pertemuan 8 - gunadarmasumarna.staff.gunadarma.ac.id/downloads/files/31672/9... · web viewtangan...

Pertemuan 8

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

(numan-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

perang:cat 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 (headmounted

display) oleh Jim Clark tahun 1974 di Amerika Serikat. VR membuka peluang menjadi

antarmuka (interface) antara manusia dengan komputer. Oleh penemu yang sama pada

tahun1982 lahirlah Silicon Graphics, komputer kapabilitas tinggi yang mampu mengolah

citra grafik yang sangat rumit. Dua tahun kemudian Wiliam 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 clan 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 sebenarnya. Pilot-pilot baru dilatih

memegang kontrol pesawat yang sarat dengan penumpang untuk pertama kalinya

dalam Boeing 747 "yang sebenarnya" karena mereka dapat belajar lebih banyak dalam

simulator ketimbang dalam pesawat sesungguhnya. Dalam simulator seorang pilot

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Edi MuladiKOMPUTER 3 DIMENSI

dapat dihadapkan pada semua jenis situasi yang jarang terjadi, bahkan dalam

kenyataannya mungkin mustahil terjadi. la dapat mengalami situasi yang lebih gawat

dari sekedar mengalami kecelakaan atau menghancurkan pesavvat yang

sesungguhnya. Berbeda pula hal tersebut apabila program VR dipakai untuk orang

yang sedang belajar mengemudi. Di jalan yang licin seorang anak lari m6nyeberang

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 spesifik dalam memecahkan masalah

pemodelan seperti pada bidang enjinering, desain produk, arsitektur, kedokteran, sains,

entertainment dan sebagainya.

Pada dasarnya, konfigurasi VR tersusun dari perangkat-perangkat :

1. 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

sahingga kita akan merasa seperti membuat perubahan-perubahan ini

dengan gerakan kepala. Manusia adalah penyebab dan bukan sebagai

penerima akibat.

2. Projection VR, mencakup interaksi dengan proyeksi obyek pada layar lebar

yang merepresentasikan lingkungan virtual buatan seperti CAVE (Cave

Automatic Virtual Environment) atau Responsive Workbench

3. Simulator VR, mencakup lingkungan buatan fisik yang bertujuan untuk lebih

mendekatkan realita lingkungan kepada pengguna. Pada industri otomotif,

umumnya mereka membangun sebuah mock up kabin penumpang lengkap

dengan monitor yang berfungsi sebagai - kaca depan yang dihubungkan


http://terjadi.la/

dengan perangkat VR sehingga secara dinamis mock up mampu

memberikan efek natural seperti getaran atau goncangan.

4. Desktop VR, mencakup perangkat keras yang menunjukkan proses

pemodelan VR di layar komputer.

Proses Desain dengan Aplikasi Virtual Reality pada lingkungan buatan CAVE

Gagasan dibalik VR adalah memberikan pengalaman di dunia lain dengan memandang

apa yang bisa 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 kedalaman yang muncul karena masing-masing mata melihat gambar

yang sama secara berbeda. Ini disebut sebagai paralaks mata. Efek ini paling efektif

bekerja pada bendabenda 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 ke arah 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 ke apa

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 tekonolgi 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 adalah prototyping. Bisa dibayangkan apabila perusahaan otomotif

harus membangun prototip dan membuat uji coba dengan cara ditabrakka.n (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. Goba bayangkan apabila harus dibangun sebuah

pesawat untuk uji terbang? Dengan VR semua hal itu dapat disimulasikan secara real

time dan analisis yang terjadi bisa lebih akurat (tergantung dari seluruh data variabel

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.


Perangkat Lunak Aplikasi Ergonomi

(Human CAD System)

Perangkat Lunak Ergonomi

Ergoromi 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 ergonomi dengan menempatkan manusia

sebagai subyek 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, ergonomi

mempunyai fungsi meneliti masalah-masalah human factor dalam suatu kondisi

tertentu. Pada intinya, lingkungqn 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 sistem

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 denyan

ioleransinya 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.


Sistem Pengukuran Ergonomi

1. Human CAD Man Modelling System

Metoda ini tujuannya 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. Lay Out dan Geometri

Aspek geometri 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 dianaiisis kekuatan strukturnya. Keduanya

merupakan acuan dalam pengembangan desain berikutnya.

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.

4. Biomechanical Modelling System

Intinya, pengukuran clan 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 syaratsyarat ukuran ergonomi, kemudian disimulasi

dengan uji kelayakan untuk mengetahui kekuatan konstruksi dari segala jenis


interaksinya dengan lingkungan, misalnya : benturan, puntiran, regangan, pijitan dan

sebagainya.

5. Comfort Zone Measurement

Sistem kerja yang nyaman sangat dipengaruhi oteh faktor-faktor yang mempengaruhi

lingkungan: Aspek yang berpengaruh antara lain adalah : suhu, kelembaban, tekanan,

dan sebagainya. Adanya over pressure environment mengakibatkan kenyamanan

kerja menjadi berkurang. Kinerja makin menurun dan hal ini sangat berpengaruh pada

desain. Pengukurun kondisi lingkungan sangat penting sebagai parameter dalam

desain.

Pemodelan 3D Human CAD System


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 (Realita Maya) sebagai salah satu bagian CAID yang penting. VR dapat

mengajak orang untuk berjalan jalan 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 Iagi.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 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 berbasis parametrik 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 berdasarkav parametrik mencontohkan tentang proses

desain sebuah gelas. Pertama ditetapkan tiga parameter yang ingin di variasikan

(sebagai variabe! masukan) misalnya tinggi dari gelas, diameter bawah dari gelas, dan


diameter atas dari gelas. Dengan hanya 10 kali proses perulangan (iterasi) dari

parameter-paramater itu, kita akan mendapatkan seribu variasi desain gelas.

Selanjutnya, tentunya akan sangat sulit memilih alternatif terbaik diantara seribu variasi.

Kita memerlukan beberapa bantuan komputer untuK mengecilkannya . Bagaimana kita

dapat mengajari komputer memilih alternatif 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 diingini konsumen, dengan batasan-

batasan pesan karakteristik geometri-geometri tertentu. Dengan sendirinya, sekian

banyak alternatif 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 diingini oleh desainer. Contoh lain, misalnya apabila hasil

desain badan mobil belum terasa menimbulkan citarasa (fast), maka komputer dapat

memberitdnu desainer, ini dimungkinkan karena sebelumnya telah dilakukan survey

dan telah dimasukkan ke database. Mungkin saja komputer nanti juga bisa

memperbaiki geometri itu, sehingga dapat berkesan lebih cepat. Fungsi yang sama

juga berlaku untuk parameterparameter penggayaan (styling) dan estetika lainnya

misalkan berat (heavy), kuat (powerfuln dan lembut (soft).

CAID akan membantu membangun, 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

menggunakan teknologi ini bukan saja membantu aktivitas perancangan, atau gembar-

gembor pemakaian teknologi canggih, melainkan juga usaha untuk meningkatkan daya

saing yang sama antara desainer dan enjinir, juta kemampuan meningkatkan nilai

teknologi CAD/CAM tingkat tinggi (advance CADlCAM technology) dari desain produk

industri:


pertemuan 8 - gunadarmasumarna.staff.gunadarma.ac.id/downloads/files/31672/9... · web viewtangan...

Documents