 Koordinat CAVE
3.4. Interaksi
Seorang pengguna berinteraksi dengan aplikasi CAVE menggunakan pelacak
dan kontrol. Pelacak yang melaporkan posisi dan orientasi dari sensor; kontrol yang
terdiri dari kumpulan tombol yang dapat aktif atau tidak aktif, dan valuators, seperti
joystick, yang mengintruksikan nilai floating point (biasanya antara -1 dan 1).
Pada wilayah bagian pelacak dan kontrol akan disimpan di dalam struktur
memori bersama. Beberapa fungsi library yang tersedia untuk membaca data tersebut,
dan untuk menghitung nilai-nilai berasal, seperti pelacak vektor. Struktur ini
diperbarui antara frame, sekali per bingkai layar. Oleh karena itu, nilai-nilai akan
tetap konstan selama diberikan bingkai.
3.4.1. Pelacak (Tracker)
Di masa lalu, library hanya mendukung dua pelacak sensor, satu untuk
pengguna kepala, dan satu untuk joystick, dan banyak fungsi mencerminkan ini. Pada
saat sekarang library mendukung hingga 8 sensor (tergantung pada perangkat keras
pelacakan). Sensor data yang dapat diakses melalui global struct yang oleh CAVEptr,
jumlah sensor yang membaca adalah CAVEptr-> num_sensors, dan array CAVEptr-
> Sensor berisi pointer ke data untuk setiap sensor. Sensor pertama (CAVEptr->
Sensor [0]) adalah pengguna kepala, ini diperlukan untuk menampilkan proyeksi yang
tepat. Untuk mendapatkan fungsi pelacak yang berhubungan dengan nilai-nilai
adalah:
1) CAVEGetPosition(id,pos)
2) CAVEGetOrientation(id,or)
3) CAVEGetVector(id,vec)
4) CAVEGetSensorPosition(sensor,coords,pos)
5) CAVEGetSensorOrientation(sensor,coords,or)
6) CAVEGetSensorVector(sensor,id,vec)
CAVEGetPosition, CAVEGetOrientation, dan CAVEGetVector yaitu pemanggilan
kembali nilai-nilai baik untuk kepala atau joystick (dua sensor), berdasarkan id
argumen.
CAVEGetSensorPosition, CAVEGetSensorOrientation, dan nilai-nilai
CAVEGetSensorVector yaitu pemanggilan kembali untuk ke sensor oleh sensor
argumen. Fungsi-fungsi ini bisa mengembalikan nilai-nilai yang baik dalam
mengkoordinasikan sistem fisik CAVE(yang digunakan oleh pelacak), atau di aplikasi
sistem koordinat dunia (sebagaimana ditetapkan oleh navigasi).
3.4.2. Controller
Status tombol dan atau valuators pada joystick (atau kontrol perangkat
lainnya) disimpan dalam global struct oleh CAVEController. Remote control CAVE
yang khas mempunyai tiga atau empat tombol dan sebuah joystick (yang terdiri dari
dua valuators - X & Y posisi); ada macro untuk mendapatkan nilai-nilai ini. Macro
yang sedang CAVEBUTTON1, CAVEBUTTON2, CAVEBUTTON3,
CAVEBUTTON4, CAVE_JOYSTICK_X, dan CAVE_JOYSTICK_Y. Perlu
diketahui bahwa, untuk alasan sejarah, yang macro tombol angka mulai dari 1, bukan
0, maka CAVEBUTTON1 berkaitan dengan CAVEController-> tombol [0], dll.
Nilai dalam CAVEController saat ini mencerminkan tombol fungsi
CAVEButtonChange dapat digunakan untuk mengetahui bagaimana sebuah tombol
wilayah telah berubah sejak terakhir kali ia dicentang. Argumen untuk menggunakan
CAVEButtonChange penomoran yang sama sebagai CAVEBUTTON macro.
3.5. Navigasi
Struktur perangkat CAVE dan pelacakan (tracking) umumnya dibatasi oleh
pengguna dengan pergerakan yaitu pada 10 kaki persegi wilayah atau lebih kecil. Hal
ini tidak mencukupi ruang untuk berbagai aplikasi, sehingga perlu untuk
memperkenalkan navigasi berkoordinasi transformasi yang dapat memindahkan fisik
CAVE berkoordinasi sistem virtual di dalam ruang. CAVE library menjaga navigasi
matriks transformasi yang dikendalikan oleh berbagai fungsi, dan memberikan
konversi antara pelacak (fisik) dan dunia (navigated) sistem koordinat.
Fungsi dasar untuk navigasi adalah CAVENavTranslate, CAVENavRot, dan
CAVENavScale. Fungsi yang setara dengan fungsi yang sesuai IrisGL. Transformasi
yang sudah ditetapkan dalam sistem koordinat fisik CAVE, yaitu sebuah
CAVENavTranslate (0.0,0.0, -1,0) akan memindahkan CAVE melalui dunia maya
satu unit ke arah depan dinding, dan CAVENavRot (30,0, 'y' ) akan menghidupkan
CAVE 30 derajat ke kiri. Berbagai fungsi lain untuk mengendalikan matriks yang
CAVENavLoadIdentity, CAVENavLoadMatrix, CAVENavMultMatrix dan
CAVENavGetMatrix.
Ketika CAVE library memanggil aplikasi layar fungsi, sistem koordinat
default yang dipakai adalah koordinat fisik. Untuk menggunakan koordinat navigated,
aplikasi harus memanggil fungsi CAVENavTransform. Hal ini kadang-kadang perlu
mengkonversi nilai antara fisik dan navigated berkoordinasi sistem. Fungsi
CAVENavConvertCAVEToWorld akan mengambil posisi di koordinat fisik dan
transform ke navigated koordinat CAVENavConvertWorldToCAVE akan melakukan
transformasi mundur. CAVENavConvertVectorCAVEToWorld dan
CAVENavConvertVectorWorldToCAVE akan melakukan transformasi yang sama
untuk arah vektor sebagai ganti posisi.
