## Visualisasi Letak Geografis Provinsi Di Indonesia Berbasis Augmented  Reality Untuk Siswa SD (Studi Kasus: SD Negeri 99 Pongrakka)
Suharsono Bantun * , Jayanti Yusmah Sari ** , Qammaddin *** , Rahmat Karim **** *,***,**** Sistem Informasi, Universitas Sembilanbelas November Kolaka
** Ilmu Komputer, Universitas Sembilanbelas November Kolaka E-mail: * suharsonob@usn.ac.id, ** jayanti@usn.ac.id, *** didinusn@gmail.com, **** rahmatkarim@usn.ac.id

## ABSTRACT
The  learning  implementation  in  the  subject  of  social  science,  especially  the  topic  of  Indonesia's geographical location at SD Negeri 99 Pongrakka is still carried out in a classical way, namely using the lecture method with learning media in the form of depictions on the blackboard or just observing pictures through textbooks. These methods make the learning process less interesting and seem passive because there is no direct interaction between the topic and the students. To create interactive learning, we propose the development of learning media by utilizing Augmented Reality technology. The system proposed in this study can display the geographical location of the province in 3 dimensions by means of the user pointing the marker at the camera then the camera detects the marker and the object will be displayed directly  on  the  monitor  screen  according  to  the  marker  used.  After  testing  the  system  based  on  the Software Requirement Specification, it was able to be concluded that the application of visualizing the geographical location of the province based on Augmented Reality could not only make learning more interactive but also more interesting, so that it could be used as an option for learning methods.
Keyword: Augmented Reality, Software Requirement Specification, Social science, marker.

## 1. Introduction
Sekolah Dasar (SD)  Negeri 99 Pongrakka  merupakan salah satu sekolah dasar yang berada di  Dusun Tabah, Kecamatan Walenrang Timur, Kabupaten Luwu. Metode yang digunakan dalam proses belajar mengajar di  SD  Negeri  99  Pongrakka  ini  yaitu  metode  ceramah,  dimana  seorang  guru  menerangkan  dan  para  siswa mendengarkan penjelasan dari guru. Letak geografis provinsi di Indonesia adalah posisi provinsi-provinsi di Indonesia yang merupakan salah satu sub materi ilmu pengetahuan sosial yang wajib dipelajari oleh para siswa kelas VI. Ilmu pengetahuan sosial merupakan mata pelajaran yang terkesan membosankan dan kurang disukai bagi para siswa, apalagi dengan menggunakan metode ceramah, menggambarkan di papan tulis, atau hanya sekedar melihatnya di buku pelajaran. Metode-metode tersebut masih terkesan pasif dan statis karena tidak adanya interaksi langsung antara materi dengan para siswa, hal ini mengakibatkan mata pelajaran ini menjadi kurang menarik. Selain itu, pembahasan yang biasa ditampilkan di dalam buku menggunakan teks dan gambar kurang menarik dikarenakan terlalu banyaknya teks penjelasan dan kurangnya gambar [1]. Begitu juga dengan media website yang diharuskan terhubung ke jaringan internet, dengan tampilan interface yang tidak menarik minat masyarakat baik itu dari kalangan remaja maupun orang dewasa [1].
Untuk  memenuhi  tuntutan  tersebut,  teknologi  dapat  dimanfaatkan  dalam  upaya  membantu  proses pembelajaran  menjadi  lebih  menarik.  Salah  satunya  yang  sedang  marak  belakang  ini  adalah  dengan memanfaatkan  teknologi Augmented  Reality (AR). Teknologi AR  memungkinkan  pengguna  untuk  melihat dunia  nyata  bersamaan  dengan  objek  virtual  [2]. AR  berbeda  dengan Virtual  Reality (VR)  ataupun Mixed Reality (MR). AR dan MR memungkinkan pengguna dapat melihat dan berinteraksi dengan objek virtual 3 Dimensi  (3D)  pada  lingkungan  yang  nyata,  sedangkan  VR  membawa  pengguna  pada  dunia virtual tanpa melihat  ataupun  berinteraksi  dengan  dunia  nyata  [2].  Menurut  Mustika  dkk, AR  merupakan  suatu  konsep perpaduan antara VR dengan dunia nyata, sehingga objek-objek virtual 2 Dimensi atau 3 Dimensi seolah-olah terlihat  seperti  nyata  dan  menyatu  dengan  dunia  nyata  [3].  Untuk  itu,  pada  teknologi AR,  pengguna  dapat melihat  dunia  nyata  yang  ada  di  sekelilingnya  dengan  penambahan  objek  virtual  yang  dihasilkan  oleh komputer.
Dalam penelitian ini, dibuat sebuah cara baru dalam mempelajari posisi provinsi-provinsi di Indonesia yang merupakan salah satu sub materi ilmu pengetahuan sosial (IPS). Salah satu cara untuk menampilkannya adalah dengan teknologi AR. Ada beberapa penelitian yang membuktikan bahwa penggunaan teknologi AR
dapat mempermudah guru dalam menerangkan pelajaran, menarik minat belajar dari siswa dan memperluas wawasan masyarakat umum. Penelitian terbaru menemukan bahwa penambahan objek 3D terhadap dunia nyata dapat memberikan pengalaman yang signifikan bagi pengguna [1][4][5][6][7].
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi pokok permasalahan adalah  bagaimana  menyajikan  suatu  model  pembelajaran  untuk  siswa  sekolah  dasar  yang  lebih  menarik khususnya  mengenai  letak  geografis  provinsi  di  Indonesia  pada  mata  pelajaran  Ilmu  Pengetahuan  Sosial. Tujuan dari penelitian ini membuat visualisasi 3D letak geografis provinsi-provinsi di Indonesia berbasis AR untuk mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Sosial pada Sekolah Dasar. Sampel dalam penelitian ini yaitu provinsi- provinsi yang ada di Pulau Sulawesi.
.
2. Research Method

