Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Vuforia

sehingga dalam proses pembelajaran huruf hijaiyah menjadi lebih menyenangkan dan menarik. Augmented reality memiliki kelebihan yang dapat memberikan pengalaman dan pemahaman yang mudah untuk difahami bagi subjek pembelajar. Dengan keunggulan tersebut memungkinkan augmented reality dapat dijadikan metode pembelajaran yang menarik dan interaktif. Dengan melihat realita tersebut, maka timbul motivasi penulis untuk melakukan penelitian membangun aplikasi pembelajaran Al Qur’an, yaitu Pembelajaran huruf hijaiyah berbasiskan augmented reality sehingga nantinya dapat menjadi daya tarik bagi anak untuk lebih giat dalam belajar huruf hijaiyah lewat Android.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam proses pembelajaran huruf hijaiyah terkadang seorang anak mengalami rasa bosan dan jenuh. Maka dibutuhkan solusi optimal untuk menyelesaikan permasalahan tersebut agar anak tidak mudah bosan dan jenuh dalam proses pembelajaran. 1.3.Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Perancangan model objek dibuat dalam bentuk model 3D dengan Blender 3D sebagai software perancangan model. 2. Menggunakan citra yang telah ditentukan atau diregistrasikan pada situs pengembang Vuforia http:developer.vuforia.com sehingga dikenal sebagai citra marker augmented reality. 3. Output yang dihasilkan adalah simulasi huruf hijaiyah dan bunyi hurufnya menggunakan media kertas marker yang memanfaatkan teknologi augmented reality. 4. Aplikasi berjalan pada smartphone berbasis Android. Universitas Sumatera Utara

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu untuk membantu proses pembelajaran hijaiyah bagi anak menggunakan augmented reality pada Android.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Membantu anak-anak dalam pemahaman belajar huruf hijaiyah dengan baik dan benar. 2. Membantu anak agar dapat lebih tertarik belajar membaca huruf hijaiyah dengan augmented reality. 3. Sebagai referensi bagi orang lain yang membahas implementasi augmented reality. 1.6.Sistematika Penulisan Tugas akhir ini terdiri dari enam bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

Bab 1: Pendahuluan

Bab pendahuluan berisi mengenai hal-hal yang mendasari dilakukannya penelitian serta mengidentifikasi masalah penelitian. Bab ini terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian.

Bab 2: Landasan Teori

Landasan teori memaparkan teori-teori dari berbagai macam referensi yang mendukung dan berhubungan dengan penelitian yang akan diselesaikan pada tugas akhir ini.

Bab 3: Metodologi

Dalam bab metodologi ini diuraikan penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan dan menyelesaikan masalah yang akan diteliti. Universitas Sumatera Utara

Bab 4: Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang implementasi dari analisis dan perancangan yang disusun pada Bab 3 dan pengujian untuk mengetahui apakah hasil yang didapat sesuai dengan yang diharapkan.

Bab 5: Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini akan dipaparkan kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran yang berkaitan dengan penelitian untuk pengembangan penelitian berikutnya. Universitas Sumatera Utara BAB II LANDASAN TEORI

