Implementasi Augmented Reality Pada Cover Dvd Untuk Menampilkan Trailer Film Melalui Smartphone Berbasis Android
6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Augmented Reality
Augmented Reality (AR) merupakan teknologi yang tergolong masih baru di dunia
teknologi informasi yang menggabungkan obyek dua dimensi virtual ke dalam
lingkungan tiga dimensi kemudian menampilkan obyek virtual tersebut secara nyata
atau real-time. (Shiddiqi & Hendrianto, 2012).
Tujuan dari AR 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. (Berki, 2011).
Ronald T. Azuma menyimpulkan dalam surveynya pada tahun 1997 bahwa
Augmented Reality (AR) merupakan pengembangan dari Virtual Environment (VE)
yang dewasa ini lebih dikenal sebagai Virtual Reality. Teknologi Virtual Reality
membuat seorang user merasa berada di dalam sebuah lingkungan virtual di mana
user akan dikelilingi oleh tampilan virtual tersebut. Sementara itu Augmented Reality
(AR) merupakan kebalikan dari Virtual Reality yang memungkinkan seorang user
menampilkan sebuah obyek virtual di dalam dunia nyata.
Berikut adalah sebuah diagram pada gambar 2.1, bernama Reality Virtuality
Continum yang dibuat oleh Milgram, P. Takemura, H. Utsumi, A. Kishino. F (1994)
yang menjelaskan bagaimana sebenarnya interaksi antara dunia nyata (real
environment) dan dunia virtual (virtual environtment). Dimana kedua hal tersebut
dijembatani oleh Augmented Reality (AR) dan Virtual Reality.
7
Gambar 2.1. Reality Virtuality Continum (Milgram, dkk , 1994).
Ronald T. Azuma juga mendefinisikan Augmented Reality sebagai sistem yang
memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Menggabungkan lingkungan nyata dan virtual
2. Berjalan secara interaktif dalam waktu nyata
3. Integrasi dalam tiga dimensi (3D),
Gambar 2.2. Augmented Reality
Sumber: (Martono & Kridalukmana., 2014).
Pada Gambar 2.2, dapat dilihat sebuah aplikasi Augmented Reality (AR) di mana
sebuah marker yang ada pada sebuah bidang datar kemudian di-scan melalui kamera
handphone yang kemudian divisualisasikan melalui layar handphone tersebut.
8
Bidang-bidang yang pernah menerapkan teknologi Augmented Reality adalah:
1. Kedokteran (Medical)
Teknologi pencitraan sangat dibutuhkan di dunia kedokteran, seperti misalnya,
untuk simulasi operasi, simulasi pembuatan vaksin virus, dll. Untuk itu, bidang
kedokteran menerapkan Augmented Reality pada visualisasi penelitian mereka.
2. Hiburan (Entertainment)
Dunia hiburan membutuhkan Augmented Reality sebagai penunjang efek-efek
yang akan dihasilkan oleh hiburan tersebut. Sebagai contoh, ketika sesorang
wartawan cuaca memperkirakan ramalan cuaca, dia berdiri di depan layar hijau
atau biru, kemudian dengan teknologi augmented reality, layar hijau atau biru
tersebut berubah menjadi gambar animasi tentang cuaca tersebut, sehingga
seolah-olah wartawan tersebut, masuk ke dalam animasi tersebut.
3. Latihan Militer (Military Training)
Militer telah menerapkan Augmented Reality pada latihan tempur mereka.
Sebagai contoh, militer menggunakan Augmented Reality untuk membuat sebuah
permainan perang, dimana prajurit akan masuk kedalam dunia game tersebut, dan
seolah-olah seperti melakukan perang sesungguhnya.
4. Engineering Design
Seorang
engineering
design
membutuhkan
Augmented
Reality
untuk
menampilkan hasil design mereka secara nyata terhadap klien. Dengan
Augmented Reality klien akan tahu, tentang spesifikasi yang lebih detail tentang
desain mereka.
5. Robotics dan Telerobotics
Dalam bidang robotika, seorang operator robot, mengunnakan pengendari
pencitraan visual dalam mengendalikan robot itu. Jadi, penerapan Augmented
Reality dibutuhkan di dunia robot.
9
6. Consumer Design
Virtual reality telah digunakan dalam mempromsikan produk. Sebagai contoh,
seorang pengembang menggunkan brosur virtual untuk memberikan informasi
yang lengkap secara 3D, sehingga pelanggan dapat mengetahui secara jelas,
produk yang ditawarkan. (Andriyadi, 2011).
Alur kerja aplikasi secara umum dimulai dari pengambilan gambar marker
dengan kamera atau webcam. Marker tersebut dikenali berdasarkan feature yang
dimiliki, kemudian masuk ke dalam object tracker yang disediakan oleh Software
Development Kit (SDK). Di sisi lain, marker tersebut telah didaftarkan dan disimpan
ke dalam database. Object tracker selanjutnya akan melacak dan mencocokkan
marker tersebut agar dapat menampilkan informasi yang sesuai. Hasil keluaran
pelacakan marker segera ditampilkan ke dalam layar komputer dan layar smartphone.
Informasi yang ditampilkan melekat pada marker bersangkutan secara real time.
Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.3. (Yudiantika, dkk, 2013).
Gambar 2.3.
Alur kerja aplikasi Augmented Reality (AR)
Sumber: (Yudliantika, dkk, 2013).