Perpustakaan menyimpan navigasi matriks dalam memori bersama, sehingga fungsi-
fungsi ini dapat dipanggil dari proses.
3.6. Multiprocessing
CAVE library menjalankan aplikasi ke dalam beberapa proses untuk
menangani berbagai tugas yang terlibat dalam menjalankan CAVE. Dasar aliran
program CAVE ini ditunjukkan dalam Gambar 3.6.
Gambar 3.4 Program Flow
Berbagai proses anak percabangan dua dilakukan oleh CAVEInit. Hanya
aplikasi proses induk yang akan kembali dari CAVEInit, dan yang lain akan memulai
fungsi library internal. Ada satu layar per dinding proses aktif, satu untuk proses
pelacakan (pelacakan jika diaktifkan), dan satu proses untuk jaringan (jika jaringan
diaktifkan). Layar proses aplikasi panggilan-panggilan fungsi yang disediakan, yang
disebut FrameFunction panggil sekali per frame, dan panggilan Tampilan disebut baik
sekali atau dua kali, tergantung pada apakah CAVE sedang berjalan di stereo.
Untuk menjaga nilai yang dapat diterima bingkai(frame), layar hanya
melakukan proses rendering. Perhitungan semua harus dilakukan secara paralel dalam
proses aplikasi utama. Aplikasi dalam menampilkan proses harus menggunakan
memori bersama untuk data umum yang harus ditukar di antaranya. Fungsi
CAVEMalloc dan CAVEFree dapat digunakan untuk mengalokasikan dan
melepaskan memori bersama, dengan cara yang sama seperti malloc dan Free. Jumlah
memori yang dapat dialokasikan tergantung pada ukuran arena library, yang dapat
diatur menggunakan CAVESetOption, ini harus dilakukan sebelum memanggil
CAVEConfigure, yaitu sebagai tempat arena dibuat. Atau, CAVEUserSharedMemory
dapat dipanggil untuk membuat sebuah arena memori bersama, yang kemudian dapat
digunakan dengan amalloc (bagian dari SGI standar pustaka) untuk mengalokasikan
memori dari arena. Untuk berbagi dan arena global bersama pointer terlihat kepada
semua proses, mereka harus dialokasikan sebelum CAVEInit dipanggil. Memori
dialokasikan dari arena setelah memanggil CAVEInit akan terlihat untuk semua
proses, akan tetapi pointer harus ke semua proses selain allocator.
Parallelized pendekatan berikut ini, mungkin diperlukan untuk menjamin
bahwa proses penghitungan tidak memodifikasi berbagi data ketika sedang digunakan
oleh proses layar. Ada (setidaknya) dua metode yang berhubungan dengan masalah
ini. Salah satu metode adalah dengan menggunakan kunci atau semaphores serentak
untuk membatasi akses ke data bersama. CAVE library termasuk rute nyaman
(CAVENewLock, CAVEFreeLock, CAVESetReadLock, CAVEUnsetReadLock,
CAVESetWriteLock, CAVEUnsetWriteLock) yang menyediakan dua tingkat akses
kontrol. Jika proses layar hanya membaca data sharing, pengaturan baca(read) kunci
akan mengijinkan jumlah mereka untuk mengakses data pada saat yang sama,
sementara tulis(write) kunci akan mengijinkan tepat satu proses untuk mengubah data
pada suatu waktu.
Metode lainnya yang mengendalikan memori bersama adalah untuk double
buffer data. Dalam hal ini, layar proses memiliki pointer ke satu salinan data yang
tidak akan berubah saat mereka rendering, dan proses penghitungan untuk membuat
perubahan yang terpisah salinan data. Ketika proses penghitungan selesai
memperbarui berbagi data, dapat swap buffer akan menampilkan proses panggilan
CAVEDisplay dengan pointer ke data sebagai argumen untuk fungsi panggil.
CAVEDisplay terblok sampai akhir dari frame yang sedang berlangsung, ini
menjamin bahwa data untuk proses hanya akan menampilkan perubahan antara frame.
Seperti yang disebutkan di atas, library akan memproses percabangan terpisah
untuk masing-masing dinding CAVE yang aktif. Ini berarti aplikasi menampilkan
fungsi mungkin disebut beberapa kali dalam paralel yang tepat jumlah proses
variasinya tergantung pada konfigurasi CAVE. Dalam beberapa kasus, fungsi layar
akan melakukan tindakan yang seharusnya hanya dilakukan oleh satu proses (seperti
diagnostik atau audio output) selama ini, fungsi CAVEMasterDisplay kembali dengan
tepat untuk menampilkan satu proses. Selain itu, kadang-kadang diperlukan untuk
menyinkronkan layar proses, ketika memori bersama sedang diubah, fungsi
CAVEDisplayBarrier akan menyebabkan proses untuk memblokir sampai semua dari
mereka telah memanggilnya. Bila menggunakan CAVEDisplayBarrier, pastikan
bahwa semua proses akan menampilkan nama.
3.7. Networking
Library termasuk salah satu pilihan untuk jaringan aplikasi CAVE, dimana
beberapa user pada komputer yang berbeda dapat berbagi dengan lingkungan virtual.