## 2.1 Analisis Sistem
Analisis sistem adalah suatu sistem yang diuraikan secara utuh ke dalam bagian-bagian komponennya dengan  maksud  untuk  mengidentifikasi  dan  mengevaluasi  permasalahan  yang  terjadi  dan  kebutuhan  untuk perbaikan berikutnya. Hasil akhir dari analisis sistem ini adalah solusi suatu dalam bentuk spesifikasi sistem yang baru.
Sistem yang sedang berjalan saat ini dalam pembelajaran letak geografis provinsi masih terkesan pasif dan statis dengan menggunakan metode belajar konvensional yaitu guru melakukan ceramah di depan kelas, menggambarkan objek di papan tulis, sedangkan para siswa melihatnya dari buku pelajaran. Hal ini membuat pembelajaran ini menjadi kurang menarik bagi para siswa. Dengan melihat kondisi sistem saat ini, maka pada penelitian ini dirancang suatu visualisasi letak geografis 3D berbasis augmented reality (AR) yang diharapkan nantinya dapat membuat pembelajaran letak geografis provinsi menjadi lebih menarik bagi para siswa.

## 2.2 Augmented Reality (AR)
Teknologi AR ini dapat menyisipkan suatu informasi tertentu ke dalam dunia maya dan menampilkannya di  dunia  nyata  dengan  bantuan  perlengkapan  seperti webcam ,  komputer, smartphone ,  maupun  kacamata khusus.  Penggunaan  teknologi  ini  akan  sangat  membantu  dalam  menyampaikan  suatu  informasi  kepada pengguna. AR tidak hanya digunakan di bidang informasi dan pemasaran saja, melainkan juga digunakan di bidang Pendidikan, kesehatan, keamanan publik, dan pariwisata.
Metode yang dikembangkan pada AR saat ini terbagi menjadi dua metode, yaitu dengan marker statis dan marker dinamis [8] . Pada  penelitian  ini,  digunakan  metode  pertama,  yaitu marker yang  bersifat  statis. Dengan demikian, AR pada penelitian ini bekerja dengan menggunakan satu marker untuk satu objek dengan tahapan  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Pada  saat webcam aktif,  maka webcam akan mengindentifikasi  gambar  bertanda  khusus  ( marker )  yang  sering  kali  berupa  gambar barcode hitam-putih. Software kemudian  menganalisis marker tersebut  dengan  melakukan tracking objek  dan  membuat  gambar virtual  di  layar  monitor  yang  terhubung  dengan  posisi webcam .  Sehingga,  aplikasi  tersebut  bekerja  dengan kamera terhadap marker untuk menyajikan tampilan 3D.
Gambar 1 Tahapan Umum Metode AR dengan Marker Based Tracking
Adapun proses pengenalan pola pada feature gambar ketika dilakukan tracking objek pada marker yaitu sebagai berikut [9].
1. Mengambil gambar dari kamera (pemerolehan data), sistem mengolah dan menganalisis frame per frame video  yang  di- streaming secara real  time dan  hasilnya  berupa  citra  digital  yang  akan  digunakan  untuk tahap berikutnya.
2. Mengenali dan mendeteksi pola pada feature gambar dengan proses pengolahan citra digital
3. Penyesuaian  Pola  (pengenalan  data/klasifikasi),  pola marker yang  telah  terdeteksi  berupa  titik-titik keypoint akan  disesuaikan  dengan  pola  yang  ada  pada  sistem  dengan  cara  menyesuaikan feature dan penempatan titik keypoint pada pola gambar.