2.2 Objek Video Augmented Reality
Dalam penerapan teknologi Augmented Reality (AR) ada beberapa objek utama yag
dapat divisualisasikan melalui marker , yaitu objek text, gambar, maupun video.
Masing-masing objek tersebut merupakan objek dengan tampilannya masing-masing
10
yang sudah tenu berbeda, namun tata cara penerapannya di dalam Augmented Reality
(AR) relatif sama, yang membedakannya hanyalah format dari masing-masing konten
objek tersebut. Misalnya, .jpeg untuk objek gambar 2D dan .mp4 untuk konten video.
Penerapan konten video di dalam Augmented Reality (AR) sangat dipengaruhi
oleh spesifikasi dari smartphone. Semakin tinggi spesifikasi dari smartphone yang
digunakan maka semakin banyak fitur dalam Augmented Reality (AR) yang dapat
digunakan. Perangkat yang tidak mendukung pemutaran video pada permukaan
marker hanya dapat memutar video pada mode fullscreen (tidak tampak melekat di
atas marker .
Video-video yang terdaftar ke dalam aplikasi akan tersimpan ke dalam RAM
perangkat smartphone sehingga semakin banyak video yang dimuat maka akan
semakin menurunkan performa perangkat smartphone saat menjalankan aplikasi.
Ditinjau dari sisi pengembangan aplikasi, banyaknya muatan video ke dalam aplikasi
juga akan membuat ukuran aplikasi menjadi sangat besar, serta tidak mendukung
banyak format video. Format video yang dapat digunakan adalah .mp4 dan .m4v.
Sedangkan format lain seperti .vlc, .avi, dan .mkv belum mendukung secara penuh..
(Yudliantika, dkk, 2013). Contoh penggunaan konten video Augmented Reality dapat
dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Penerapan Konten Video Dalam Augmented Reality.
Sumber: (Yudliantika, dkk, 2013).
11
2.3 Marker
Marker adalah salah satu komponen penting dalam pengelolaan aplikasi Augmented
Reality (AR). Marker akan digunakan sebagai media yang menjadi sumber informasi
yang akan diterima oleh mobile devices atau smartphone. Marker akan dikenali oleh
kamera webcam atau pun kamera smartphone sebagai bentuk simbol obyek nyata
yang akan menjadi prantara antara devices dengan model 3D dari setiap obyek
Augmented Reality (AR). (Martono & Kridalukamana, 2014).
Berikut ini merupakan beberapa jenis marker yang digunakan dalam aplikasi
Augmented Reality (AR).
1. Quick Response (QR).
Kode dua dimensi yang terdiri dari banyak kotakyang diatur dalam pola persegi.
Biasanya QR ini berwarna hitam dan putih, kode QR diciptakan di Jepang pada
awal 1990-an dan digunakan untuk melacak berbagai bagian dalam manufaktur
kendaraan. Dan saat ini QR digunakan sebagai link cepat ke suatu website, dial
cepat untuk nomor telepon, atau bahkan dengan cepat mengirim pesan SMS.
Bentuk dari marker Quick Response (QR) Code dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Quick Response (QR) Code.
2. Fiducial Marker
Fiducial Marker merupakan bentuk marker yang paling sering digunakan dalam
teknolohi Augmented Reality (AR), karena marker ini digunakan untuk melacak
benda-benda di virtual reality tersebut. kotak hitam dan putih digunakan sebagai
titik referensi atau untuk memberikan skala dan orientasi ke aplikasi. Bila penanda
12
tersebut terdeteksi dan dikenali maka augmented reality akan keluar dari marker
ini. Bentuk dari Fiducial Marker dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Fiducial Marker.
3. Markerless Marker
Markerless Marker berfungi sama seperti fiducial marker namun bentuk
Markerless Marker tidak harus kotak hitam putih, Markerless Marker ini bisa
berbentuk gambar yang mempunyai banyak warna seperti yang terlihat pada
gambar 2.7. (Nugroho, 2013).
Gambar 2.7. Markerles Marker.
2.4 Unity 3D
Unity 3D adalah perangkat lunak game engine untuk membangun permainan 3
Dimensi (3D). Game engine merupakan komponen yang ada di balik layar setiap
video game.
Adapun fitur-fitur yang dimiliki oleh unity 3D antara lain sebagai berikut:
13
1. Integrated development environment (IDE) atau lingkungan pengembangan
terpadu.
2. Penyebaran hasil aplikasi pada banyak platform
3. Engine grafis menggunakan Direct3D (windows), OpenGL (Mac, Windows),
OpenGL ES (iOS), dan Proprietary API (Wii)
4. Game scripting melalui Mono. Scripting yang dibangun pada Mono, implementasi
open source dari NETFramework. Selain itu pemrograman dapat menggunakan
UnityScript (bahasa custom dengan sintaks JavaScript-inspired), bahasa C# atau
BOO (yang memiliki sintaks Python-inspired).
Mesh merupakan bentuk dasar dari objek 3D. Pembuatan mesh tidak dilakukan
pada Unity. Sementara Game Object adalah kontainer untuk semua komponen lainya.
Semua objek dalam permainan disebut game objects.