Jika jaringan diaktifkan (melalui konfigurasi), proses terpisah akan mulai menangani
itu. Proses ini secara otomatis akan menampilkan siaran lokal pengguna pelacakan
dan kontrol data untuk semua CAVE dalam grup secara berkala. Ia juga menerima
data dari jauh dan CAVE dalam memori bersama dalam daftar pengguna yang sedang
berada bersama lingkungan. Aplikasi khusus data dapat disampaikan ke jaringan
proses dalam rangka agar bisa broadcast ke CAVE yang lain. Untuk menggunakan
jaringan multicast dengan aplikasi, konfigurasi CAVE seperti berikut diperlukan:
Network mcast
NetworkAddress 224.2.242.117
NetworkPort 5302
NetworkAppPort 5303
NetworkTTL 4NetworkUpdateInterval .05
Setiap CAVE yang akan berbagi di dunia maya harus menggunakan jaringan
yang sama alamat dan port. Sebuah TTL mengatur seberapa jauh paket akan disiarkan
di seluruh router dan terowongan. Pembaruan Interval menetapkan seberapa sering
CAVE lokal akan menyiarkan pelacakan data. Global CAVEUser array berisi pointer
ke struktur dengan kontrol dan pelacakan data untuk semua pengguna jaringan. Pada
saat ini jumlah pengguna jaringan disimpan dalam * CAVENumUsers. Nilai-nilai ini
akan segera diperbarui bila data baru yang diterima oleh jaringan proses.
Perbedaannya CAVE tidak akan selalu berada di lokasi yang sama di ruang virtual,
sehingga koordinasi fisik sistem mungkin tidak sama. Oleh karena itu, semua jaringan
data pelacakan dalam dunia koordinat (dikontrol oleh CAVENav fungsi), sehingga
semua pengguna akan berbagi frame referensi umum. Fungsi CAVENetGetPosition,
CAVENetGetOrientation, dan CAVENetGetVector kembali pelacakan data untuk
pengguna jaringan lokal seperti yang sesuai dengan fungsi pelacakan. Aplikasi
pemanggilan fungsi akan didefinisikan apabila akan data yang dipanggil ketika
pengguna baru pertama kali ditambahkan ke daftar, atau bila pengguna keluar dari
aplikasi dan akan dihapus dari daftar. Callbacks(pemanggilan) ini ditetapkan
menggunakan CAVEAddCallback. Fungsi CAVENetSend siaran aplikasi data.
Data dapat diterima dengan dua cara, baik dengan memanggil
CAVENetReceive atau dengan menggunakan fungsi panggilan. CAVENetReceive
non-blocking, jika tidak ada aplikasi baru data telah diterima oleh jaringan proses, ia
segera kembali. Jika data baru yang tersedia, maka akan kembali bersama dengan
pointer ke jaringan untuk pengguna struct jauh CAVE yang menyiarkan data. Atau,
panggilan dapat didefinisikan dengan CAVEAddCallback, fungsi ini akan dipanggil
secara otomatis dengan aplikasi data yang diterima. Suatu program harus
menggunakan hanya salah satu atau CAVENetReceive aplikasi data panggilan, tidak
keduanya. Diketahui bahwa semua jaringan fungsi callback yang dipanggil dalam
proses jaringan. Mereka perlu menggunakan memori bersama untuk berkomunikasi
dengan mesin utama proses atau tampilan proses.
3.8. Bentuk dari Program CAVE Dasar
3.8.1. Program Code
#include <cave.h>
void app_shared_init(), app_compute_init(),
app_init_gl(), app_draw(),
app_compute();
main(int argc,char **argv)
{
CAVEConfigure(&argc,argv,NULL);
app_shared_init(argc,argv);
CAVEInit();
CAVEInitApplication(app_init_gl,0);
CAVEDisplay(app_draw,0);
app_compute_init(argc,argv);
while (!getbutton(ESCKEY))
app_compute();
CAVEExit();
}
3.8.2. Program Flow
1) CAVEConfigure (): Fungsi ini membaca file konfigurasi CAVE, dan mem-
parsing argc / argv untuk pengguna yang ditentukan oleh konfigurasi pilihan.
2) app_shared_init (): menginisialkan apapun yang akan digunakan bersama oleh
penghitungan dan proses rendering (mengalokasikan memori bersama, dll).
Karena semua program data yang tidak ada di memori bersama akan
digandakan hingga empat kali dengan percabangan di CAVEInit, apapun besar
chunks data yang tidak perlu dilakukan bersama harus dialokasikan setelah
CAVEInit, untuk menyimpan memori.
3) CAVEInit (): menginisialkan rutin CAVE. Operasi utama adalah untuk
melakukan percabangan beberapa proses. Satu proses (the "komputasi
proses") kembali dari CAVEInit dan menjalankan sisa dari main (). Lain
menangani proses pelacakan dan rendering. Ada satu proses rendering untuk
setiap dinding. Proses ini memanggil aplikasi GLinit fungsi sekali (satu kali
diberikan), dan berulang kali memanggil aplikasi menggambar fungsi.
4) CAVEInitApplication (), app_init_gl (): sebuah pointer ke aplikasi grafis
initialization fungsi pada proses rendering. Sejak rendering tidak dilakukan
oleh proses hisab (salah satu yang kembali dari CAVEInit), tetapi oleh proses
rendering yang terpisah, setiap GL initialization diperlukan untuk rendering
tidak dapat dilakukan secara langsung oleh proses penghitungan. Sebaliknya,
fungsi ini menetapkan pointer dalam memori bersama memberitahu proses
rendering.
5) CAVEDisplay (), app_draw (): sebuah pointer ke aplikasi fungsi menggambar
yang ditularkan kepada proses rendering. Seperti di CAVEInitApplication
rutin, ini menetapkan pointer dalam memori bersama dengan fungsi. The
rendering proses ini kemudian melihat panggilan pointer dan fungsi itu
sendiri.