## 2.3 Spesifikasi Kebutuhan
Berikut beberapa kebutuhan pada kondisi awal untuk membuat sistem pada penelitian ini:

## a. Kebutuhan Fungsional
Adapun  yang  menjadi  kebutuhan  fungsional  yaitu:  1)  menampilkan  objek  letak  geografis  provinsi  3D beserta penjelasannya sesuai dengan marker yang digunakan, 2) pengguna dapat berinteraksi secara real- time , interaksi yang bisa dilakukan yaitu dengan memutar marker sehingga objek yang ditampilkan juga ikut berputar mengikuti arah putaran marker . Dengan demikian objek dapat dilihat dari berbagai sisi, dan 3)  menampilkan  objek  letak  geografis  provinsi  3D  berdasarkan  jarak  kamera  dengan marker yang digunakan.
b. Kebutuhan Data
Yang  menjadi  kebutuhan  data  meliputi:  1)  proses  pemasukan  data  di  mana  pengguna  mengarahkan marker ke kamera secara langsung, 2) proses pemrosesan marker yang diubah menjadi biner hitam putih. Setelah itu ARToolkit mencari gambar berkotak hitam dan mencocokkan dengan memory template yang ada  di ARToolkit ,  dan  3)  proses  menampilkan  objek  3D,  meliputi  ketika  koordinat  kamera  virtual  dan kamera nyata telah sama, maka grafik komputer akan menggambar dan melakukan overlay objek 3D.
c. Kebutuhan Non Fungsional
Dan  yang  menjadi  kebutuhan  non  fungsional  yaitu marker atau  penanda  yang  telah  didesain,  kamera internal dan kamera eksternal.

## 2.4 Alat dan Bahan Penelitian
Dalam penelitian ini dibutuhkan hardware berupa komputer dengan spesifikasi processor Core i3 dengan RAM 2GB dan eksternal kamera 16MP, serta software berupa ARTToolkit, Corel Draw 2019, 3DSMax, Visual C++ 2008 Express Edition, Visual Basic 6.0. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah marker dan material (tekstur) letak geografis provinsi di Indonesia.

## 2.5 Rancangan Arsitektur Aplikasi
Gambar  2  merupakan  rancangan arsitektur  aplikasi  pada  penelitian  ini  yang  meliputi capture  marker , identifikasi marker ,  dan  menampilkan  objek  3  Dimensi.  Untuk  menampilkan  objek  3D  dari  letak  geografis provinsi di Indonesia pada layar monitor, pengguna harus mengarahkan marker ke webcam sehingga sistem akan  mendeteksi marker dan  menampilkan  objek  3D  dari  letak  geografis  provinsi  di  Indonesia  pada  layar monitor sesuai dengan marker yang digunakan.

## Gambar 2 Arsitektur Aplikasi
3. Result and Analysis
3.1 User Interface Aplikasi
User  interface pada  aplikasi  ini  dibuat  dengan  menggunakan  Visual  Basic  6.0  yang  terdiri  dari form utama, form tampilkan objek, form lihat marker , dan form tentang penulis. Pada form utama, terdapat 4 tombol yang  berfungsi  untuk  menampilkan  fungsinya  masing-masing.  Pengguna  dapat  memilih  menu  “tampilkan objek”, “lihat marker” , “tentang kami” dan “keluar”. Menu “tampilkan objek” digunakan untuk menampilkan letak geografis provinsi 3D yang telah dibuat (Gambar 3b) dengan menggunakan marker (Gambar 3a).
Gambar 3 a. contoh marker (kiri) dan b. gambar 3D letak geografis provinsi (kanan)