Material digunakan dan dihubungkan dengan mesh atau renderer partikel yang
melekat pada game objek. Material berhubungan dengan penyaji mesh atau partikel
yang melekat pada gameobjek tersebut. Mereka memainkan bagian penting dalam
mendefinisikan bagaimana objek ditampilkan . Mesh atau partikel tidak dapat
ditampilkan tanpa material karena material meliputi referensi untuk Shader yang
digunakan untuk membuat mesh partikel. Material digunakan untuk menempatkan
tekstur ke Game Objects.
Unity
mendukung
pengembangan
aplikasi
android.
Sebelum
dapat
menjalankan aplikasi yang dibuat dengan unity android, diperlukan adanya pengaturan
lingkungan pengembang android pada perangkat. Untuk itu, pengembang perlu mendownload dan menginstal SDK Android dan menambahkan perangkat fisik ke sistem.
Unity memungkinkan pemanggilan fungsi custom yang ditulis dalam C / C + + secara
langsung dan Java secara tidak langsung dari script C #.
QCAR SDK membutuhkan renderer untuk menampilkan objek virtual kedalam
lingkungan nyata. Proses pelacakan posisi dan orientasi hingga mengenali target
sebagai tempat memunculkan objek dilakukan dengan sistem QCAR. Sedangkan
Unity 3D berperan dalam menciptakan objek maya 3D dan proses rendering grafis
14
sama seperti yang dilakukan pada lingkungan antarmuka Unity 3D. Dapat dilihat pada
gambar 2.8
Gambar 2.8. Diagram rendering Unity 3D.
Pada gambar 2.8 terlihat hasil akhir objek yang akan dimunculkan setelah
pelacakan. Setiap objek yang akan dimunculkan memiliki bentuk dan tekstur masingmasing. Objek juga tidak selalu bersifat statis. Seringkali objek yang diinginkan
adalah objek bergerak. Unity bertugas memproses ini sehingga objek-objek tersebut
dapat muncul dengan baik pada perangkat android. (Yoze, 2012).
2.5 QCAR Vuforia SDK
Qualcomm Augmented Reality (QCAR) adalah sebuah SDK (Software Development
Kit) augmented reality yang dikeluarkan oleh qualcomm (sekarang lebih dikenal
vuforia SDK). QCAR menyediakan teknologi visi komputer yang dengan sangat erat
menyelaraskan grafis dari sebuah permukaan yang dicetak dengan objek 3D
sederhana.
Dengan memberikan generasi baru yaitu interaktif 3D, Qualcomm Augmented
Reality memberikan beberapa keuntungan, seperti:
1. Teknologi komputer vision untuk menyelaraskan gambar yang tercetak dan object
3D.
2. Mendukung beberapa alat development seperti Eclipse, (AndroidTM), Xcode.
(Solin, 2014).
SDK ini menggunakan teknologi computer vision untuk mengenali dan
melacak gambar target dan objek 3D yang sederhana secara real time. Dengan
kemampuan ini,memungkinkan para developer untuk membuat posisi dan orientasi
15
objek virtual seperti model 3D dan media-media lainnya yang berkaitan dengan dunia
nyata
dapat
dilihat
melalui
kamera
dari
perangkat
mobile. Objek virtual tersebut selanjutnya melacak posisi orientasi dari gambar secara
real
time
sehingga
perspektif
dari pengguna pada objek tersebut sesuai dengan perspektif mereka pada target
gambar, sehingga terlihat bahwa objek virtual tersebut adalah bagian dari dunia nyata.
(Azhar, 2014).
Sebuah aplikasi AR berbasis QCAR SDK dari komponen inti berikut:
1. Kamera. Memastikan bahwa setiap frame ditangkap dan diteruskan secara efisien
untuk dilacak.
2. Images Converter. Format piksel tunggal converter mengkonversi antara format
kamera (misalnya YUV12) ke format yang sesuai untuk rendering OpenGL ES
(misalnya RGB565) dan untuk pelacakan.
3. Pelacak. Pelacak berisi algoritma visi komputer yang mendeteksi dan melacak
objek dunia nyata dalam bingkai kamera video.
4. Video Background Render. Merender gambar kamera yang tersimpan dalam state
objek.
5. Kode Aplikasi. Pengembang aplikasi harus menginisialisasi semua komponen di
atas dan melakukan tiga langkah kunci dalam kode aplikasi:
a. Menanyakan pada state objek tentang target yang baru terdeteksi atau state
terbaru dari elemen ini.
b. Memperbarui logika aplikasi degan input data baru.
c. Merender tampilan grafis yang tertambah.
6. Target Resource. Dibuat berdasarkan sistem manajemen target online.
SDK QCAR akan melacak trackable yang merupakan kelas dasar yang
mewakili semua objek yang berada di dunia nyata. Ketika terlacak, trackable
memiliki nama, ID, status dan informasi. Ada beberapa jenis trackable dalam
markerless Augmented Reality yang dimungkinkan oleh QCAR, yaitu Images Target
dan Multi Target. SDK QCAR menggunakan sistem koordinat tangan kanan. Setiap
target gambar mendefinisikan sistem koordinat lokal dengan (0,0,0) di pusat target. +
X kearah kanan, + Y mengarah naik, + keluar dari trackable yang dapat dilacak.
16
QCAR memungkinkan objek yang berupa citra maya 3D ataupun 2D muncul
pada layar peranti Android dan langsung ditampilkan diatas frame-frame video yang
ditangkap kamera. Bebeda dengan metode marker yang menjadikan sebuah kotak
hitam pada marker sebagai penghitung posisi relatif kamera, pada markerless
Augmented Reality hal ini terjadi langsung diatas gambar ataupun permukaan yang
menjadi trackable.