2. 1 Augmented Reality

Augmented reality adalah teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam sebuah lingkungan nyata tiga dimensi lalu memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata real time Putra, 2012. Sejarah augmented reality dimulai dari tahun 1957-1962, ketika seorang penemu yang bernama Morton Heilig, seorang sinematografer, menciptakan dan mempatenkan sebuah simulator yang disebut Sensorama dengan visual, getaran dan bau. Pada tahun 1966, Ivan Sutherland menemukan head-mounted display yang diclaimnya 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 di dunia maya, Tahun 1992 mengembangkan augmented reality untuk melakukan perbaikan pada pesawat boeing, dan pada tahun yang sama, L.B. 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 augmented reality. “Pada Tahun 1994, Milgram dan Kishino merumuskan kerangka kemungkinan penggabungan dan peleburan dunia nyata dan dunia maya ke dalam sebuah kontinuum virtualitas. Sisi yang paling kiri adalah lingkungan nyata yang hanya berisi benda nyata, dan sisi paling kanan adalah lingkungan maya yang berisi benda maya ” Wirga, et al. 2012 Universitas Sumatera Utara Gambar 2.1. Virtuality Contimuum oleh Milgram dan Kishino Pada gambar 2.1 menjelaskan bahwa dalam realitas tertambah augmented reality, yang lebih dekat ke sisi kiri, lingkungan bersifat nyata dan benda bersifat maya, sementara dalam augmented virtuality atau virtualitas tertambah, yang lebih dekat ke sisi kanan, lingkungan bersifat maya dan benda bersifat nyata.. Ketika merancang sebuah sistem AR, ada tiga aspek yang harus ada yaitu : Kombinasi dari dunia nyata dengan dunia virtual, Interaksi secara real time dan 3D yang terregistrasi R. Silva, et al, 2003 Tujuan dari augmented reality adalah mengambil dunia nyata sebagai dasar dengan menggabungkan beberapa teknologi virtual dan menambahkan data konstektual agar pemahaman manusia sebagai penggunanya menjadi semakin jelas. Data konstektual ini dapat berupa komentar audio, data lokasi, konteks sejarah, atau dalam bentuk lainnya. Pada saat ini, AR telah banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti kedokteran, militer, manufaktur, hiburan, museum, game pendidikan, pendidikan, dan lain-lain Rahmat, 2011. Beberapa komponen yang diperlukan dalam pembuatan dan pengembangan aplikasi AR adalah sebagai berikut : a. Komputer Komputer berfungsi sebagai perangkat yang digunakan untuk mengendalikan semua proses yang akan terjadi dalam sebuah aplikasi. Penggunaan komputer ini disesuaikan dengan kondisi dari aplikasi yang akan digunakan. Kemudian untuk output aplikasi akan ditampilkan melalui monitor. Universitas Sumatera Utara b. Marker Marker berfungsi sebagai gambar image dengan warna hitam dan putih dengan bentuk persegi. Dengan menggunakan marker ini maka proses tracking pada saat aplikasi digunakan. Komputer akan mengenali posisi dan orientasi dari marker dan akan menciptakan objek virtual yang berupa obyek 3D yaitu pada titik 0, 0, 0 dan 3 sumbu X, Y, Z. c. Kamera Kamera merupakan perangkat yang berfungsi sebagai recording sensor. Kamera tersebut terhubung ke komputer yang akan memproses image yang ditangkap oleh kamera. Apabila kamera menangkap image yang mengandung marker, maka aplikasi yang ada di komputer tersebut mampu mengenali marker tersebut. Selanjutnya, komputer akan mengkalkulasi posisi dan jarak marker tersebut. Lalu, komputer akan menampilkan objek 3D di atas marker tersebut. Secara umum augmented reality berfungsi untuk memvisualisasikan suatu objek dalam waktu yang bersamaan real time. Adapun lebih spesifik lagi fungsi augmented reality sebagai berikut: 1 Mengkombinasikan objek fisik dan digital interface. 2 Menciptakan manipulasi dari model objek virtual. 2.1.1. Metode Pelacakan tracking Augmented Reality Ada beberapa jenis metode pelacakan tracking pada AR, antara lain sebagai berikut: a. Elektromagnetic tracking system, mengukur medan magnet yang dihasilkan melalui arus listrik yang secara simultan melewati tiga kumparan kabel yang disusun secara tegak lurus satu dengan yang lain. Setiap kumparan kecil bersifat elektromagnet. Sensor sistem mengkalkulasikan bagaimana medan magnet terbentuk dan pengaruhnya terhadap kumpuran lainnya. Pengukuran tersebut menunjukkan posisi atau orientasi dan arah dari emitter. Reponsibilitas dari efisiensi sistem pelacakan elektromagnet sangat baik dan tingkat latensinya cukup rendah. Satu kekurangan dari sistem ini adalah apapun yang dapat menghasilkan medan magnet dapat mempengaruhi sinyal yang dikirim ke sensor. Universitas Sumatera Utara b. Accoustic tracking system, sistem pelacakan ini menangkap dan menghasilkan gelombang suara ultrasonic untuk mengidentifikasi orientasi dan posisi dari target. Sistem ini mengkalkulasi waktu yang digunakan suara ultrasonic untuk mencapai sensor. Sensor biasanya selalu menjaga kestabilan dalam lingkungan dimana pengguna menempatkan emitter. Bagaimanapun, kalkulasi dari orientasi serta posisi target bergantung pada waktu yang digunakan oleh suara untuk mencapai sensor adalah dilakukan oleh sistem. Terdapat banyak kekurangan pada sistem pelacakan acoustic. Suara yang lewat sangat lambat, sehingga tingkat update posisi target juga menjadi lambat c. Optical tracking system, perangkat ini menggunakan cahaya untuk menghitung orientasi dan posisi target. Sinyal emitter dalam perangkat optical secara khusus terdiri atas sekumpulan LED inframerah. Sensor kamera dapat menangkap cahaya inframerah yang