## 3.2 Hasil Pengujian
Teknik pengujian yang dilakukan terdiri dari beberapa langkah, sesuai dengan kriteria yang menjadi tolak ukur  keberhasilan  sistem  yang  dibangun.  Pengujian  sistem  ini  didasarkan  pada Software  Requirement Specification (SRS)  yaitu:  pengujian  dengan  menampilkan  objek  letak  geografis  provinsi,  pengujian  agar pengguna  dapat  berinteraksi  secara real  time, pengujian  jarak  kamera  dengan  penanda  atau marker, dan pengujian menggunakan kamera internal serta kamera eksternal.
a. Pengujian dengan Menampilkan Objek Letak Geografis Provinsi
Pada  pengujian  ini,  dilakukan  pengujian  untuk  menampilkan  objek  letak  geografis  provinsi  beserta keterangannya  sesuai  dengan marker yang  digunakan.  Berikut  adalah  tampilan  hasil  pengujian  untuk menampilkan objek sesuai dengan marker yang telah ditentukan:
Tabel 1 Pengujian Tampilan Objek No Test Factor Hasil Keterangan 1 Menampilkan objek Provinsi Sulawesi Utara Objek berhasil tampil 2 Menampilkan objek Provinsi Sulawesi Tengah Objek berhasil tampil 3 Menampilkan objek Provinsi Gorontalo Objek berhasil tampil 4 Menampilkan objek Provinsi Sulawesi Tenggara Objek berhasil tampil 5 Menampilkan objek Provinsi Sulawesi Selatan Objek berhasil tampil
Dari hasil pengujian pada Tabel 1, dapat dilihat bahwa objek yang menjadi test factor seperti Provinsi Sulawesi  Utara,  Sulawesi  Tengah,  Gorontalo,  Sulawesi  Tenggara,  dan  Provinsi  Sulawesi  Selatan  beserta penjelasannya  berhasil  tampil  sesuai  dengan marker yang  digunakan.  Dengan  demikian  untuk  pengujian menampilkan objek-objek letak geografis provinsi ini dinyatakan berhasil.

## b. Pengujian Agar Pengguna Dapat Berinteraksi Secara Real time
Pada pengujian kedua, dilakukan pengujian terhadap dua sampel objek yaitu Provinsi Sulawesi Selatan dan Provinsi Sulawesi Tengah dengan memutar objek sehingga  pengguna dapat melihatnya dari sisi depan, samping  dan  atas.  Hasil  pengujian  pada  Tabel  2  menunjukkan  bahwa  objek-objek  yang  ditampilkan  dapat berputar  mengikuti  putaran marker yang  dilakukan  oleh  pengguna,  sehingga  pengguna  dapat  melihat  objek dari sisi depan, sisi kiri/kanan maupun dari sisi atas. Dengan demikian, untuk pengujian kedua agar pengguna dapat berinteraksi secara real time, dinyatakan berhasil.
Tabel 2 Pengujian Interaksi Real Time No Test Factor Objek 1 Objek 2 Keterangan 1 Menampilkan objek dari sisi samping Objek berhasil tampil
2 Menampilkan objek dari sisi atas
Objek
berhasil tampil

## c. Pengujian Jarak Kamera Dengan Penanda atau Marker
Pada pengujian ketiga ini, diakukan pengujian terhadap jarak antara letak kamera dengan penanda atau marker untuk mendapatkan pendeteksian penanda atau marker yang baik. Dalam penelitian yang dilakukakan oleh Kustijona dan Hakim, disimpulkan bahwa pembacaan marker oleh kamera tidak hanya dipengaruhi oleh intensitas cahaya tapi juga dipengaruhi oleh jarak antara marker dengan kamera, dimana 10 cm dan 100 cm adalah rentang minimal dan maksimal dalam menampilkan objek pada penelitian AR tersebut  [10]. Sementara dari beberapa pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini untuk mendapatkan jarak optimal antara marker dengan kamera dalam menampilkan objek, diperoleh bahwa ±15 cm adalah jarak terdekat dan ±110 cm adalah jarak terjauh. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4 Pengujian Jarak Terdekat (kiri) dan Jarak Terjauh (kanan) antara Kamera dengan Marker
Dari  hasil  pengujian  pada  Gambar  4,  diperoleh  bahwa  objek  dapat  ditampilkan  dengan  jarak  terdekat kamera ±15 cm dan jarak terjauh ±110 cm dari marker . Dengan demikian untuk pengujian jarak kamera dengan marker diperoleh rentang jarak optimal yaitu 15-110 cm.