Untuk mendeteksi target yang ada pada setiap frame dalam video itu
dibutuhkan sebuah library. QCAR menyediakan library libQCAR.so. Library
libQCAR.so inilah yang menjadi sistem aplikasi sehingga pelacakan target bisa
dilakukan dengan mudah. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.9. (Yoze,
2012).
Gambar 2.9. Block Diagram Pelacakan QCAR.
2.6 Blender 3D Maker
Blender adalah salah satu software open source yang digunakan untuk membuat
konten multimedia khusunya 3 Dimensi , ada beberapa kelebihan yang dimiliki
Blender dibandingkan software sejenis. Berikut beberapa kelebihannya:
17
1. Open Source,
Blender merupakan salah satu softwareopen source, dimana kita bisa bebas
memodifikasi source code untuk keperluan pribadi maupun komersial, asal tidak
melanggar GNU General Public License yang digunakan Blender .
2. Multi Platform,
Karena sifatnya yang open source, Blender tersedia untuk berbagai macam
operasi sistem sepertiLinux, Mac dan Windows Update, Dengan status yang
Open Source, Blender bisa dikembangkan oleh siapapun. Sehingga update
software ini jauh lebih cepat dibandingkan software sejenis lainnya.
3. Free,
Blender merupakan sebuah software yang GratisBlender gratis bukan karena
tidak laku, melainkan karena luar biasanya fitur yang mungkin tak dapat dibeli
dengan uang, selain itu dengan digratiskannya software ini, siapapun bisa
berpartisipasi dalam mengembangkannya untuk menjadi lebih baik.
4. Lengkap,
Blender memiliki fitur yang lebih lengkap dari software 3D lainnya. Blender
tersedia fitur Video editing, Game Engine, Node Compositing, Sculpting. Dan
bukan lagi plugin, tapi sudah include atau di-bundling.
5. Ringan,
Blender relatif ringan jika dibandingkan software sejenis. Hal ini terbuti dengan
sistem minimal untuk menjalankan Blender . Hanya dengan RAM 512 dan
prosesor Pentium 4 dan VGA on board, Blender sudah dapat berjalan dengan
baik.
6. Komunitas Terbuka,
Tidak perlu membayar untuk bergabung dengan komunitas Blender yang sudah
tersebar di dunia. Dari yang baru sampai yang sudah ahli terbuka untuk menerima
masukan dari siapapun, selain itu mereka juga saling berbagi tutorial dan file
secara terbuka. Salah satucontoh nyatanya adalah OPEN MOVIE garapan Blender
Institute. (Adam, dkk, 2012).
18
2.7 Android
Menurut situs resmi Android (www.android.com). Android adalah sistem operasi
untuk telepon seluler yang berbasis Linux. Android menyediakan platform terbuka
bagi para pengembang buat menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan
oleh bermacam peranti bergerak. Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc.,
pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk
mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34
perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC,
Intel, Motorola, Qualcomm, TMobile, dan Nvidia. (Yoze, 2012).
Adapun versi-versi Android yang pernah dirilis adalah sebagai berikut:
1.
Android versi 1.1
2.
Android versi 1.5 (Cupcake)
3.
Android versi 1.6 (Donut)
4.
Android versi 2.0/2.1 (Eclair)
5.
Android versi 2.2 (Froyo)
6.
Android versi 2.3 (Gingerbread)
7.
Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb)
8.
Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)
9.
Android versi 4.1/4.2/4.3 (Jellybean)
10. Android versi 4.4 (Kitkat), dan
11. Android versi 5.0 (Lollypop). (Android, 2014).
2.8 Film
Film bukanlah merupakan hasil kerja satu orang melainkan pekerjaan kolektif yang
terdiri dari Penulis Skenario, Juru Kamera, Juru Penata Suara, Bintang Film, Sutradara
dan Produser Film. Namun jika dilihat dari asal mulanya, film adalah suatu pita yang
terbuat dari mika yang tipis (celluloid). Salah satu permukaan celluloid ini dibubuhi
dengan obat film dan apabila diberi cahaya akhirnya akan mengeluarkan gambar yang
ditangkap oleh lensa. Gambar yang ditangkap oleh lensa biasanya diproyeksikan pada
bidang datar atau layar yang bewarna putih.
19
Jika dipandang dari suatu segi, pembuatan film hampir sama dengan
Photographis. Film juga diartikan sebagai rangkaian pemotretan yang berturut-turut
yang kemudian diproyektir kembali dengan satu kecepatan sekurang-kurangnya 16
gambar/detik, sehingga nampak lah suatu gambar yang bergerak. (Triananta, 2001).
2.9 Penelitian yang Relevan
Untuk melengkapi pengetahuan tentang Augmented Reality menggunakan Vuforia
SDK dan Unity 3D. Berikut ini adalah tabel 1 yang berisi tentang hasil penelitian
sebelumnya yang telah membahas:
Tabel 1. Hasil Penelitian Augmented Reality berbasis Android
menggunakan Unity3D dan Vuforia SDK
No
1
2
Penulis
Judul
Azhar, (2014) Pemanfaatan Augmented
Reality Untuk Game
“Ranger Target” Fps
Berbasis Android
Menggunakan Unity 3d
Dan Vuforia Sdk
Muhammad
Rifa’I, dkk,
(2014)
Penerapan Teknologi
Augmented Reality Pada
Aplikasi Katalog Rumah
Berbasis Android
Hasil Penelitian
Pada penelitian ini disimpulkan
bahwa kamera dapat kalibrasidengan
target pada jarak sampai 1,25
meterdengan waktu 1,25 detik dan
deteksi yangcukup jauh sampai 8
meter pada pengujian marker
berukuran A4.
