BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori-teori dalam perancangan aplikasi Augmented Reality Flora dan Fauna bawah laut.
2.1. Dasar Augmented Reality (AR)
Augmented Reality adalah penggabungan benda-benda nyata dan maya dilingkungan nyata, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata, dan terdapat integrasi antar benda dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata. Tidak seperti realitas maya yang sepenuhnya menggantikan kenyataan, namun Augmented Reality hanya menambahkan atau melengkapi kenyataan. Penggabungan benda nyata dan maya dimungkinkan dengan teknologi tampilan yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input tertentu, dan integrasi yang baik memerlukan penjejakan yang efektif (Azuma, 1997).
Augmented Reality dimulai pada tahun 1957 - 1962, ketika seorang penemu yang bernama Morton Heilig, seorang sinematografer yang menciptakan dan mempatenkan sebuah simulator yang disebut sensorama dengan visual getaran dan bau. Pada tahun 1966, Ivan Sutherland menemukan head-mounted display yang dia claim adalah jendela ke dunia virtual. Tahun 1975, seorang ilmuwan bernama Myron Krueger menemukan videoplace yang memungkinkan pengguna dapat berinteraksi dengan objek virtual untuk pertama kalinya. Tahun 1989, Jaron Lanier memeperkenalkan virtual reality dan menciptakan bisnis komersial pertama kali didunia maya, Tahun 1992 mengembangkan Augmented Reality untuk melakukan perbaikan pada pesawat boeing, dan pada tahun yang sama, LB Rosenberg mengembangkan salah satu fungsi sistem Augmented Reality, yang disebut virtual fixtures, yang digunakan di Angkatan Udara AS Armstrong Labs, dan menunjukan manfaatnya pada manusia, dan pada tahun 1992 juga, Steven Feiner, Blair Maclntyre
dan Dorée Seligmann, memperkenalkan untuk pertama kalinya Major Paper untuk perkembangan Prototype Augmented Reality (Setiawanto, 2012).
Arsitektur Augmented Reality pada tahun 1994, Milgram dan Kishino merumuskan kerangka kemungkinan penggabungan dan peleburan dunia nyata dan dunia maya ke dalam sebuah virtuality continuum. Dalam kerangka tersebut, Augmented Reality lebih dekat ke sisi kiri yang menjelaskan bahwa lingkungan bersifat nyata dan benda bersifat maya. Sebaliknya Augmented Virtuality lebih dekat ke sisi kanan dalam kerangka tersebut, yang menjelaskan bahwa lingkungan bersifat maya dan benda bersifat nyata. Sehingga jika terjadi penggabungan antara Augmented Reality dengan Augmented Virtuality akan tercipta mixed reality, konsep ini diilustrasikan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Ilustrasi Arsitektur AR (Laksono, et al. 2014)
Arsitektur teknologi perangkat Augmented Reality yaitu :
a. Input berupa marker, gambar 2D, gambar 3D, sensor wifi, dan sensor gerak
b. Kamera sebagai perantara untuk input yang berupa gambar marker, gambar 2D, dan gambar 3D
c. Prosesor untuk memproses input dan kemudian dilanjutkan ke tahapan output d. Output berupa HMD, monitor seperti monitor TV, LCD dan monitor ponsel,
Gambar 2.2. Ilustrasi Arsitektur Teknologi Perangkat AR Sumber: http://socs.binus.ac.id/files/2012/03/3.png
Cara kerja Augmented Reality terdiri dari enam tahap yaitu:
a. Perangkat input menangkap video dan mengirimkannya ke prosesor. b. Perangkat lunak di dalam prosesor mengolah video dan mencari suatu pola. c. Perangkat lunak menghitung posisi pola untuk mengetahui dimana objek virtual
akan diletakkan.
d. Perangkat lunak mengidentifikasi pola dan mencocokkannya dengan informasi yang dimiliki perangkat lunak.
e. Objek virtual akan ditambahkan sesuai dengan hasil pencocokan informasi dan diletakkan pada posisi yang telah dihitung sebelumnya.