6) app_compute_init (): Ini tidak ada initializes-berbagi data yang akan
digunakan oleh proses penghitungan.
7) app_compute (): ini melakukan aplikasi computations. Apapun hasil yang
digunakan oleh fungsi menggambar harus disimpan di memori bersama.
8) CAVEExit (): Ini menyebabkan semua proses untuk keluar dari CAVE dan
kembali mesin normal wilayah.
3.9. CAVE Library( perpustakaan)
3.9.1. Tipe Data
Berikut ini jenis data yang ditetapkan dalam cave.h dan digunakan untuk
berbagai fungsi argumen CAVE atau variabel global. CAVE_WALL_ID : untuk
mengidentifikasi tipe bukan numerik yang berbeda tersedia di dinding Cave, dengan
nilai-nilai seperti CAVE_FRONT_WALL, CAVE_SCREEN0_WALL,
CAVE_SIMULATOR_WALL, dll Ada nilai berbeda untuk setiap dinding yang dapat
dipilih oleh "Dinding" konfigurasi pilihan.
CAVEID: untuk tipe bukan numerik yang paling identifier konstan selain nama
tembok.
CAVE_SENSOR_ST : sebuah struktur berisi data sensor pelacak. Entri adalah:
1) Float x, y, z - posisi yang sensor
2) Float Azim, Elev, roll - orientasi dari sensor (Euler angles)
3) CAVE_TIMESTAMP_ST : waktu - waktu yang paling baru untuk membaca
Sensor ini diambil. CAVE_TIMESTAMP_ST struct yang mirip dengan
sebuah struct timeval, dengan masukan dan usec detik.
4) Boolean calibrated - bendera menunjukkan apakah sekarang Sensor data telah
berkalaborasi (lihat CalibrationFile konfigurasi pilihan)
5) CAVEID frame dari referensi untuk data; CAVE_TRACKER_FRAME baik
atau CAVE_NAV_FRAME
Orientasi ini bernilai dalam derajat Azim and roll berkisar antara -180 ke 180, dan
Elev berkisar dari -90 ke 90. Pesanan dari rotations adalah Azim (Y), Elev (X), roll
(Z).
CAVE_CONTROLLER_ST - struktur kontrol yang berisi informasi status. Entri
adalah:
1) Int num_buttons - jumlah tombol pada controller
2) int_button [] – wilayah masing-masing tombol
3) Int num_valuators - jumlah valuators pada kontroler
4) float_valuator [] - wilayah masing-masing valuator
CAVENETID-ID-yang unik untuk pengguna jaringan CAVE
CAVE_USER_ST - sebuah struktur berisi data untuk pengguna jaringan. Struktur
masukan adalah:
1) CAVENETID en - user ID
2) float_timestamp - waktu terakhir data yang diterima dari pengguna ini (dalam
CAVE waktu setempat)
3) Int num_sensors - jumlah sensor pelacak
4) Sensor CAVE_SENSOR_ST [] - pengguna data pelacakan; Sensor [0] berisi
kepala data; sisanya berisi masukan data untuk tongkat sihir dan lainnya
dilacak perangkat
5) CAVE_CONTROLLER_ST controller - pengguna kontrol data (tombol &
valuators)
6) Void app_data - sebuah pointer yang dapat digunakan untuk menyimpan data
yang terkait dengan aplikasi bagi pengguna. Perpustakaan tidak sentuh ini
masuk ke nol kecuali ketika user baru adalah diinisialisasi.
CAVELOCK - sebuah kunci IPC, sebagai dikembalikan oleh CAVENewLock dan
digunakan oleh CAVESetReadLock, dll
CAVECALLBACK - sebuah pointer ke fungsi panggil (yakni void (*)())
CAVE_ST - sebuah pointer ke struktur yang berisi semua data untuk CAVE library.
Beberapa data yang disimpan dalam memori bersama;
CAVE_ST sendiri tidak terbagi. Struktur masukannya termasuk:
1) Int num_sensors - jumlah sensor dilacak
2) Sensor CAVE_SENSOR_ST * [] - data dari sensor pelacak
3) CAVE_CONTROLLER_ST kontrol - kontrol status
4) float *time – Cave pada saat itu, diperbaharui sekali per tampilan frame
5) float * framesPerSecond - yang sekarang Frame rate
6) Int * numUsers - jumlah pengguna jaringan
7) CAVE_USER_ST user - array pointer ke pengguna jaringan data
3.9.2. Basic CAVE Functions
Berikut ini adalah dasar fungsi CAVE library yang mengontrol pengoperasian
program CAVE ini. CAVEInit, CAVEDisplay, CAVEExit dan digunakan oleh semua
aplikasi CAVE; sisanya adalah opsional. Fungsi-fungsi ini harus dipanggil dari proses
utama, mereka tidak dapat dipanggil dari sebuah proses rendering.
1) void CAVEConfigure(int *argc,char **argv,char **appdefaults)
Initializes konfigurasi CAVE. CAVE library memori internal dibuat bersama
arena, berbagai variabel global yang diinisialisasi, maka akan membaca file
konfigurasi, dan kemudian ada pilihan konfigurasi yang diberikan dalam
appdefaults atau argc / argv. Lihat Bagian 9 untuk keterangan pilihan
konfigurasi CAVE. appdefaults adalah array string, setiap string akan terlihat
seperti baris dalam file konfigurasi. Yang terakhir masuk dalam array harus
NULL. Pilihan ditetapkan dengan argc / argv terdiri dari pasangan argumen,
yang pertama adalah argumen dengan kata kunci yang '-' (misalnya "-
dinding"), dan kedua argumen berisi sisa pilihan (misalnya "depan kiri").
