BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori yang berkaitan dengan perancangan sistem Pengenalan Kebudayaan Nias Komputer menggunakan teknologi Augmented Reality.
2.1. Augmented Reality
Konsep pertama Augmented Reality dikenalkan oleh Morton Heilig, seorang sinematografer dimulai pada tahun 1957-1962. Ketika itu Augmented Reality membutuhkan sebuah alat yang besar sebagai alat output. Morton Heilig menciptakan dan mempatenkan sebuah simulator yang disebut Sensorama dengan visual, getaran dan bau. Kemudian pada tahun 1966, Ivan Sutherland menemukan HMD(Head Mounted Display) yang menurut dia adalah jendela ke dunia virtual.
Pada tahun 1975 seorang ilmuan bernama Myron Krueger menemukan Videoplace yang memungkinkan pengguna, dapat berinteraksi dengan objek virtual untuk pertama kalinya. Jaron Lainer pada tahun 1989 memperkenalkan Virtual Reality dan menciptakan
bisnis komersial pertma kali di dunia maya.
Pada tahun 1992 Augmented Reality dikembangkan dan dapat digunakan untuk melakukan perbaikan pada pesawat boeing. L.B.Rosenberg pada tahun 1992 juga melakukan pengembangan pada salah satu fungsi Augmented Reality, yang disebut Virtual Fixtures, yang digunakan di Angkatan Udara AS dan dapat menunjukkan
Blair Maclntyre dan Doree Seligmann, mereka memperkenalkan Major Paper untuk pertama kalinya dan berguna untuk perkembangan Prototype Augmented Reality.
Ilmuan asal Jepang, Hirokazu Kato pada tahun 1999 mengembangkan ArToolkit di
HITLab dan didemonstrasikan di SIGGRAPH. Kemudian Bruce.H.Thomas pada tahun 2000 mengembangkan ARQuake, sebuah Mobile Game Augmented Reality yang ditunjukan di International Symposium on Wearable Computers.
Pada tahun 2008, Wikitude AR Travel Guide, memperkenalkan Android G1 Telephone yang berteknologi Augmented Reality. Kemudian Saqoosha memperkenalkan FLARToolkit yang merupakan perkembangan dari ArToolkit pada tahun 2009. FLARToolkit memungkinkan kita memasang teknologi Augmented Reality di sebuah website, karena output yang dihasilkan FLARToolkit berbentuk Flash.
Augmented Reality adalah penggabungan benda-benda nyata dan maya di
lingkungan nyata, berjalan secara interaktif dalam waktu nyata, dan terdapat integrasi antar benda dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegrasi dalam dunia nyata. 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. (Ronald T. Azuma, 1997).
Ronald T. Azuma mendefinisikan AR sebagai sistem yang memiliki karakteristik sebagai berikut :
a. Menggabungkan dunia nyata dan dunia virtual
b. Mampu berjalan dan memberikan informasi secara interaktif dan realtime
c. Mampu menampilkan bentuk objek dalam bentuk 3D
Augmented Reality pada umumnya bertujuan untuk menyajikan informasi kepada
pengguna secara jelas, interaktif dan real-time. Augmented Reality juga dapat menciptakan daerah baru dengan menggabungkan interaktivitas daerah nyata dan daerah virtual. Augmented Reality dapat membuat penggunanya untuk melihat daerah nyata
Menurut Chari,V, dkk (2008) metode yang dikembangkan pada Augmented Reality saat ini terbagi menjadi dua metode, yaitu Marker Based Tracking dan Markless Augmented Reality
a. Marker Augmented Reality (Marker Based Tracking)
Marker Based Tracking ini sudah lama dikembangkan sejak 1980-an dan pada awal
1990-an dan sudah mulai dikembangkan dalam penggunaan Augmented Reality. Metode Marker Based Tracking ini berjalan dengan cara mengenali penanda yang disebut marker dan mengidentifikasi pola dari marker tersebut untuk menambahkan
suatu objek virtual ke lingkungan nyata. Marker biasanya berupa bentuk ilustrasi berwarna hitam putih dengan batas hitam tebal dan latar belakang putih. Komputer akan mengenali posisi dan orientasi marker dan menciptakan dunia virtual 3D yaitu 3 koordinat sumbu yaitu X,Y,dan Z. Contoh Marker dapat dilihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1. Contoh Marker
Titik koordinat virtual sumbu X, Y, Z pada marker berfungsi untuk menentukan
posisi dari objek virtual yang akan ditampilkan dan ditambahkan pada dunia nyata, karena posisi dari objek ditentukan dari koordinat angka pada sumbu X, Y, dan Z. Dimana sumbu X menentukan posisi ke kanan atau ke kiri, sumbu Y menentukan posisi ke depan atau ke belakang, dan sumbu Z menentukan posisi ke atas atau ke bawah.