f. Objek virtual akan ditampilkan melalui perangkat, diagaram sistem dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Diagram Sistem Kerja AR
Terdapat dua metode yang dikembangkan pada Augmented Reality saat ini yaitu, a. Marker Augmented Reality (Marker Bases Tracking)
Augmented Reality berbasis marker disebut juga pelacakan berbasis marker, merupakan tipe Augmented Reality yang mengenali marker dan mengidentifikasi pola dari marker tersebut untuk menambahkan suatu objek virtual ke lingkungan
nyata. Titik koordinat virtual pada marker berfungsi untuk menentukan posisi dari objek virtual yang akan ditambahkan pada lingkungan nyata. Posisi dari objek virtual akan terletak tegak lurus dengan marker. Objek virtual akan berdiri segaris dengan sumbu Z serta tegak lurus terhadap sumbu X (kanan atau kiri) dan sumbu Y (depan atau belakang) dari koordinat virtual marker. Ilustrasi dari titik koordinat virtual marker dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Titik koordinat virtual pada marker
b. Markerless Augmented Reality
Markerless Augmented Reality merupakan tipe Augmented Reality yang tidak menggunakan marker untuk menambahkan objek virtual ke lingkungan nyata. Berdasarkan teknik pelacakan pola dari video yang ditangkap perangkat penangkapan (Erwin, et al. 2013).
2.2. Unity
Unity adalah salah satu game engine yang banyak digunakan saat ini. Software ini dapat membuat game sendiri dan dapat dilakukan dengan lebih mudah dan cepat. Unity berjalan di Windows, Mac, Xbox 360, PlayStation3, Web, Wii ,iOS, Android dan yang terbaru sekaran adalah Flash (Rimahirdani, et al. 2012). Fungsi Unity sebagai software pembangun aplikasi dan codingeditor pada aplikasi yang akan dibuat. Pada Unity terdapat beberapa hal penting untuk membuat atau membangun suatu aplikasi, diantaranya yaitu:
a. Project
Project merupakan kumpulan dari komponen-komponen yang dikemas menjadi satu dalam sebuah software agar bisa dibangun menjadi sebuah aplikasi. Pada Unity, project berisi identitas aplikasi yang meliputi nama Project, platform
building. Kemudian package apa saja yang akan digunakan, satu atau beberapa scene aplikasi, asset, dan lain-lain.
b. Scene
Scene, dapat disebut juga dengan layar atau tempat untuk membuat layar aplikasi. Scene dapat dianalogikan sebagai level permainan, meskipun tidak selamanya scene adalah level permainan. Misal, level 1 diletakkan pada scene 1, level 2 pada scene 2, dst. Namun scene tidak selamanya berupa level, bisa jadi lebih dari satu level diletakkan dalam satu scene. Game menu biasanya juga diletakkan pada satu scene tersendiri. Suatu scene dapat berisi beberapa Game Object. Antara satu scene dengan scene lainnya bisa memiliki Game Object yang berbeda.
c. Asset dan Package
Asset dan Package, suatu asset dapat terdiri dari beberapa package. Asset atau package adalah sekumpulan object yang disimpan. Object dapat berupa Game Object, terrain, dan lain sebagainya.
d. Vuforia SDK
Vuforia adalah Augmented Reality Software Development Kit ( SDK ) untuk perangkat bergerak yang memungkinkan pembuatan aplikasi Augmented Reality. Vuforia menggunakan teknologi Computer Vision untuk mengenali dan melacak marker atau image target dan objek 3D sederhana , seperti kotak, secara real-time.
2.3. Android
Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleuare dan aplikasi. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka.
Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc. yang merupakan pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel/smartphone. Kemudian untuk mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia.
Pada saat perilisan perdana Android, 5 November 2007, Android bersama Open Handset Alliance menyatakan mendukung pengembangan open source pada perangkat mobile. Di lain pihak, Google merilis kode-kode Android di bawah lisensi Apache, sebuah lisensi perangkat lunak dan open platform perangkat seluler. Di dunia ini terdapat dua jenis distributor sistem operasi Android. Pertama yang mendapat dukungan penuh dari Google atalu Google Mail Seruices (GMS) dan kedua adalah yang benar-benar bebas distribusinya tanpa dukungan langsung Google atau dikenal sebagai Open Handset Distribution (oHD).