Tambahan satu pilihan yang tersedia dengan argc / argv adalah "-caveconfig",
yang menentukan untuk membaca file konfigurasi. Setelah panggilan
CAVEConfigure, & argv argc akan dimodifikasi untuk menghapus semua
konfigurasi pilihan, meninggalkan sisa dari baris perintah untuk aplikasi.
NULL mungkin untuk lulus argc / argv atau appdefaults. CAVEConfigure
disebut oleh CAVEInit, jika Anda memanggil langsung, Anda harus
melakukannya sebelum memanggil CAVEInit. Hanya satu panggilan ke
CAVEConfigure akan melakukan apapun. Setelah semuanya telah dibaca,
yang terakhir konfigurasi CAVE akan dicetak ke stderr. Printout ini dapat
dinonaktifkan dengan menetapkan variabel lingkungan
CAVEDEBUGCONFIG ke "OFF".
2) void CAVEDisplay(CAVECALLBACK function,int num_args,...)
Fungsi CAVE ini melewati sebuah pointer ke library gambar rutin anda. Rutin
anda akan dipanggil oleh proses rendering sekali per mata melihat per frame
(yakni dua kali per frame untuk stereo, sekali per bingkai untuk monoscopic
mode). Semua rendering harus dilakukan dari rutin ini. setiap panggilan GL
yang dilakukan langsung diproses oleh penghitungan utama dan tidak akan
berpengaruh pada apa yang ditampilkan dalam CAVE. Blok CAVEDisplay
sampai panggilan swapbuffers berikutnya dipanggil oleh proses rendering.
Argumen pertama adalah arah kepada menggambar rutin. Argumen kedua
adalah jumlah argumen bahwa menggambar rutin diterima (maksimum adalah
5). Jika anda tidak mengambil rutin setiap argumen, lewat nol (0). Sisanya
adalah argumen yang akan disampaikan ke rutin. Ini akan disimpan sebagai
void * 's, dan sebagainya harus pointer (juga, mereka harus menggunakan
memori bersama jika mereka mengarah ke nilai-nilai yang dapat mengubah
proses penghitungan). CAVEDisplay hanya dapat dipanggil setelah
CAVEInit.
3) void CAVEExit(void)
program CAVE berakhir. Fungsi ini akan sinyal semua proses CAVE yang
terdiam, dan kemudian memanggil keluar.
3.10. Simulasi CAVE
CAVE library menyediakan pilihan untuk mensimulasikan beberapa atau
semua perangkat keras yang spesifik padaa bagian lingkungan CAVE. Hal ini
memungkinkan para pengembang aplikasi untuk menulis dan menguji kode pada
workstation biasa, tanpa memerlukan konstan menggunakan hardware CAVE.
Terdapat tiga bagian dasar CAVE yang dapat disimulasikan yaitu, pelacak (tracking),
dengan tongkat (joystick), dan layar immersive. CAVE saat menjalankan program
tersebut, file konfigurasi dapat digunakan untuk memilih mode simulator untuk
pilihan ini (catatan bahwa "Simulator y" opsi yang tersedia sebagai metode steno
simulator memilih semua opsi sekaligus). Pelacakan yang palsu dan joystick
menggunakan keyboard dan mouse untuk kontrol, yang menampilkan simulasi
memberikan perspektif melihat, tidak terbatas pada satu dinding.
3.10.1. Simulasi Tracking
3.10.1.1. Head Control
Simulasi dari head control dapat dipindahkan dan diputar di dalam CAVE
menggunakan tombol panah. Perlu diketahui bahwa kepala dibatasi untuk tetap
berada di dalam fisik CAVE. Perintah untuk mengontrol kepala adalah:
LEFT_ARROW ............ Move left
RIGHT_ARROW ........... Move right
UP_ARROW .............. Move forward
DOWN_ARROW ............ Move backward
SHIFT + UP_ARROW ...... Move up
SHIFT + DOWN_ARROW .... Move down
ALT + LEFT_ARROW ...... Rotate left
ALT + RIGHT_ARROW ..... Rotate right
ALT + UP_ARROW ........ Rotate up
ALT + DOWN_ARROW ...... Rotate down
P .......... Reset head and wand to initial positions
3.10.1.2. Wand Controls
Joystick yang dikendalikan dengan menggunakan mouse. Mouse bergerak ke
bawah sambil memegang kunci yang sesuai yang akan memindahkan atau memutar
tongkat tipis. Seperti halnya dengan kepala, joystick yang dibatasi untuk tinggal di
dalam CAVE. Bila pengguna tersebut akan dipindahkan kepala, joystick yang akan
dipindahkan dengannya. Jika lebih dari satu joystick sedang simulasi (menggunakan
SimulatorNumWands konfigurasi pilihan), hanya satu joystick pada waktu yang dapat
dikontrol, yang mengendalikan joystick yang dipilih menggunakan tombol M (yakni
F1, F2, dll).
Perintah menggunakan joystick Wand :
CTRL + mouse movement ....... Move wand left/right/forward/back
SHIFT + mouse movement ...... Move wand left/right/up/down
ALT + mouse movement ........ Rotate wand left/right/up/down
< and > .......... Roll wand (rotate about Z)
HOME ....... Reset wand to be in front of user
F1/F2/F3/... ................ Select wand 1/2/3/... as the current wand being
controlled.
3.10.1.3. Simulasi Display
Simulasi yang dipilih ditampilkan dengan menggunakan dinding simulator
("simulator1" atau "simulator2") pada dinding pilihan konfigurasi. Ada tiga modus
layar untuk simulator dinding. Dalam mode 0, ia akan menampilkan apa yang akan
diberikan pada salah satu dinding, CAVE dalam mode 1, biasa ia menampilkan
perspektif melihat dari aplikasi dari lingkungan dari posisi pengguna kepala dan
dalam mode 2, ia menampilkan tiga orang melihat menunjukkan pengguna di dalam
CAVE. Simulator juga dapat menampilkan posisi pengguna dan kepala dari joystick,
saat ini frame rate, dan garis-besar, fisik CAVE, dan dapat menghitamkan bagian dari
adegan yang tidak akan terlihat karena kurangnya kanan , kembali, dinding dan
plafon.