b. Markerless Augmented Reality
Salah satu metode Augmented Reality adalah Markerless Augmented Reality. Sesuai
untuk menampilkan objek virtual. Menurut Lazuardy (2012) terdapat beberapa teknik dalam metode Markerless Augmented Reality, yaitu:
1. Face Tracking
Face Tracking adalah teknologi Augmented Reality dengan menggunakan
algoritma yang telah dikembangkan sehingga dapat mengenali wajah manusia secara umum dengan cara mengenali dan mengetahui posisi mata, hidung dan mulut mausia.
2. 3D Object Tracking
3D Object Tracking berbeda dengan teknik sebelumnya, dimana pada face tracking hanya dapat mendeteksi dan mengenal wajah manusia. Teknik 3D Object Tracking dapat mengenali dan mendeteksi bentuk benda yang lebih
banyak, seperti gelas, piring, dan lain - lain. 3. Motion Tracking
Sesuai dengan namanya, teknik ini merupakan teknik yang dapat menangkap gerakan. Teknik motion tracking ini sudah banyak digunakan masyarakat, umumnya digunakan dalam pembuatan film dan juga dalam pembuatan game.
4. Global Positioning System Based Tracking
Global Positioning System (GPS) Based Tracking sudah banyak digunakan dan
dikembangkan pada aplikasi smartphone. Cara kerja teknik ini adalah dengan memanfaatkan fitur GPS dan kompas sebagai penunjuk arah yang terdapat di dalam smartphone. Aplikasi yang menggunakan teknik ini akan mngambil data dan
informasi dari GPS dan kompas yang terdapat di smartphone dan akan menampilkannya dalam bentuk arah sesuai dengan yang kita inginkan.
2.2. Arsitektur Augmented Reality
Gambar 2.2. Arsitektur Augmented Reality
a. Input
Tahap awal berupa input, dapat berupa apa saja, seperti marker¸ gambar 2D, gambar 3D, GPS, dan lain - lain.
b. Kamera
Tahap berikutnya kamera, kamera disini dibutuhkan sebagai perantara untuk input berupa marker, gambar 2D ataupun gambar 3D.
c. Prosessor
Prosessor disini dibutuhkan untuk memproses input yang telah masuk dan setelah diproses kemudan diberikan ke tahapan output.
2.3. Vuforia SDK (Software Development Kit)
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 .
Menurut Ni Luh Nita (2014) Vuforia merupakan software library untuk Augmented Reality, yang menggunakan sumber yang konsisten mengenai computer vision
Mulai
Vuforia SDK memerlukan beberapa komponen penting agar dapat bekerja dengan baik.