dipancarkan. LED menyala dalam pulse secara sekuensial. Kamera merekam sinyal pulse dan mengirim informasi kepada unit pemrosesan sistem. Unit tersebut kemudian dapat menghitung kemungkinan data untuk menentukan posisi dan orientasi target. Sistem optical mempunyai tingkat upload data yang cepat, sehingga latensi dapat diminimalisasi. Kekurangan sistem ini adalah penglihatan antara kamera dan LED dapat menjadi gelap, bertentangan dengan proses pelacakan. Radiasi inframerah juga dapat membuat sistem kurang efektif. d. Mechanical tracking system, sistem pelacakan ini bergantung pada physical link antara target dan referensi titik tetap. Salah satu contohnya adalah sistem pelacakan mekanikal dalam lingkungan virtual reality VR, yaitu BOOM display. BOOM display, sebuah head-mounted display HMD, dipasang di bagian belakang dengan yang terdiri atas 2 poin artikulasi. Deteksi orientasi dan posisi dari sistem dilakukan melalui lengan. Tingkat update cukup tinggi dengan sistem pelacakan mekanikal, tetapi sistem ini memiki kekurangan yaitu membatasi pergerakan dari pengguna user. Universitas Sumatera Utara e. Inertial navigation system, navigasi bantuan yang menggunakan komputer, sensor gerak accelerometer, sensor rotasi gyroscopes secara kontinu dikalkulasi melalui posisi dead reckoning proses pengukuran posisi sekarang seseorang, dengan menggunakan posisi yang telah ditentukan sebelumnya, atau memperbaikinya, dan tingkatan posisi berdasarkan kecepatan rata-rata dari waktu-waktu, orientasi, dan kecepatan perpindahan objek tanpa membutuhkan referensi luar. Sistem ini digunakan dalam bidang transportasi seperti, kapal, pesawat, kapal selam, dan pesawat ruang angkasa. f. GPS Tracking, teknologi AVL Automated Vehicle Locater yang memungkinkan pengguna untuk melacak suatu objek bergerak seperti kendaraan, armada ataupun mobil secara realtime. GPS tracking memanfaatkan kombinasi teknologi GSM dan GPS untuk menentukan koordinat sebuah objek, lalu menerjemahkan dalam bentuk peta digital. g. Hybrid Tracking, sistem pelacakan yang merupakan gabungan dari dua atau lebih teknik pelacakan, hybrid tracking digunakan untuk menciptakan sistem pelacakan yang lebih baik. Teknik ini secara sinergis dapat meningkatkan kesegaran robustness, kecepatan pelacakan tracking speed dan akurasi, dan mengurangi jitter dan noice. Hybrid tracking telah banyak digunakan dengan gabungan beberapa teknik pelacakan misalnya, GPS electronic compass dan sensor inertial dan sensor optical. 2.1.2. Teknik Tampilan AR Terdapat tiga teknik tampilan pada AR yaitu head-mounted display, handheld displays, dan spatial display. a. Head-mounted display Head-mounted display HMD menempatkan gambar diantara dunia nyata dan objek grafik virtual melalui pandangan user terhadap dunia nyata. Head- mounted display terbagi menjadi dua bagian yaitu optical see-through dan video see-through. Optical see-through biasanya menempatkan sebuah semi-silvered mirror sebelum mata pengguna. Pengguna dapat melihat dunia nyata melalui Universitas Sumatera Utara mirror cermin, dan juga melihat grafik komputer digambarkan pada layar miniatur yang tampak pada refleksi cermin. Proses ini mempunyai efek grafik seperti munculnya objek hitam transparan terhadap pengguna, memberikan pandangan tanpa modifikasi dari objek nyata pada tempat yang sama. Video see- through, pandangan pengguna tidak secara langsung terhadap dunia nyata tetapi hanya sebuah miniatur hasil komputerisasi yang nampak penuh dalam layar. HMD harus melacak dengan sensor yang menyediakan 6DOF six degrees of 33 freedom. Pelacakan ini membuat sistem dapat menyelaraskan virtual informasi ke dunia nyata. b. Handheld display Handheld display bekerja dengan sebuah layar kecil yang pas atau sesuai dengan genggaman pengguna. Handheld AR merupakan solusi untuk video-see through. Mulanya, teknik ini bekerja dengan penanda fiducial, dan kemudian GPS, dan sensor MEMS Microelectromechanical systems seperti kompas digital, accelerometer, dan gyroscope. Saat ini, pelacakan tanpa marker, yaitu SLAM Simultaneous localization and mapping seperti PTAM yang mulai digunakan. Keuntungan utama dari handheld AR adalah mudah digunakan, dapat dibawa kemana-mana portable dan telah dilengkapi kamera.

2.2 Vuforia

Vuforia adalah 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. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2. Proses Registrasi Target Vuforia SDK memerlukan beberapa komponen penting agar dapat bekerja dengan baik. Komponen - komponen tersebut antara lain: 1. 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. 2. Image Converter Mengkonversi format kamera misalnya YUV12 kedalam format yang dapat dideteksi oleh OpenGL misalnya RGB565 dan untuk tracking misalnya luminance. 3. 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 trackable baru, dan mengevaluasi virtual button. Hasilnya akan disimpan dalam state object yang akan digunakan oleh video background renderer dan dapat diakses dari application code. Universitas Sumatera Utara 4. 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. 5. Application Code Menginisialisasi semua komponen di atas dan melakukan tiga tahapan penting dalam application code seperti: a. Query state object pada target baru yang terdeteksi atau Marker. b. Update logika aplikasi setiap input baru dimasukkan. c. Render grafis yang ditambahkan augmented. 6. Target Resources Dibuat menggunakan on-line 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.

2.3 Unity 3D