Keyboard kontrol untuk pilihan ini adalah:
0 ...... Switch to "wall-view" mode
1 ...... Switch to user centered Perspective mode
2 ...... Switch to Outside the CAVE mode
D .......... Switch to "Desk mode" (for outline & blackout)
C .......... Switch to "CAVE mode" (for outline & blackout)
T .......... Toggle timing (frame rate) display
W .......... Toggle display of wand
U .......... Toggle display of user (head)
INSERT ..... Toggle display of CAVE/Immersadesk outline
DEL ........ Toggle blackout of right, rear, and ceiling walls
H .......... Print help text
When in wall-view mode (mode 0), the following keys select which wall's display is
rendered:
F ........ front wall
L ........ left wall
B ........ floor ("bottom")
R ........ right wall
D ........ Immersadesk (screen7)
When using the outside-the-CAVE view, you can move the viewpoint around with the
following controls:
KEYPAD ARROWS (2,4,6,8) .... Rotate the viewpoint
KEYPAD -/+ ................. Zoom in/out
KEYPAD 5 ................... Reset the viewpoint
3.11. Software Pendukung
Ada beberapa program pendukung yang baik digunakan oleh CAVE atau
library untuk menguji CAVE hardware. Program-program ini dapat ditemukan di /
usr / local / CAVE / bin.
1) mplock dan mpunlock
Program-program tersebut akan mengisolasi dan unisolate CPU pada sistem.
Argumen adalah nomor dari CPU yang akan terisolasi / unisolated. Jika
CPULock konfigurasi pilihan telah ditetapkan, mplock akan dijalankan oleh
CAVE library pada startup, dan mpunlock akan dijalankan ketika keluar
CAVE. Program-program akan terpisah dari CAVE libray karena CPU
membutuhkan isolasi superuser privileges; dengan itu, mplock dan mpunlock
binaries harus dimiliki oleh root.
2) Vss
Suara server. vss harus berjalan pada mesin audio server (alamat IP yang
diberikan dalam file konfigurasi) CAVE sebelum program dimulai. CAVE
melihat Audio library manual untuk informasi lebih lanjut.
3) testpattern [cavesize] [pixel-xdim] [pixel-ydim]
Program ini menghasilkan pola yang digunakan untuk menguji deretan
proyektor CAVE dan pencocokan warna antara layar. Hal ini dimaksudkan
untuk dijalankan ketika layar dalam modus video 1025x768 stereo. Yang
pertama adalah opsional argumen besarnya CAVE (di kaki); standarnya 10 '.
Kedua dan ketiga adalah argumen resolusi layar, jika selain 1025x768.
Berbagai pola yang dipilih menggunakan tombol angka (1, 2, 3 dan 4). Pola 1
adalah kotak dari 6 "x6" kotak, dengan diagonals dan lingkungan, dan "L" di
leftbuffer dan "R" di rightbuffer. Ada diagonals dan kalangan untuk kedua
layar penuh dan untuk 90% dari tinggi layar (untuk 10'x9 'dinding). Pola 2
menampilkan colorbars berjalan baik secara vertikal dan horizontal. Pola 3
adalah sama dengan pola 2, kecuali Dibalik horizontal; ini dimaksudkan untuk
dinding kanan. Pola 4 dan 5 sama dengan pola 1 & 2, tetapi diputar 45 derajat,
pada umumnya ditujukan untuk pengaturan dari ARPA Enterprise CAVE dari
lantai.
4) Cavevars
Ini merupakan dasar untuk menguji keyakinan CAVE library dan perangkat
kerasnya. Ini menampilkan nilai-nilai semua CAVE library global variabel di
bagian depan dinding, dinding kiri, dan lantai. Nilai-nilai termasuk pelacak
data, posisi mata berasal dari pelacak data, status dari tombol & joystick, dan
informasi waktu. String "Left Eye" akan ditampilkan di sebelah kiri buffer,
dan "Right Eye" di sebelah kanan penyangga. sebuah set X / Y / Z axes
ditampilkan di posisi tongkat tipis dan pada posisi kepala (menggunakan
CAVE library tracker vector macro). Untuk keluar dari program, tekan
Escape.
5) Scraminit
scraminit berasal dari systran dari program Scramnet diagnosa. Hanya board
initializes tanpa interaksi. Program ini harus dijalankan satu kali, setiap kali
sistem rebooted, sebelum program lain dapat menggunakan Scramnet.
6) Trackd
trackd adalah daemon pelacakan, yang dapat digunakan dengan 'daemon'
pilihan untuk TrackerType dan konfigurasi Wand. Ini sangat mendukung
Flock of Birds dan pelacak Spacepad, dan PC berbasis wand. Untuk membaca
kawanan pelacak, jalankan trackd dengan bendera-burung, untuk membaca
Spacepad, menjalankannya dengan bendera-spacepad. Untuk membaca PC
tongkat sihir, jalankan dengan bendera-controller <port>, di mana <port>
adalah nama port serial PC yang terpasang ke (misalnya / dev/ttyd4). Bila
menggunakan trackd dengan joystick, port serial yang tidak boleh
dikonfigurasi dial / kotak tombol.