Komponen – komponen tersebut adalah :
a. KameraKamera 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
c. Tracker
Mengandung algoritma computer vision yang dapat mendeteksi dan melacak objek dunia nyata yang ada pada video kamera. Berdasarkan gambar dari kamera, algoritma
yang 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.
b. 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). c. 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 trackab Diagram aliran Data Vuforia seperti yang terlihat pada gambar 2.4 berikut ini :
Gambar 2.4 DiagramAliran Data Vuforia
2.5.Unity
Unity merupakan suatu aplikasi yang digunakan untuk mengembangkan game multi platform yang didesain untuk mudah digunakan dan dikembangkan oleh Unity Technologies. Unity Technologies dibangun pada tahun 2004 oleh David Helgason,
Nicholas Francis, dan Joachim Ante. Unity adalah sebuah game engine yang dapat digunakan perseorangan maupun tim. Unity dapat digunakan untuk membuat sebuah game yang bisa digunakan pada perangkat komputer, ponsel pintar android, iPhone, PS3, dan bahkan X-BOX..
Unity secara rinci dapat digunakan untuk membuat video game 3D, real time animasi
3D dan visualisasi arsitektur dan isi serupa yang interaktif lainnya. Editor Unity dapat menggunakan plugin untuk web player dan menghasilkan game browser yang didukung
oleh Windows dan Mac. Fitur scripting yang disediakan, mendukung 3 bahasa pemrograman, JavaScript, C#, dan Boo. Flexible and EasyMoving, rotating, dan scaling objects hanya perlu sebaris kode. Begitu juga dengan duplicating, removing, dan changing properties. Visual Properties Variables yang di definisikan dengan scripts
ditampilkan pada Editor. Bisa digeser, di drag and drop, bisa memilih warna dengan color picker.
2.6. Android dan Android SDK (Software Development Kit)
Android adalah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon seluler seperti smartphone dan komputer tablet. Dikarenakan sistem operasi Android bersifat terbuka
dan user friendly, ini membuat Android menjadi platform yang paling popular bagi para pengembang smartphone dan para pengembang teknologi. Hal itu mengakibatkan sistem
operasi Android yang dimana pada awalnya khusus dibuat smartphone dan tablet, kini juga telah dikembangkan menjadi aplikasi tambahan di televisi, kamera digital, dan perangkat elektronik lainnya.
Awal mulanya, android didirikan ole Andy Rubin beserta rekan-rekannya melalui Android Inc. Dimana Android Inc ini terletak di Palo Alto, California, Amerika Serikat
Awal tujuan dari pengembangan sistem operasi android tidak lain adalah untuk mengembangkan sebuah sistem operasi berkelas tinggi yang ditujukan untuk kamera digital. Tidak lama kemudian mereka menyadari bahwa lingkungan pemasaran untuk kamera digital tidak terlalu besar dan luas. Setelah itu mereka berfikir untuk melakukan pengembangan system operasi android pada perangkat yang pemasarannya cukup besar dan luas dan itu ditujukan pada smartphone.
Dari waktu ke waktu, Android terus mengalami pembaruan versi untuk meningkatkan
kinerjanya. Sejak April 2009, versi Android dikembangkan dengan nama kode yang dinamai berdasarkan makanan pencuci mulut dan penganan manis. Masing-masing versi dirilis sesuai urutan alfabet beserta penjelasannya, yakni:
a. Android versi 1.0 dan 1.1
Sistem Android versi 1.0 ini pertama kali hadir di tahun 2008, tepatnya pada oktober 2008. Ponsel pertama yang menggunakan sistem Android adalah HTC. Pada tanggal 9 Maret 2009, Google merilis Android versi 1.1 dengan pembaruan estetis pada aplikasi, jam alarm, voice search, pengiriman pesan dengan Gmail dan penerimaan pemberitahuan email.
b. Android versi 1.5 (Cupcake)
Android versi 1.5 (Cupcake) pada Mei 2009. Dikarenakan ini merupakan versi ketiga, maka pemberian namanya diawali dengan huruf C. Nama Cupcake diambil dari sebuah makanan ringan. Dengan penamaan Cupcake ini maka penamaan dari
versi Android dimulai. Pembaharuan pada versi ini diantaranya adalah adanya kemampuan untuk merekam dan menonton video dengan menggunakan kamera.