Pasa masa saat ini sebagian besar fendor-fendor smartphone sudah memproduksi smartphone berbasis Android, fendor-fendor itu antara lain HTC, Motorola, Samsung, LG, HKC, Huawei, Archos, Webstation Camangi, Dell, Nexus, SciPhone, WayteQ, Sony Ericsson, LG, Acer, PhiliPS, TMobile, Nexian, IMO, Asus dan masih banyak lagi fendor smartphone di dunia yang memproduksi Android. Hal ini, karena Android itu adalah sistem operasi yang open source sehingga bebas didistribusikan dan dipakai oleh vendor manapun. Tidak hanya rnenjadi sistem operasi di smartphone, saat ini Android menjadi pesaing utama dari Apple pada sistem operasi Tablet PC. Pesatnya pertumbuhan Android selain faktor yang disebutkan di atas adalah karena Android itu sendiri adalah platform yang sangat lengkap baik itu sistem operasinya, Aplikasi dan Tool Pengembangan, Market aplikasi Android serta dukungan yang sangat tinggi dari komunitas Open Source di dunia, sehingga Android terus berkembang pesat baik dari segi teknologi maupun dari segi jumlah device yang ada di dunia. Pada Gambar 2.6 berikut adalah berbagai versi dari sistem operasi android.
Gambar 2.5.Versi-versi Android
(Sumber: http://lukmanrocks.com/wp-content/uploads/2015/05/Android-versions.png?ckattempt=1)
2.3.1. Android SDK
Android SDK adalah tools API (Application Programming Interface) yang diperlukan untuk mulai mengembangkan aplikasi pada platform Android menggunakan bahasa pemrograman Java. Android merupakan subset perangkat lunak untuk ponsel yang meliputi sistem operasi, middleuare dan aplikasi kunci yang di-release oleh Google. Saat ini disediakan Android SDK (Software Development Kit) sebagai alat bantu dan API untuk mulai mengembangkan aplikasi pada platform Android menggunakan bahasa pemrograman Java. Sebagai platform aplikasi-netral, Android memberi kesempatan untuk membuat aplikasi yang kita butuhkan yang bukan merupakan aplikasi bawaan Handphone/ Smarthpone. Beberapa fitur-fitur Android yang paling penting adalah:
a. Framework aplikasi yang mendukung penggantian komponen dan reusable. b. Mesin Virtual Dalvik dioptimalkan untuk perangkat mobile.
c. Integrated brouser berdasarkan engine open source WebKit.
d. Grafis yang dioptimalkan dan didukung oleh libraries grafis 2D, grafis 3D berdasarkan spesifikasi opengl ES 1,0 (Opsional akselerasi hardware).
e. SQLite untuk penyimpanan data.
f. Media Support yang mendukung audio, video, dan gambar (MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF), GSM Telephone (tergantung hardware) g. Bluetooth, EDGE, 3G, dan WiFi (tergantung hardware)
h. Kamera, GPS, kompas, dan accelerometer (tergantung hardware)
i. Lingkungan Development yang lengkap dan kaya termasuk perangkat emulator, tools untuk debugging, profil dan kinerja memori, dan plugin untuk IDE Eclipse (Safaat, 2012).
2.4. Blender 3D
Blender adalah lunak bebas berbayar yang digunakan untuk membuat animasi tiga dimensi. Blender diprakasai oleh Ton Roosendal, pendiri Not a Number Technologies (NaN). Kemudian dikembangkan bersama oleh NeoGeo, rumah produksi studio animasi Belanda. Blender menggunakan bahasa pemograman C, C++, dan Phyton sebagai bahasa pemograman utama ( Danu, 2010).