3.11. Sample Programs
3.11.1. Sample Program 1
/* simple.c
/* A trivial CAVE demo program, demonstrating the most basic CAVE
library
/* functions. This program just draws a red triangle in the front
of the
/* CAVE. No interaction (outside of moving around), and nothing
changes.
*/
#include <cave.h>
void simple_draw(void);
main(int argc,char **argv)
{
/* Initialize the CAVE */
CAVEConfigure(&argc,argv,NULL);
CAVEInit();
/* Give the library a pointer to the drawing function */
CAVEDisplay(simple_draw,0);
/* Wait for the escape key to be hit */
while (!getbutton(ESCKEY))
sginap(10);
/* Clean up & exit */
CAVEExit();
}
/* simple_draw - the display function. This function is called by the
CAVE library in the rendering processes' display loop. It draws a
red
triangle 2 feet tall, 4 feet off the floor, and 1 foot in front of
the
front wall (assuming a 10' CAVE). */
void simple_draw(void)
{
float vert1[3] = { -1, 4, -4},
vert2[3] = { 1, 4, -4},
vert3[3] = { 0, 6, -4};
cpack(0); clear(); zclear();
cpack(0xff);
bgnline();
v3f(vert1);
v3f(vert2);
v3f(vert3);
v3f(vert1);
endline();
}
3.11.2. Sample Program 2 (openGL)
#include <cave_ogl.h>
#include <GL/glu.h>
void init_shared_data(),gl_init_fn(),draw_fn();
/* Shared data */
float *x,*y,*z;
main(int argc,char **argv)
{
float vx,vy,vz;
CAVEConfigure(&argc,argv,NULL);
init_shared_data();
vx = (drand48()-0.5)/10.0;
vy = (drand48()-0.5)/10.0;
vz = (drand48()-0.5)/10.0;
CAVEInit();
CAVEInitApplication(gl_init_fn,0);
CAVEDisplay(draw_fn,0);
while (!CAVEgetbutton(CAVE_ESCKEY))
{ /* Bounce the ball around */
if (*x < -5) vx = fabs(vx);
else if (*x > 5) vx = -fabs(vx);
if (*y < 0) vy = fabs(vy);
else if (*y > 10) vy = -fabs(vy);
if (*z < -5) vz = fabs(vz);
else if (*z > 5) vz = -fabs(vz);
*x += vx;
*y += vy;
*z += vz;
sginap(1); /* Make this loop run about 100 iterations/second
*/
}
CAVEExit();
}
/* Get a shared arena, amalloc the shared variables, & initialize
them */
void init_shared_data()
{
x = (float *) CAVEMalloc(sizeof(float));
y = (float *) CAVEMalloc(sizeof(float));
z = (float *) CAVEMalloc(sizeof(float));
*x = 0;
*y = 5;
*z = 0;
}
static GLUquadricObj *sphereObj;
/* initialize the graphics - define the lighting data */
void gl_init_fn()
{
float light_pos[] = { -5, 10, 5, 0 };
float mat_diffuse[] = { 0.6, 0.5, 0.1, 1 };
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
glEnable(GL_LIGHT0);
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE,
mat_diffuse);
sphereObj = gluNewQuadric();
}
/* draw the scene - draw a ball at (*x,*y,*z), and, if button 1 is
pressed,
draw a smaller ball in front of the wand */
void draw_fn()
{
glClearColor(0.5, 1., 1., 0.);
glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT|GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glEnable(GL_LIGHTING);
glPushMatrix();
glTranslatef(*x,*y,*z);
gluSphere(sphereObj, 1.0, 8, 8);
glPopMatrix();
if (CAVEBUTTON1)
{
float wandPos[3],wandFront[3];
CAVEGetPosition(CAVE_WAND,wandPos);
CAVEGetVector(CAVE_WAND_FRONT,wandFront);
glPushMatrix();
glTranslatef(wandPos[0]+wandFront[0]*2,wandPos[1]+wandFront[1]*2,
wandPos[2]+wandFront[2]*2);
gluSphere(sphereObj, .25, 8, 8);
glPopMatrix();
}
glDisable(GL_LIGHTING);
}
BAB IV
RANGKUMAN
Lingkungan maya dapat mewakili setiap tiga dimensi yang baik dunia nyata
atau abstrak. Ini termasuk sebenarnya sistem seperti bangunan, lanskap, underwater
shipwrecks, spacecrafts, penggalian situs arkeologi, anatomi manusia, patung,
pemandangan reconstructions kejahatan, sistem matahari, dan sebagainya. Minat
khusus yang merupakan representasi visual dan sensual dari abstrak sistem seperti
medan magnet, arus struktur bergolak, molecular model, matematika, sistem akustik
auditorium, perilaku pasar saham, penduduk densities, arus informasi, dan sistem lain
yg mungkin termasuk seni dan karya kreatif abstrak alam. Dunia maya ini dapat
berupa animasi, interaktif, berbagi, dan dapat mengekspos perilaku dan fungsi. Untuk
mengikuti interaksi real-time, virtual reality teknologi harus didukung oleh tingginya
kinerja komputer, perangkat lunak yang terkait dengan bandwidth tinggi dan
kemampuan jaringan.
Virtual reality juga memerlukan pengembangan teknologi baru seperti yang
akan menampilkan update secara real-time dengan gerakan kepala kemajuan indrawi
tanggapan seperti memaksa, sentuhlah, tekstur, suhu, dan bau, dan cerdas model
lingkungan. Sebagai teknologi yang berkembang virtual reality, aplikasi VR menjadi
literal yang tidak terbatas. Hal ini diasumsikan VR akan kembali antarmuka antara
manusia dan teknologi informasi dengan menawarkan cara-cara baru untuk
komunikasi informasi, visualisasi proses, dan ekspresi dari ide-ide kreatif.