c. Android versi 1.6 (Donut)
Android versi 1.6 dirilis pada September 2009. Android pada versi ini memiliki fitur yang lebih baik dari versi sebelumnya. Beberapa fitur dan pembaharuan pada versi ini adalah terdapat fitur upload video ke Youtube dan gambar ke Picasa langsung dari smartphone, dukungan bluetooth A2DP, animasi layar.
d. droid versi 2.0/2.1 (Eclair)
aplikasi Google Maps 3.1.2, Bluetooth 2.1, live wallpapers, digital zoom, mendukung flash untuk kamera.
e. Android versi 2.2 (Froyo)
Froyo dirilis pada 20 Mei 2010. Versi Android ini terdapat pembaharuan dalam update memperbaiki segi kecepatan dan pengadopsian Javascript dari browser Google Chrome. Terdapat perubahan yang cukup signifikan dari versi sebelumnya diantaranya adalah dapat berbagi kontak melalui Bluetooth, USB tathering, WiFi hotspot, SQLite, mendukung berbagai format audio dan video, EDGE, 3G, GPS, kompas dan accelerometer.
f. Android versi 2.3 (Gingerbread)
Gingerbrand dirilis pada 6 Desember 2010. Smartphone pertama yang memakai
versi Android ini adalah Nexus S yang dikeluarkan oleh produsen Samsung. Terdapat beberapa perbaikan dan tambaha pada fitur di versi gingerbread ini, antaralain adanya tambahan fitur dukungan untuk SIP internet calling, kemampuan nirkabel NFC, dukungan untuk dual kamera, fitur download manager.
g. Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb)
Honeycomb diliris tahun 2011. Android versi ini dirancang khusus untuk tablet, sehingga terdapat perbedaan dari fitur UI (User Interface). User Interface pada Honeycomb juga berbeda karena sudah didesain untuk tablet. Honeycomb
mendukung multiprocessor dan juga akselerasi hardware dan sengaja dirancang untuk layar yang lebih besar.
h. Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)
Android Versi ini diumumkan pada tanggal 19 Oktober 2011. Beberapa
pembaharuan pada versi ini adalah perubahan interface dari versi sebelumnya, pengoptimalan multitasking, variasi layar yang bias disesuaikan. Versi ini dapat digunakan untuk ponsel smartphone maupun tablet.
i. Android versi 4.1/4.2 (Jelly Bean)
Android versi ini dirilis pada 27 Juni 2012 dengan berbasis Linux Kernel 3.30.31
dan menawarkan pembaharuan seperti pencarian Google Now dan Asisten Digital
pencarian. Pembaharuan seperti Google Now dapat menjawab dengan cepat apa yang pengguna cari, dan juga dapat memberikan panduan arah ke tempat tujuan yang telah ditentukan pengguna.
j. Android versi 4.4 (KitKat)
Versi Android ini dirilis pada Oktober 2013. Android versi ini memiliki beberapa
fitur tambahan baru dan perubahan disbanding versi sebelumnya, antara lain versi ini dapat digunakan pada platform yang memiliki hardware rendah, bahkan dengan RAM 512MB dapat menjalankan KitKat dengan baik. Perubahan lainnya adalah memiliki user interface yang lebih baru dan lebih bagus disbanding versi
sebelumnya.
k. Android versi 5.0 (Lollipop)
Android versi Lollipop dirilis pada 25 Juni 2014. Salah satu perubahan yang
paling menonjol dalam rilis Lollipop adalah user interface yang didesain ulang
dan dibangun dengan yang dalam bahasa desain disebut sebagai “material
design”. Perubahan lain termasuk perbaikan pemberitahuan, yang dapat diakses dari lockscreen dan ditampilkan pada banner di bagian atas screen. Android versi Lollipop dianggap memiliki visual yang paling menarik yang pernah ada, jauh
lebih berwarna daripada versi sebelumnya. l. Android versi 6.0 Marshmallow
Android versi Marshmallow dirilis pada tahun 2015. Sebagai sistem operasi yang baru, sudah pasti pada Android versi Marshmallow memiliki fitur tambahan dan
perubahan dibanding versi sebelumnya.
