Bab ini berisi teori-teori yang berkaitan dengan perancangan sistem Pengenalan Ikan Hias menggunakan teknologi Augmented Reality.
2.1. Augmented Reality
Secara umum, Augmented Reality (AR) adalah penggabungan antara objek virtual dengan objek nyata. Sebagai contoh, adalah saat stasiun televisi, menyiarkan pertandingan sepak bola, terdapat objek virtual, tentang skor pertandingan yang sedang berlangsung, Augmented Reality adalah menggabungkan dunia nyata dan virtual, bersifat interaktif secara real time, dan merupakan animasi 3D. sejarah tentang augmented reality sudah dimulai dari tahun 1957-1962, ketika seorang penemu yang bernama Morton Heilig, seorang sinematografer, menciptakan sebuah simulator yang disebutnya Sensorama dengan visual, getaran dan bau. (Azuma , 1997)
Pada tahun 1966, Ivan Sutherland menemukan head-mounted display. 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 di dunia maya, Pada tahun 1992 Augmented Reality dikembangkan untuk melakukan perbaikan pada pesawat boeing, dan pada tahun yang sama, LB Rosenberg mengembangkan salah satu fungsi sistem AR, 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 AR. (Siltanen, 2012)Hirokazu Kato mengembangkan Augmented Reality Toolkit di HITLab dan didemonstrasikan di SIGGRAPH. Bruce. H. Thomas mengembangkan ARQuake, sebuah Mobile Game AR yang ditunjukan di International Symposium on Wearable Computers. Pada tahun 2008, Wikitude AR Travel Guide, memperkenalkan AndroidG1 Telephone yang
perkembangan dari ArToolkit. FLARToolkit memungkinkan kita memasang teknologi AR di sebuah website, karena output yang dihasilkan FLARToolkit berbentuk Flash. Ditahun yang sama, Wikitude Drive meluncurkan sistem navigasi berteknologi AR di Platform Android. Tahun 2010, Acrossair menggunakan teknologi AR pada I-Phone 3GS. (Furth, 2011)
Augmented reality (AR) adalah bidang penelitian ilmu komputer yang menggabungkan dunia nyata dan data digital. Orang-orang mengenal teknologi Augmented reality ini setelah teknologi ini digunakan di berbagai bidang seperti : iklan, surat kabar, buku dll. Perkembangan teknologi augmented reality sangat cepat, bahkan mainan anak-anak sudah memiliki konten Augmented reality. Misalnya, pada tahun 2010 Kinder meluncurkan mainan telur cokelat dengan konten AR yang disajikan untuk webcam. (Siltanen, 2012)
Tujuan augmented reality adalah untuk menambahkan informasi dan arti kepada sebuah objek atau ruang yang nyata. Tidak seperti virtual reality, augmented reality tidak membuat sebuah simulasi kenyataan (simulation of reality). Sebaliknya, dibutuhkan sebuat objek atau ruang yang nyata sebagai fondasi dan teknologi incorporate yang menambahkan data konteksual untuk memperdalam pemahaman seseorang terhadap suatu objek. Pada kasus-kasus lain, augmented reality bisa ditambahkan dalam bentuk audio, data lokasi, catatan sejarah, atau bentuk lainnya yang dapat membuat pengalaman user akan suatu hal atau tempat lebih berarti. (Siltanen, 2012)
Konsep Augmented Reality pertama kali diperkenalkan oleh Caudell (1990) saat ia bekerja di perusahaan Boeing. Menurut Caudell Ada tiga karaketeristik yang menyatakan suatu teknologi menerapkan konsep AR yaitu :
a. Mampu mengkombinasikan dunia nyata dan dunia maya. b. Mampu memberikan informasi secara interaktif dan realtime. c. Mampu menampilkan dalam bentuk 3D (tiga dimensi).