## d. Pengujian Menggunakan Kamera Internal dan Kamera Eksternal
Pada  pengujian  terakhir,  dilakukan  pengujian  terhadap  kamera  internal  dan  kamera  eksternal  dengan tujuan menguji kesiapan sistem untuk diimplementasikan pada berbagai kondisi. Gambar 5 merupakan hasil pengujian  yang  menunjukkan  bahwa  sistem  yang  dibuat  telah  siap  untuk  diimplementasikan  baik  dengan menggunakan kamera internal maupun kamera eksternal.
Gambar 5 Pengujian Sistem Menggunakan Kamera Internal (kiri) dan Kamera Eksternal (kanan)
Berdasarkan keempat pengujian yang dilakukan, diperoleh bahwa sistem visualisasi 3D letak geografis provinsi di Indonesia berbasis Augmented Reality telah berhasil dibuat. Hal ini dilihat dari hasil pengujian 1 dan 2, dimana sistem dapat menampilkan objek yang sesuai dengan marker dan dapat berinteraksi secara real time . Selain itu, dari pengujian 3 dan 4 dapat dilihat jika sistem juga telah siap untuk diimplementasikan dengan jarak  optimal  kamera- marker berkisar  antara  15-110  cm  dan  bekerja  dengan  baik  menggunakan  kamera internal maupun eksternal. Selanjutnya, dengan adanya aplikasi visualisasi letak geografis provinsi berbasis AR ini, diharapkan para siswa dapat secara langsung mengamati objek 3 Dimensi letak geografis provinsi dan dapat berinteraksi secara real time , sehingga membuat metode pembelajaran menjadi lebih menarik.

## 4. Conclusion
Berdasarkan  hasil  keempat  pengujian  yang  dilakukan,  diperoleh  bahwa  sistem  visualisasi  3D  letak geografis provinsi di Indonesia berbasis Augmented Reality telah berhasil dibuat, dapat berinteraksi secara real time dan  siap  untuk  diimplementasikan  dengan  jarak  optimal  15-110  cm  dan  dapat  menggunakan  kamera internal serta kamera eksternal.
Adapun saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya yaitu agar dilakukan penambahan data visual untuk seluruh pulau di Indonesia dan penggunaan marker dinamis agar sistem dapat lebih fleksibel.

## References
[1] A. K. Wahyudi and I. N. Pangau, “Visualisasi Perkembangan Janin Manusia menggunakan Augmented Reality dengan teknik Single Marker Multi Object,” Techno.Com , vol. 17, no. 1, pp. 23–35, 2017.
[2] N. Wahyudi et al. , “Augmented Reality Marker Based Tracking Visualisasi Drawing 2D ke dalam Bentuk 3D dengan Metode FAST Corner Detection,” J. Intell. Syst. Comput. , vol. Vol 1 No 1, pp. 9–18, 2019.
[3] Mustika,  C.  G.  Rampengan,  R.  Sanjaya,  and  Sofyan,  “Implementasi  Augmented  Reality  Sebagai  Media Pembelajaran Interaktif,” Citec J. , vol. 2, no. 4, pp. 277–291, 2015.
[4] S. Aisa, “Visualisasi Metamorfosis Kupu – Kupu Berbasis Augmented Reality ( Ar ) Sebagai Media Pembelajaran Inovatif Ilmu Pengetahuan Alam,” Semin. Nas. Teknol. Inf. dan Multimed. 2017 , pp. 25–30, 2017.
[5] Juannita and B. P. Adhi, “Pengembangan Media Pembelajaran Sistem Pencernaan Manusia Untuk Kelas 8 SMP dengan Fitur Augmented Reality Berbasis Android (Studi Kasus : SMPN 7 Depok),” J. Pinter , vol. 1, no. 1, pp. 76–81, 2017.
[6] S. Rahma and D. Rachman, “Perancangan Aplikasi Augmented Reality Sebagai Media Pembelajaran Tata Surya Berbasis Android the Designing of Augmented Reality Application for Learning Media Android Based Solar,” J. INSYPRO (Informastion Syst. Process. , vol. 3, No 2, pp. 1–6, 2018.
[7] J. Oliver, “Teknik Marker Based Tracking Augmented Reality Untuk Visualisasi Anatomi Organ Tubuh Manusia Berbasis Android,” J. Chem. Inf. Model. , vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2013.
[8] C. Arum Sari, I. K. G. Darma Putra, and I. P. Arya Dharmaadi, “Penerapan Augmented Reality dalam Visualisasi Katalog Apartemen Berbasis Android,” J. Ilm. Merpati (Menara Penelit. Akad. Teknol. Informasi) , vol. 6, no. 2, p. 65, 2018.
[9] J. Juannita and B. Prasetya Adhi, “Pengembangan Media Pembelajaran Sistem Pencernaan Manusia Untuk Kelas 8 SMP Dengan Fitur Augmented Reality Berbasis Android (Studi Kasus : SMPN 7 Depok),” PINTER  J. Pendidik. Tek. Inform. dan Komput. , vol. 1, no. 1, pp. 76–81, 2017.
[10] R. Kustijono and S. R. Hakim, “Pengaruh Intensitas Cahaya Dan Jarak Pada Sistem Augmented Reality Objek Animasi,” J. Penelit. Fis. dan Apl. , vol. 4, no. 2, p. 8, 2014.