Fitur fitur yang terdapat pada Blender 3D : a. Modelling b. Rigging c. Texturing d. Simulasi. e. Rendering f. Compositing g. Game Creator Keunggulan Blender 3D
a. Interface yang user friendly dan tertata rapi.
b. Tool untuk membuat objek 3D yang lengkap meliputi modeling, UV mapping.
c. Cross Platform, dengan uniform GUI dan mendukung semua platform. Blender 3D.
d. Dapat digunakan untuk semua versi Windows, Linux, OS X, FreeBSD, Irix dan Sun.
e. Kualitas arsitektur 3D yang berkualitas tinggi dan bisa dikerjakan dengan lebih cepat dan efisien.
f. File Berukuran kecil.
g. Free (gratis).
2.5. Flora dan Fauna Bawah Laut
Flora dan Fauna bawah laut adalah tumbuhan dan hewan yang terdapat dibawah laut Indonesia, diperairan laut Indonesia terdapat beragam jenis Flora dan Fauna bawah laut, sesuai dengan kondisi dan iklim dari wilayah laut tersebut. Sebagian Flora dan Fauna bawah laut dapat ditemukan dekat dengan tepi laut, sebagian lagi dapat ditemukan tumbuh di laut bebas, karena tumbuhan memerlukan sinar matahari untuk berfotosintesis maka tumbuhan laut tumbuh dekat dengan permukaan laut.
2.5.1. Jenis - jenis Flora dan Fauna bawah laut Contoh jenis Flora dan Fauna bawah laut yaitu: a. Terumbu karang.
Terumbu karang adalah gunung kalsium karbonat yang berada di bawah laut. Gunung ini terdiri atas karang, pasir karang, dan batu kapur padat. Terumbu tersebut menjadi dasar bagi komunitas kehidupan laut yang dinamis dan beragam. Jenis terumbu karang antara lain terumbu karang pinggiran (fringing reefs), terumbu karang penghalang (barrier reefs), maupun atoll dan pseudo-atoll. Terumbu karang merupakan tumbuhan khas daerah di laut tropik. Bentuk terumbu dan jenisnya bermacam-macam sehingga menampilkan pemandangan indah dan sering dijadikan sebagai taman laut. Terumbu karang terdapat di seluruh pantai laut Indonesia. Bentuk terumbu karang jenis montipora digitata dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Terumbu Karang (montipora-digitata)
(Sumber : https://kvp2131tika.wordpress.com/species/menurut-jenis)
b. Kepiting
Kepiting adalah hewan laut yang bisa hidup di 2 tempat, bisa di air laut dan juga bisa didarat, hewan ini dapat di temui diseluruh pantai laut yang ada karena mereka memiliki macam-macam spesies. Anda dapat melihat bentuk salah satu kepiting pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Kepiting bakau
(Sumber : http://www.ccdp-ifad.org/mis/pages/target/ pokmas/Tangkap/ kepiting%20bakau.jpg)
c. Belut Moray
belut ini bisa ditemukan di seluruh dunia menyelinap di celah-celah atau retakan karang - dimana dia menunggu mangsanya lewat dan menyergapnya dengan rahangnya yang kuat. Karnivora menakutkan ini adalah pemakan hewan-hewan laut meskipun bisa juga mengakibatkan luka pada manusia yang terlalu dekat dengannya. Kelihatannya belut yang bisa mencapai panjang 13 ft ini lebih suka menghindar daripada menyerang dan hanya menyerang manusia untuk mempertahankan dirinya atau menggigit tangan secara tidak sengaja karena dikira makanannya. Ketika merasa diganggu, makhluk ini menjadi ganas; dan bakteri yang terdapat pada gigi-giginya bisa menyebabkan luka yang serius. Pada beberapa spesiesnya, lendir di kulitnya juga mengandung racun. dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8. Belut laut Moray
d. Rumput laut
Rumput laut atau sea weeds secara ilmiah dikenal dengan istilah alga atau ganggang. Rumput laut termasuk salah satu anggota alga yang merupakan tumbuhan berklorofil. Gambar rumput laut bisa dilihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9. Rumput Laut
(Sumber :
http://www.produknaturalnusantara.com/wp- content/uploads/2013/07/panduan-cara-budidaya-rumput-laut-natural-nusantara-
distributor-resmi-pupuk-organik-nasa-pocnasa-hormonik-supernasa-pentana-pestona-power-nutrition-bvr-glio-metilat-plus-npk-urea-greenstar.jpg)
e. Ikan Nemo
Nemo atau biasa juga sering dibilang ikan badut, ini adalah ikan yang banyak digemari oleh para wisatawan, karena hewan ini menarik dari segi warna yang mencolok dan tempatnya pun berada seperti tempat yang mewah, ikan nemo ini ialah ikan hias yang sangat indah dilihat jika dari dekat, karena ia berada disekitar anemon laut, ikan badut atau nemo ini bersembunyi dari predator dengan cara bersembunyi di balik anemon. Ikan nemo dapat dilihat pada gambar dibawah 2.10.