Sistem dalam augmented reality bekerja dengan menganalisa secara real-time obyek yang ditangkap dalam kamera. Berkat perkembangan pesat teknologi handphone, augmented reality tersebut bisa diimplementasikan pada perangkat yang memiliki GPS, kamera, akselerometer dan kompas. Kombinasi dari ketiga sensor tersebut dapat digunakan untuk menambahkan informasi dari obyek yang ditangkap kamera. Cara kerja AR terbagi 2 macam metode, yaitu:
a. Marker Augmented Reality (Marker Based Tracking)
Aplikasi augmented ini berjalan dengan memindai tanda atau yang lebih sering disebut sebagai marker. Marker biasanya merupakan ilustrasi hitam dan putih persegi dengan batas hitam tebal dan latar belakang putih. Komputer akan mengenali posisi dan orientasi marker dan menciptakan dunia virtual 3D yaitu titik (0,0,0) dan 3 sumbu yaitu X,Y,dan Z. (Siltanen, 2012)
Penggunaan Marker Augmented Reality terlihat seperti gambar 2.1 berikut ini :
Gambar 2.1. Contoh penggunaan Marker Augmented Reality Sumber: Siltanen(2012)
b. Augmented Reality tanpa Marker (Markerless Augmented Reality)
Salah satu metode augmented reality yang saat ini sedang berkembang adalah metode Markerless augmented reality, dengan metode ini pengguna tidak perlu lagi mencetak sebuah marker untuk menampilkan elemen-elemen digital. Dalam hal ini, marker yang dikenali berbentuk posisi perangkat, arah, maupun lokasi. Total Immersion dan Qualcomm adalah salah satu perusahaan yang mengembangkan Augmented Reality dengan berbagai macam teknik Markerless Tracking diantaranya adalah Face Tracking, 3D Objects Tracking, Motion Tracking dan GPS Based Tracking. (Rahman, dkk 2014)
a. Face Tracking
Dengan menggunakan alogaritma yang mereka kembangkan, komputer dapat mengenali wajah manusia secara umum dengan cara mengenali posisi mata, hidung, dan mulut manusia, kemudian akan mengabaikan objek-objek lain di sekitarnya seperti pohon, rumah, dan benda-benda lainnya.
b. 3D Object Tracking
Berbeda dengan Face Tracking yang hanya mengenali wajah manusia secara umum, teknik 3D Object Tracking dapat mengenali semua bentuk benda yang ada disekitar, seperti mobil, meja, televisi, dan lain-lain.
c. Motion Tracking
Pada teknik ini komputer dapat menangkap gerakan, Motion Tracking telah mulai digunakan secara ekstensif untuk memproduksi film-film yang mencoba mensimulasikan gerakan.
d. GPS Based Tracking
Teknik GPS Based Tracking saat ini mulai populer dan banyak dikembangkan pada aplikasi smartphone (iPhone dan Android). Dengan memanfaatkan fitur GPS dan kompas yang ada didalam smartphone, aplikasi akan mengambil data dari GPS dan kompas kemudian menampilkannya dalam bentuk arah yang kita inginkan secara realtime, bahkan ada beberapa aplikasi menampikannya dalam bentuk 3D.
2.1.1. Arsitektur Augmented Reality
Menurut Siltanen(2012) arsitektur teknologi Augmented Reality seperti yang terlihat pada gambar 2.2 berikut ini :
Gambar 2.2. Arsitektur Augmented Reality Sumber: Siltanen(2012)
a. Input
Input dapat berupa apa saja, contoh marker, gambar 2D, gambar 3D, sensorwifi, sensor gerakan, GPS, dan sensor-sensor yang lain.
b. Kamera
Kamera disini sebagai perantara untuk input yang berupa gambar, marker, gambar 2D maupun 3D.
c. Prosessor
Prosessor dibutuhkan untuk memproses input yang masuk dan kemudian memberikannya ke tahapan output.
d. Output
Dapat berupa Head Mounted Display (HMD), monitor, seperti monitor TV, LCD, monitor ponsel.