Singkatnya, alternatif bentuk presentasi Virtual Lingkungan sistem
dideskripsikan dengan karakteristik umum dari visual, berhubungan dengan
pelacakan, dan gambar generasi sistem yang telah rinci. Masalah khusus yang terkait
dengan sistem ini telah dialamatkan solusi efektif dan telah ditampilkan.
Selain itu, dua derivatif dari sistem ini telah disajikan: The ImmersaDesk
(TM) dan Global Informasi Infrastruktur Wall. Pertama mewakili yang lebih kecil,
lebih murah, multi-orang immersive sistem. Kedua, yang lebih besar, gaya audiens,
presentasi format yang immersive lingkungan.
4.1 Alat-alat yang Digunakan
a) Proyektor dan cermin
b) Layar dengan 4 sisi dan tambahan 2 sisi untuk lantai dan atap
c) Kacamata stereo
d) Pemancar stereo
e) Joystick (remote control)
f) Sistem pelacakan ( tracking system)
g) Audio System
h) Software pendukung untuk menjalan program ini
Penggunaan tools ini dapat dilakukan secara bersamaan dengan orang lain dengan
menggunakan koneksi kepada si pengguna yang lain. Kita dapat mengatur pada
konfigurasi untuk membuka jaringan kepada pengguna yang lain. Sehingga kita dapat
berinteraksi secara virtual dengan teman kita dan dapat mengelilingi daerah mana
saja.
Teknologi virtual ini sangat berguna apabila diimplementasikan dibidang
pendidikan. Setiap pelajar atau mahasiswa dapat melihat sejarah atau keindahan pada
planet bumi ini tanpa perlu menuju ke lokasi tersebut karena dapat diakses secara
virtual. Sehingga pengetahuan yang ada di dunia ini sangat mudah didapatkan hanya
dengan satu ruangan yang berkotak ini yaitu CAVE.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1) Virtual Reality merupakan teknologi yang cukup kompleks dan aplikasinya
yang sudah ‘standar’ belum ada di pasar untuk dikonsumsi. Namun beberapa
teknologinya sudah dimanfaatkan di berbagai bidang.
2) Menciptakan suatu aplikasi yang bekerja membutuhkan suatu sistem yang
pembuatannya membutuhkan pengetahuan yang luas dari berbagai disiplin
ilmu.
3) Virtual Reality sangat mendukung untuk menambah pengetahuan setiap siswa
dalam pembelajaran untuk masa depan nantinya.
4) Penggunaan teknologi CAVE sangat membantu untuk men-simulasikan suatu
pekerjaan yang mendapat resiko lebih besar, sehingga kita mendapatkan
pengalaman sebelum melakukan pekerjaan tersebut.
5) Banyak perusahaan menggunakan teknik CAVE untuk meningkatkan
pengembangan produk.
6) pemanfaatan virtual reality dalam kehidupan manusia semakin marak dan
berkembang dengan pesat. Mulai dari aspek hiburan sampai kepada aspek
kesehatan mulai memanfaatkan virtual reality sebagai teknologi yang mampu
menciptakan bentuk dunia nyata kedalam dunia virtual tiga dimensi.
pemanfaatan virtual reality dalam kehidupan manusia semakin marak dan
berkembang dengan pesat. Mulai dari aspek hiburan sampai kepada aspek
kesehatan mulai memanfaatkan virtual reality sebagai teknologi yang mampu
menciptakan bentuk dunia nyata kedalam dunia virtual tiga dimensi.
5.2 Saran
1) Mempermudah setiap masyarakat untuk dapat menggunakan teknologi virtual
reality, karena sangat menunjang untuk pendidikan di masa depan.
2) Pemanfaatan virtual reality dalam kehidupan manusia direalisasikan dengan
cepat agar semakin marak dan berkembang dengan pesat.
DAFTAR PUSTAKA
Rahayu, Fitri N. 2006. Virtual Reality dan Aplikasinya. Bandung : Sekolah Tinggi
Teknologi Telkom.
Rinanto, Andre. (1984). Peranan media audio visual dalam pendidikan.
Yogyakarta: Yayasan Kanisius
Wen-Chai Song & Shih-Ching Ou. (2003). Using virtual reality modelling to
improve training techniques. Taiwan : National Central University
Robert V. Kenyon Electronic Visualization Lab University of Illinois at Chicago
Department of Electrical Engineering and Computer Science Chicago, IL
Muhamad Ikhsan. (2006). Prinsip pengembangan media pendidikan-sebuah
pengantar.
http://teknologipendidikan.wordpress.com/Prinsip Pengembangan Media Pendidikan
Sebuah Pengantar-Teknologi Pendidikan.htm
M. Akamatsu et al.: Multimodal Mouse: A Mouse-Type Device with Tactile andForce Display. Presence, Vol. 3, No. 1, pp. 73-80 (1994)
CAVE™ Overview. (n.d.). Retrieved July 18, 2004,http://www.evl.uic.edu/pape/CAVE/oldCAVE/CAVE.overview.html
Horton, William K., Designing & Writing Online Documentation: Help Files toHypertext, New York John Wiley & Sons, 1990.
T. Hattori, T. Ishigaki, K. Shimamoto, A. Sawaki, T. Ishiguchi, and H. Kobayashi,
"An Advanced Autostereoscopic Display for G-7 Pilot Project", Stereoscopic
Displays and Virtual Reality Systems VI, Proceedings of SPIE, Vol. 3639,
SPIE, Bellingham, Washington, January 1999.
Beier Peter,Virtual Reality:A short introduction,http://www-vrl.umich.edu
http://www.beritanet.com/Literature/Buzzword/virtual-reality.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Realitas_maya
http://www.harunyahya.com/indo/artikel/077.htm