Dari hasil penelitian yang dilakukan
pada library Vuforia SDK yang
digunakan untuk membangun aplikasi
Augmented Reality didapatkan bahwa
library tersebut mampu membangun
suatu aplikasi untuk menampilkan
objek3D pada marker yang dikenali
yang tertangkap pada kamera.
Aplikasi yang menggunakan Unity3D
dan Vuforia SDK tersebut
membutuhkan spesifikasi smartphone
yang sangat tinggi dari segi ukuran
prosesor dan RAM yang dapat dilihat
pada pengujian sebelumnya yaitu:
- Device 1 (Smartfren Andromax U)
membutuhkan waktu 28 detik untuk
loading .
20
Tabel 1. Lanjutan
No
Penulis
Judul
Hasil Penelitian
kamera menu explore rumah 3D dan
19 detik untuk loading kamera menu
explore denah ruang.
- Device 2 (Sony Xperia SP)
membutuhkan waktu 10 detik untuk
loading kamera menu explore rumah
3D dan 8 detik untuk loading kamera
menu explore denah ruang.
- Device 3 (Samsung Galaxy Tab
P7300) membutuhkan waktu 16 detik
untuk loading kamera menu explore
rumah 3D dan 12 detik untuk loading
kamera menu explore denah ruang.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Augmented Reality
Augmented Reality (AR) merupakan teknologi yang tergolong masih baru di dunia
teknologi informasi yang menggabungkan obyek dua dimensi virtual ke dalam
lingkungan tiga dimensi kemudian menampilkan obyek virtual tersebut secara nyata
atau real-time. (Shiddiqi & Hendrianto, 2012).
Tujuan dari AR 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. (Berki, 2011).
Ronald T. Azuma menyimpulkan dalam surveynya pada tahun 1997 bahwa
Augmented Reality (AR) merupakan pengembangan dari Virtual Environment (VE)
yang dewasa ini lebih dikenal sebagai Virtual Reality. Teknologi Virtual Reality
membuat seorang user merasa berada di dalam sebuah lingkungan virtual di mana
user akan dikelilingi oleh tampilan virtual tersebut. Sementara itu Augmented Reality
(AR) merupakan kebalikan dari Virtual Reality yang memungkinkan seorang user
menampilkan sebuah obyek virtual di dalam dunia nyata.
Berikut adalah sebuah diagram pada gambar 2.1, bernama Reality Virtuality
Continum yang dibuat oleh Milgram, P. Takemura, H. Utsumi, A. Kishino. F (1994)
yang menjelaskan bagaimana sebenarnya interaksi antara dunia nyata (real
environment) dan dunia virtual (virtual environtment). Dimana kedua hal tersebut
dijembatani oleh Augmented Reality (AR) dan Virtual Reality.
7
Gambar 2.1. Reality Virtuality Continum (Milgram, dkk , 1994).
Ronald T. Azuma juga mendefinisikan Augmented Reality sebagai sistem yang
memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Menggabungkan lingkungan nyata dan virtual
2. Berjalan secara interaktif dalam waktu nyata
3. Integrasi dalam tiga dimensi (3D),
Gambar 2.2. Augmented Reality
Sumber: (Martono & Kridalukmana., 2014).
Pada Gambar 2.2, dapat dilihat sebuah aplikasi Augmented Reality (AR) di mana
sebuah marker yang ada pada sebuah bidang datar kemudian di-scan melalui kamera
handphone yang kemudian divisualisasikan melalui layar handphone tersebut.
8
Bidang-bidang yang pernah menerapkan teknologi Augmented Reality adalah:
1. Kedokteran (Medical)
Teknologi pencitraan sangat dibutuhkan di dunia kedokteran, seperti misalnya,
untuk simulasi operasi, simulasi pembuatan vaksin virus, dll. Untuk itu, bidang
kedokteran menerapkan Augmented Reality pada visualisasi penelitian mereka.
2. Hiburan (Entertainment)
Dunia hiburan membutuhkan Augmented Reality sebagai penunjang efek-efek
yang akan dihasilkan oleh hiburan tersebut. Sebagai contoh, ketika sesorang
wartawan cuaca memperkirakan ramalan cuaca, dia berdiri di depan layar hijau
atau biru, kemudian dengan teknologi augmented reality, layar hijau atau biru
tersebut berubah menjadi gambar animasi tentang cuaca tersebut, sehingga
seolah-olah wartawan tersebut, masuk ke dalam animasi tersebut.
3. Latihan Militer (Military Training)
Militer telah menerapkan Augmented Reality pada latihan tempur mereka.
Sebagai contoh, militer menggunakan Augmented Reality untuk membuat sebuah
permainan perang, dimana prajurit akan masuk kedalam dunia game tersebut, dan
seolah-olah seperti melakukan perang sesungguhnya.
4. Engineering Design
Seorang
engineering
design
membutuhkan
Augmented
Reality
untuk
menampilkan hasil design mereka secara nyata terhadap klien. Dengan
Augmented Reality klien akan tahu, tentang spesifikasi yang lebih detail tentang
desain mereka.