2.2. Vuforia SDK (Software Development Kit)
Vuforia adalah Augmented Reality Software Development Kit (SDK) untuk perangkat mobile yang memungkinkan pembuatan aplikasi AR. SDK Vuforia juga tersedia untuk digabungkan dengan unity yaitu bernama Vuforia AR Extension for Unity. Vuforia merupakan SDK yang disediakan oleh Qualcomm untuk membantu para developer membuat aplikasi-aplikasi Augmented Reality (AR) di mobile phones (iOS, Android). SDK Vuforia sudah sukses dipakai di beberapa aplikasi-aplikasi mobile untuk kedua platform tersebut. AR Vuforia memberikan cara berinteraksi yang memanfaatkan kamera mobilephone untuk digunakan sebagai perangkat masukan, sebagai mata elektronik yang mengenali penanda tertentu, sehingga di layar bisa ditampilkan perpaduan antara dunia nyata dan dunia yang digambar oleh aplikasi. Dengan kata lain, Vuforia adalah SDK untuk computer vision based AR. Jenis aplikasi AR yang lain adalah GPS-based AR. (Abidah, 2015)
2.3. Arsitektur Vuforia
Menurut Akbar (2010) vuforia SDK memerlukan beberapa komponen penting agar dapat bekerja dengan baik. Komponen–komponen tersebut adalah :
a. Kamera
Kamera dibutuhkan untuk memastikan bahwa setiap frame ditangkap dan diteruskan secara efisien ke tracker. Para developer hanya tinggal memberi tahu kamera kapan mereka mulai menangkap dan berhenti.
b. Image Converter
Mengkonversi format kamera (misalnya YUV12) kedalam format yang dapat dideteksi oleh OpenGL (misalnya RGB565) dan untuk tracking (misalnya luminance).
c. Tracker
berbeda bertugas untuk mendeteksi tarckable baru, dan mengevaluasi virtual button. Hasilnya akan disimpan dalam state object yang akan digunakan oleh video background renderer dan dapat diakses dari application code.
d. Video Background Renderer
Me-render gambar dari kamera yang tersimpan di dalam state object. Performa dari video background renderer sangat bergantung pada device yang digunakan.
e. Application Code
Menginisialisasi semua komponen di atas dan melakukan tiga tahapan penting dalam application code seperti :
1. Query state object pada target baru yang terdeteksi atau marker. 2. Update logika setiap input baru dimasukkan.
3. Render grafis yang ditambahkan (augmented). f. Target Resources
Dibuat menggunakan online Target Management System. Assets yang diunduh berisi sebuah konfigurasi xml (config.xml) yang memungkinkan developer untuk mengkonfigurasi beberapa fitur dalam trackable dan binary file yang berisi database trackable.