2.7. Suku Nias
yang masih memiliki budaya megalitik. Pulau yang memiliki penduduk mayoritas Kristen protestan telah dimekarkan menjadi empat kabupaten dan 1 kota, yaitu Kabupaten Nias, Kabupaten Nias Selatan, Kabupaten Nias Barat, Kabupaten Nias Utara, dan Kota Gunungsitoli.
Penelitian Arkeologi telah dilakukan di Pulau Nias sejak tahun 1999 dan hasilnya ada yang dimuat di media masa menemukan bahwa sudah ada manusia di Pulau Nias sejak 12.000 tahun silam yang bermigrasi dari daratan Asia ke Pulau Nias pada masa paleolitik, bahkan ada indikasi sejak 30.000 tahun lampau kata Prof. Harry Truman Simanjuntak dari Puslitbang Arkeologi Nasional dan LIPI Jakarta. Pada masa itu hanya budaya Hoabinh, Vietnam yang sama dengan budaya yang ada di Pulau Nias, sehingga diduga kalau asal usul Suku Nias berasal dari daratan Asia di sebuah daerah yang kini menjadi negara yang disebut Vietnam.
Gambar 2.5. Kalabubu
Gambar 2.7. Baluse
2.8. Penelitian Terkait
Adapun penelitian terdahulu yang terkait dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis antara lain:
a. Penelitian oleh Aditya Novaruna Widyaprasiddha (2012) pengenalan letak 33 provinsi di Indonesia menggunakan Augmented Reality dengan menggunakan ARToolkit sebagai pendeteksi marker, pola marker, mengidentifikasi marker. Output
dari hasil implementasi ini berbasis pada desktop dimana saat menjalankannya menggunakan webcam pada komputer yang berfungsi sebagai media perantara input marker dan setelah itu akan muncul objek 3D dari 33 provinsi di Indonesia
(Widyaprasiddha, A.N. 2012).
b. Penelitian oleh Youllia Indrawaty, dkk (2014) media pembelajaran interaktif anatomi tubuh manusia menggunakan Augmented Reality dengan penggunaan ARToolkit sebagai pendeteksi marker, menemukan posisi marker dan pola marker. Output dari hasil implementasi ini berbasis pada desktop dengan menggunakan webcam pada komputer yang berfungsi sebagai perantara input berupa marker dan
akan muncul objek 3D anatomi tubuh manusia (Youllia Indrawaty, dkk. 2014). c. Penelitian Latius Hermawan (2015) dengan menggunakan Augmented Reality
sebagai media informasi kampus dengan menggunakan brosur. Dengan menggunakan brosur sebagai penanda dan menggunakan kamera dari smartphone sebagai input penanda. Output dari implementasi ini berupa data dan keterangan kampus, jika kamera smartphone diarahkan ke brosur maka aplikasi akan melakukan tracking ke database untuk mencari objek yang sesuai dengan penanda dan akan
ditampilkan pada layar (Latius Hermawan. 2015).
d. Penelitian oleh Yudiantika, dkk (2013) dalam penelitiannya memanfaatkan Augmented Reality dalam Museum atau Pameran museum untuk meningkatkan
ketertarikan pengunjung dalam mengeksplorasi benda-benda museum, karena sifat Augmented Reality yang interaktif
e. Penelitian oleh Muhammad Rifa’I, dkk (2014) penerapan teknologi Augmented
Reality pada aplikasi katalog rumah berbasis android. Dengan menggunakan gambar