5. Robotics dan Telerobotics
Dalam bidang robotika, seorang operator robot, mengunnakan pengendari
pencitraan visual dalam mengendalikan robot itu. Jadi, penerapan Augmented
Reality dibutuhkan di dunia robot.
9
6. Consumer Design
Virtual reality telah digunakan dalam mempromsikan produk. Sebagai contoh,
seorang pengembang menggunkan brosur virtual untuk memberikan informasi
yang lengkap secara 3D, sehingga pelanggan dapat mengetahui secara jelas,
produk yang ditawarkan. (Andriyadi, 2011).
Alur kerja aplikasi secara umum dimulai dari pengambilan gambar marker
dengan kamera atau webcam. Marker tersebut dikenali berdasarkan feature yang
dimiliki, kemudian masuk ke dalam object tracker yang disediakan oleh Software
Development Kit (SDK). Di sisi lain, marker tersebut telah didaftarkan dan disimpan
ke dalam database. Object tracker selanjutnya akan melacak dan mencocokkan
marker tersebut agar dapat menampilkan informasi yang sesuai. Hasil keluaran
pelacakan marker segera ditampilkan ke dalam layar komputer dan layar smartphone.
Informasi yang ditampilkan melekat pada marker bersangkutan secara real time.
Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.3. (Yudiantika, dkk, 2013).
Gambar 2.3.
Alur kerja aplikasi Augmented Reality (AR)
Sumber: (Yudliantika, dkk, 2013).
2.2 Objek Video Augmented Reality
Dalam penerapan teknologi Augmented Reality (AR) ada beberapa objek utama yag
dapat divisualisasikan melalui marker , yaitu objek text, gambar, maupun video.
Masing-masing objek tersebut merupakan objek dengan tampilannya masing-masing
10
yang sudah tenu berbeda, namun tata cara penerapannya di dalam Augmented Reality
(AR) relatif sama, yang membedakannya hanyalah format dari masing-masing konten
objek tersebut. Misalnya, .jpeg untuk objek gambar 2D dan .mp4 untuk konten video.
Penerapan konten video di dalam Augmented Reality (AR) sangat dipengaruhi
oleh spesifikasi dari smartphone. Semakin tinggi spesifikasi dari smartphone yang
digunakan maka semakin banyak fitur dalam Augmented Reality (AR) yang dapat
digunakan. Perangkat yang tidak mendukung pemutaran video pada permukaan
marker hanya dapat memutar video pada mode fullscreen (tidak tampak melekat di
atas marker .
Video-video yang terdaftar ke dalam aplikasi akan tersimpan ke dalam RAM
perangkat smartphone sehingga semakin banyak video yang dimuat maka akan
semakin menurunkan performa perangkat smartphone saat menjalankan aplikasi.
Ditinjau dari sisi pengembangan aplikasi, banyaknya muatan video ke dalam aplikasi
juga akan membuat ukuran aplikasi menjadi sangat besar, serta tidak mendukung
banyak format video. Format video yang dapat digunakan adalah .mp4 dan .m4v.
Sedangkan format lain seperti .vlc, .avi, dan .mkv belum mendukung secara penuh..
(Yudliantika, dkk, 2013). Contoh penggunaan konten video Augmented Reality dapat
dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Penerapan Konten Video Dalam Augmented Reality.
Sumber: (Yudliantika, dkk, 2013).
11
2.3 Marker
Marker adalah salah satu komponen penting dalam pengelolaan aplikasi Augmented
Reality (AR). Marker akan digunakan sebagai media yang menjadi sumber informasi
yang akan diterima oleh mobile devices atau smartphone. Marker akan dikenali oleh
kamera webcam atau pun kamera smartphone sebagai bentuk simbol obyek nyata
yang akan menjadi prantara antara devices dengan model 3D dari setiap obyek
Augmented Reality (AR). (Martono & Kridalukamana, 2014).
Berikut ini merupakan beberapa jenis marker yang digunakan dalam aplikasi
Augmented Reality (AR).
1. Quick Response (QR).
Kode dua dimensi yang terdiri dari banyak kotakyang diatur dalam pola persegi.
Biasanya QR ini berwarna hitam dan putih, kode QR diciptakan di Jepang pada
awal 1990-an dan digunakan untuk melacak berbagai bagian dalam manufaktur
kendaraan. Dan saat ini QR digunakan sebagai link cepat ke suatu website, dial
cepat untuk nomor telepon, atau bahkan dengan cepat mengirim pesan SMS.
Bentuk dari marker Quick Response (QR) Code dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Quick Response (QR) Code.
2. Fiducial Marker
Fiducial Marker merupakan bentuk marker yang paling sering digunakan dalam
teknolohi Augmented Reality (AR), karena marker ini digunakan untuk melacak
benda-benda di virtual reality tersebut. kotak hitam dan putih digunakan sebagai
titik referensi atau untuk memberikan skala dan orientasi ke aplikasi. Bila penanda
12
tersebut terdeteksi dan dikenali maka augmented reality akan keluar dari marker
ini. Bentuk dari Fiducial Marker dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Fiducial Marker.
3. Markerless Marker
Markerless Marker berfungi sama seperti fiducial marker namun bentuk
Markerless Marker tidak harus kotak hitam putih, Markerless Marker ini bisa
berbentuk gambar yang mempunyai banyak warna seperti yang terlihat pada
gambar 2.7. (Nugroho, 2013).