2.4. Unity
Unity merupakan suatu game engine yang terus berkembang. Engine ini merupakan salah satu game engine dengan lisensi source proprietary, namun untuk lisensi pengembangan dibagi menjadi 2, gratis dan berbayar sesuai perangkat target pengembangan aplikasi. Unity tidak membatasi publikasi aplikasi, pengguna unity dengan lisensi gratis dapat mempublikasikan aplikasi yang dibuat tanpa harus membayar lisensi kepada unity. Tetapi pengguna versi gratis dibatasi dengan beberapa fitur yang dikurangi dan hanya tersedia untuk pengguna berbayar. Seperti kebanyakan game engine lainnya, Unity Engine dapat mengolah beberapa data seperti objek tiga dimensi, suara, teksture, dan lain sebagainya. Keunggulan dari unity engine ini dapat menangani grafik dua dimensi dan tiga dimensi. Namun engine ini lebih berkonsentrasi pada pembuatan grafik tiga dimensi. Dari beberapa game engine yang sama-sama menangani grafik tiga dimensi, Unity dapat menangani lebih banyak. Beberapa diantaranya yaitu Windows, MacOS X, iOS, PS3, wii, Xbox 360, dan Android yang lebih banyak daripada game engine lain seperti Source Engine, GameMaker, Unigine, id Tech 3 Engine, id Tech 4 Engine, Blender Game Engine, NeoEngine, Quake Engine, C4 Engine atau game engine lain. (Nugraha, 2014)
2.5. Android dan Android SDK (Software Development Kit)
Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat seluler layar sentuh seperti telepon pintar dan komputer tablet. Android awalnya dikembangkan oleh Android, Inc., dengan dukungan finansial dari Google, yang kemudian membelinya pada tahun 2005. Sistem operasi ini dirilis secara resmi pada tahun 2007, bersamaan dengan didirikannya Open Handset Alliance, konsorsium dari perusahaanperusahaan perangkat keras, perangkat lunak, dan telekomunikasi yang bertujuan untuk memajukan standar terbuka perangkat seluler. Saat ini sudah banyak platform untuk perangkat selular, termasuk di dalamnya Symbian, iOS, Windows Mobile, BlackBerry, Java Mobile Edition, Linux Mobile (LiM), dan banyak lagi. Namun ada beberapa hal yang menjadi kelebihan Android. Walaupun beberapa fitur-fitur yang ada telah muncul sebelumnya pada platform lain. (Syaifudin, 2014)
Menurut Akbar (2010) Android adalah sistem operasi pertama yang menggabungkan hal seperti berikut:
1. Keterbukaan, Bebas pengembangan tanpa dikenakan biaya terhadap sistem karena berbasiskan Linux dan open source. Pembuat perangkat menyukai hal ini karena dapat membangun platform yang sesuai yang diinginkan tanpa harus membayar royalti. Sementara pengembang software menyukai karena Android dapat digunakan diperangkat manapun dan tanpa terikat oleh vendor manapun.
2. Arsitektur komponen dasar Android terinspirasi dari teknologi internet mashup. Bagian dalam sebuah aplikasi dapat digunakan oleh aplikasi lainnya, bahkan dapat diganti dengan komponen lain yang sesuai dengan aplikasi yang dikembangkan.
3. Banyak dukungan service, kemudahan dalam menggunakan berbagai macam layanan pada aplikasi seperti penggunaan layanan pencarian lokasi, database SQL, browser dan penggunaan peta. Semua itu sudah tertanam pada Android sehingga memudahkan dalam pengembangan aplikasi.
4. Siklus hidup aplikasi diatur secara otomatis, setiap program terjaga antara satu sama lain oleh berbagai lapisan keamanan, sehingga kerja sistem menjadi lebih stabil. Pengguna tak perlu khawatir dalam menggunakan aplikasi pada perangkat yang memorinya terbatas.
Tingkat API (Application Programming Interface) adalah nilai integer yang secara unik mengidentifikasi kerangka revisi API yang ditawarkan oleh versi dari platform Android, seperti versi pertama android yaitu android versi 1.1, lalu diikuti android cupcake, donut, eclair, froyo, dll. Versi terbaru android adalah 5.0 Lollipop yang dirilis pada 15 Oktober
2014. Android SDK merupakan paket starter yang berisi tools, sample code, dan dokumentasi penggunaan yang berguna untuk pengembangan aplikasi Android. Android SDK (Software Development Kit) sebagai alat bantu dan API diperlukan untuk mulai mengembangkan aplikasi pada platform Android menggunakan bahasa pemrograman Java.
2.6. Ikan Hias
Ikan hias adalah jenis ikan yang berhabitat di air tawar maupun di laut yang dipelihara bukan untuk dikonsumsi melainkan untuk memperindah taman/ruang tamu.Ikan hias dibedakan dari tempat hidupnya yaitu air tawar dan air laut.