Gambar 2.10. Ikan Nemo
(Sumber : http://www.tommyschultz.com/component/photo/image/philippines-4/apo-
island-clown-fish-underwater-photography-21/nemo-baby-clown-fish-underwater-photography-gallery-675.html)
f. Anemon
Anemon laut adalah hewan dari kelas Anthozoa yang sekilas terlihat seperti tumbuhan, tapi jika diamati lebih jauh, anemon laut merupakan jenis hewan. Bentuk tubuh anemon seperti bunga,sehingga juga disebut mawar laut. Lipatan yang bundar di antara badan dan keping mulut membagi binatang ini kedalam kapitulum di bagian atas dan scapus bagian bawah. Anda dapat melihat anemon pada gambar 2.11.
Gambar 2.11. Anemon
g. Ubur - ubur
Ubur-ubur (Rhopiloma esculenta) adalah sejenis binatang lunak bangsa polip yang hidup di laut. Bentuk tubuhnya seperti parasut dan mampu berenang dengan bebas di lautan. Bagian bawah parasut tersebut ditumbuhi banyak tentakel yang halus dan panjang. Pada saat kita sedang makan ubur-ubur yang dingin menyegarkan itu, siapa sangka bahwa sebenarnya tentakel ubur-ubur itu tadinya beracun? Tentakel ternyata merupakan senjata ampuh ubur-ubur dalam mempertahankan diri. Anda dapat melihat bentuk salah satu ubur-ubur pada gambar 2.12.
. Gambar 2.12. Ubur - ubur
(Sumber : http://cognitiobrevis.blogspot.co.id/2012/02/racun-ubur-ubur.html)
2.6. Penelitian Terkait
Adapun penelitian yang terkait dengan penelitian yang diangkat dalam karya ilmiah ini antara lain :
a. Penelitian oleh Irwan Setiawanto menggunakan metode marker untuk penerapan Augmented Reality kotak ponsel sebagai media periklanan virtual. Dalam implementasinya menggunakan software Autodesk 3DS MAX untuk membangun model dan marker ARToolkit. Marker dapat dibaca oleh kamera dengan ukuran maksimal selebar layar yang ditangkap kamera (Setiawanto, 2012)
b. Penelitian oleh Erwin dan kawan-kawan dalam penelitian memanfaatkan teknologi Augmented Reality untuk perpaduan teknik pemetaan pikiran. Dalam penelitian tersebut penulis menggunakan Marker Based Tracking yang bertujuan
untuk memberikan suatu media pembelajaran yang imaginatif. Penulis menggunakan ARToolkit yang merupakan library untuk pemrograman perangkat lunak Augmented Reality dengan bahasa C dan C++ (Erwin, et al. 2013).
c. Penelitian oleh Fadhil Akbar menggunakan Augmented Reality berbasis Android. Implementasinya menggunakan smartphone dan kertas (Marker) sebagai media. Dengan menggunakan Unity dan library Augmented Reality yaitu Vuforia, kemudian menggunakan Blender sebagai software perancangan model objek 3D. Adapun output yang dihasilkan yaitu aplikasi pembelajaran huruf hijaiyah menggunakan Augmented Reality (Akbar, 2015).
d. Iwan S. Nugraha dalam penelitiannya memanfaatkan Augmented Reality untuk pembelajaran pengenalan alat musik piano. Dalam hal tersebut penulis merancang aplikasi yang bermanfaat bagi proses pembelajaran teori pada piano yang dapat memudahkan user belajar tentang chord piano (Nugraha, 2014).