Gambar 2.7. Markerles Marker.
2.4 Unity 3D
Unity 3D adalah perangkat lunak game engine untuk membangun permainan 3
Dimensi (3D). Game engine merupakan komponen yang ada di balik layar setiap
video game.
Adapun fitur-fitur yang dimiliki oleh unity 3D antara lain sebagai berikut:
13
1. Integrated development environment (IDE) atau lingkungan pengembangan
terpadu.
2. Penyebaran hasil aplikasi pada banyak platform
3. Engine grafis menggunakan Direct3D (windows), OpenGL (Mac, Windows),
OpenGL ES (iOS), dan Proprietary API (Wii)
4. Game scripting melalui Mono. Scripting yang dibangun pada Mono, implementasi
open source dari NETFramework. Selain itu pemrograman dapat menggunakan
UnityScript (bahasa custom dengan sintaks JavaScript-inspired), bahasa C# atau
BOO (yang memiliki sintaks Python-inspired).
Mesh merupakan bentuk dasar dari objek 3D. Pembuatan mesh tidak dilakukan
pada Unity. Sementara Game Object adalah kontainer untuk semua komponen lainya.
Semua objek dalam permainan disebut game objects.
Material digunakan dan dihubungkan dengan mesh atau renderer partikel yang
melekat pada game objek. Material berhubungan dengan penyaji mesh atau partikel
yang melekat pada gameobjek tersebut. Mereka memainkan bagian penting dalam
mendefinisikan bagaimana objek ditampilkan . Mesh atau partikel tidak dapat
ditampilkan tanpa material karena material meliputi referensi untuk Shader yang
digunakan untuk membuat mesh partikel. Material digunakan untuk menempatkan
tekstur ke Game Objects.
Unity
mendukung
pengembangan
aplikasi
android.
Sebelum
dapat
menjalankan aplikasi yang dibuat dengan unity android, diperlukan adanya pengaturan
lingkungan pengembang android pada perangkat. Untuk itu, pengembang perlu mendownload dan menginstal SDK Android dan menambahkan perangkat fisik ke sistem.
Unity memungkinkan pemanggilan fungsi custom yang ditulis dalam C / C + + secara
langsung dan Java secara tidak langsung dari script C #.
QCAR SDK membutuhkan renderer untuk menampilkan objek virtual kedalam
lingkungan nyata. Proses pelacakan posisi dan orientasi hingga mengenali target
sebagai tempat memunculkan objek dilakukan dengan sistem QCAR. Sedangkan
Unity 3D berperan dalam menciptakan objek maya 3D dan proses rendering grafis
14
sama seperti yang dilakukan pada lingkungan antarmuka Unity 3D. Dapat dilihat pada
gambar 2.8
Gambar 2.8. Diagram rendering Unity 3D.
Pada gambar 2.8 terlihat hasil akhir objek yang akan dimunculkan setelah
pelacakan. Setiap objek yang akan dimunculkan memiliki bentuk dan tekstur masingmasing. Objek juga tidak selalu bersifat statis. Seringkali objek yang diinginkan
adalah objek bergerak. Unity bertugas memproses ini sehingga objek-objek tersebut
dapat muncul dengan baik pada perangkat android. (Yoze, 2012).
2.5 QCAR Vuforia SDK
Qualcomm Augmented Reality (QCAR) adalah sebuah SDK (Software Development
Kit) augmented reality yang dikeluarkan oleh qualcomm (sekarang lebih dikenal
vuforia SDK). QCAR menyediakan teknologi visi komputer yang dengan sangat erat
menyelaraskan grafis dari sebuah permukaan yang dicetak dengan objek 3D
sederhana.
Dengan memberikan generasi baru yaitu interaktif 3D, Qualcomm Augmented
Reality memberikan beberapa keuntungan, seperti:
1. Teknologi komputer vision untuk menyelaraskan gambar yang tercetak dan object
3D.
2. Mendukung beberapa alat development seperti Eclipse, (AndroidTM), Xcode.
(Solin, 2014).
SDK ini menggunakan teknologi computer vision untuk mengenali dan
melacak gambar target dan objek 3D yang sederhana secara real time. Dengan
kemampuan ini,memungkinkan para developer untuk membuat posisi dan orientasi
15
objek virtual seperti model 3D dan media-media lainnya yang berkaitan dengan dunia
nyata
dapat
dilihat
melalui
kamera
dari
perangkat
mobile. Objek virtual tersebut selanjutnya melacak posisi orientasi dari gambar secara
real
time
sehingga
perspektif
dari pengguna pada objek tersebut sesuai dengan perspektif mereka pada target
gambar, sehingga terlihat bahwa objek virtual tersebut adalah bagian dari dunia nyata.
(Azhar, 2014).
Sebuah aplikasi AR berbasis QCAR SDK dari komponen inti berikut:
1. Kamera. Memastikan bahwa setiap frame ditangkap dan diteruskan secara efisien
untuk dilacak.
2. Images Converter. Format piksel tunggal converter mengkonversi antara format
kamera (misalnya YUV12) ke format yang sesuai untuk rendering OpenGL ES
(misalnya RGB565) dan untuk pelacakan.
3. Pelacak. Pelacak berisi algoritma visi komputer yang mendeteksi dan melacak
objek dunia nyata dalam bingkai kamera video.