Menurut Nugroho (2008), ikan hias air laut adalah kelompok ikan laut yang digemari karena morfologinya unik, warnanya menarik dan cocok dipelihara di aquarium, Kegiatan penangkapan dan perda-gangan ikan hias laut merupakan industri multi-miliar dolar yang mendukung ribuan nelayan di negara berkembang dan menyediakan sekitar 1400-an spesies ikan bagi pecinta ikan hias laut di seluruh dunia. Perdagangan ikan hias laut ini dimulai tahun 1930-an di Sri Langka kemudian menyebar sampai Hawaii pada tahun 1953 dan Pilipina pada tahun 1957. Saat ini sebanyak 45 negara sebagai pemasok pasar dunia sebesar 14-30 juta ikan per tahun dengan nilai berkisar 28-44 juta dollar Amerika. Negara pemasok ikan hias laut terbesar di dunia adalah Indonesia dan Pilipina diikuti Brazil, Maladewa, Vietnam, Sri Lanka dan Hawaii. Kebanyakan ikan hias laut berhabitat sangat khas yaitu terumbu karang dan sebagian yang lain berhabitat padang lamun, mangrove dan hamparan lumpu). Terumbu karang mendukung keanekaragaman ikan yang tinggi karena terumbu karang merupakan ekosistem yang kompleks, terdiri atas banyak mikrohabitat dan menyediakan fasilitas untuk tumbuh dan berkembangnya berbagai spesies ikan). Salah satu hasil adaptasi terhadap lingkungan yang heterogen ini adalah beranekanya morfologi dan warna tubuh ikan.
Ikan hias air tawar adalah jenis ikan hias yang habitatnya di air tawar. Pemeliharaan ikan hias air tawar biasanya di akuarium atau di kolam tergantung pada tujuan pemeliharaan. Pusat budidaya ikan hias air tawar terbesar di Indonesia saat ini adalah daerah Jabodetabek (Jakarta, Bogor, Depok, Tangerang, Bekasi), Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Tengah, Jawa Timur, serta sedikit daerah Sumatera dan Kalimantan. Dengan potensi yang ada dan peluang pasar yang terbuka luas, maka kesempatan berbisnis ikan hias terutama air tawar, baik produsen, pedagang, mau pun eksportir masih cukup . (Umar, dkk 2008)
2.7. Penelitian Terkait
1. Judul : IMPLEMENTASI AUGMENTED REALITY UNTUK PEMBELAJARAN HURUF HIJAIYAH BAGI ANAK-ANAK
Dalam penelitian ini penulis menggunakan virtual button sebagai tombol, menggunakan 25 marker sebagai tracking dari objek 3D, menghasilkan suara ketika tombol tersebut disentuh serta berbasis Android.(Akbar, 2010)
2. Judul : ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM PENGENALAN BANGUN RUANG MENGGUNAKAN AUGMENTED REALITY
Dalam penelitian ini penulis menggunakan marker yang disertai dengan buku berisikan materi tentang bangun ruang, terdapat 8 objek bangun ruang dan menggunakan FLARToolKit yang digunakan sebagai media pembuat AR (Desktop). (Berki, 2007) 3. Judul : PENERAPAN AUGMENTED REALITY DALAM SISTEM INFORMASI
SUMBER DAYA PERIKANAN BERBASIS ANDROID (KASUS: IKAN PARI TOTOL BIRU Neotrygon kuhlii YANG DIDARATKAN DI PPP LABUAN, BANTEN)
Dalam penelitian ini penulis identifikasi marker melalui citra yang ditangkap oleh kamera smartphone yang akan ditampilkan dalam sebuah informasi berbentuk gambar. Proses yang dilakukan meliputi pembacaan sistem marker menggunakan kamera, kemudian dilakukan tahapan preprocessing, proses segmentasi untuk pembanding sistem marker dengan database gambar yang telah menjadi acuan sebelumnya. Simbol marker merupakan citra yang memiliki kemiripan dengan data referensi. Dengan demikian, hasil pengenalan citra tersebut yang nantinya digunakan untuk menampilkan informasi. (Aji, 2014)