4. Video Background Render. Merender gambar kamera yang tersimpan dalam state
objek.
5. Kode Aplikasi. Pengembang aplikasi harus menginisialisasi semua komponen di
atas dan melakukan tiga langkah kunci dalam kode aplikasi:
a. Menanyakan pada state objek tentang target yang baru terdeteksi atau state
terbaru dari elemen ini.
b. Memperbarui logika aplikasi degan input data baru.
c. Merender tampilan grafis yang tertambah.
6. Target Resource. Dibuat berdasarkan sistem manajemen target online.
SDK QCAR akan melacak trackable yang merupakan kelas dasar yang
mewakili semua objek yang berada di dunia nyata. Ketika terlacak, trackable
memiliki nama, ID, status dan informasi. Ada beberapa jenis trackable dalam
markerless Augmented Reality yang dimungkinkan oleh QCAR, yaitu Images Target
dan Multi Target. SDK QCAR menggunakan sistem koordinat tangan kanan. Setiap
target gambar mendefinisikan sistem koordinat lokal dengan (0,0,0) di pusat target. +
X kearah kanan, + Y mengarah naik, + keluar dari trackable yang dapat dilacak.
16
QCAR memungkinkan objek yang berupa citra maya 3D ataupun 2D muncul
pada layar peranti Android dan langsung ditampilkan diatas frame-frame video yang
ditangkap kamera. Bebeda dengan metode marker yang menjadikan sebuah kotak
hitam pada marker sebagai penghitung posisi relatif kamera, pada markerless
Augmented Reality hal ini terjadi langsung diatas gambar ataupun permukaan yang
menjadi trackable.
Untuk mendeteksi target yang ada pada setiap frame dalam video itu
dibutuhkan sebuah library. QCAR menyediakan library libQCAR.so. Library
libQCAR.so inilah yang menjadi sistem aplikasi sehingga pelacakan target bisa
dilakukan dengan mudah. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.9. (Yoze,
2012).
Gambar 2.9. Block Diagram Pelacakan QCAR.
2.6 Blender 3D Maker
Blender adalah salah satu software open source yang digunakan untuk membuat
konten multimedia khusunya 3 Dimensi , ada beberapa kelebihan yang dimiliki
Blender dibandingkan software sejenis. Berikut beberapa kelebihannya:
17
1. Open Source,
Blender merupakan salah satu softwareopen source, dimana kita bisa bebas
memodifikasi source code untuk keperluan pribadi maupun komersial, asal tidak
melanggar GNU General Public License yang digunakan Blender .
2. Multi Platform,
Karena sifatnya yang open source, Blender tersedia untuk berbagai macam
operasi sistem sepertiLinux, Mac dan Windows Update, Dengan status yang
Open Source, Blender bisa dikembangkan oleh siapapun. Sehingga update
software ini jauh lebih cepat dibandingkan software sejenis lainnya.
3. Free,
Blender merupakan sebuah software yang GratisBlender gratis bukan karena
tidak laku, melainkan karena luar biasanya fitur yang mungkin tak dapat dibeli
dengan uang, selain itu dengan digratiskannya software ini, siapapun bisa
berpartisipasi dalam mengembangkannya untuk menjadi lebih baik.
4. Lengkap,
Blender memiliki fitur yang lebih lengkap dari software 3D lainnya. Blender
tersedia fitur Video editing, Game Engine, Node Compositing, Sculpting. Dan
bukan lagi plugin, tapi sudah include atau di-bundling.
5. Ringan,
Blender relatif ringan jika dibandingkan software sejenis. Hal ini terbuti dengan
sistem minimal untuk menjalankan Blender . Hanya dengan RAM 512 dan
prosesor Pentium 4 dan VGA on board, Blender sudah dapat berjalan dengan
baik.
6. Komunitas Terbuka,
Tidak perlu membayar untuk bergabung dengan komunitas Blender yang sudah
tersebar di dunia. Dari yang baru sampai yang sudah ahli terbuka untuk menerima
masukan dari siapapun, selain itu mereka juga saling berbagi tutorial dan file
secara terbuka. Salah satucontoh nyatanya adalah OPEN MOVIE garapan Blender
Institute. (Adam, dkk, 2012).
18
2.7 Android
Menurut situs resmi Android (www.android.com). Android adalah sistem operasi
untuk telepon seluler yang berbasis Linux. Android menyediakan platform terbuka
bagi para pengembang buat menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan
oleh bermacam peranti bergerak. Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc.,
pendatang baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk
mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34
perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC,
Intel, Motorola, Qualcomm, TMobile, dan Nvidia. (Yoze, 2012).
Adapun versi-versi Android yang pernah dirilis adalah sebagai berikut:
1.
Android versi 1.1
2.
Android versi 1.5 (Cupcake)
3.
Android versi 1.6 (Donut)
4.
Android versi 2.0/2.1 (Eclair)
5.
Android versi 2.2 (Froyo)
6.
Android versi 2.3 (Gingerbread)
7.
Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb)
8.
Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)
9.
Android versi 4.1/4.2/4.3 (Jellybean)
10. Android versi 4.4 (Kitkat), dan
11. Android versi 5.0 (Lollypop). (Android, 2014).
2.8 Film
Film bukanlah merupakan hasil kerja satu orang melainkan pekerjaan kolektif yang
terdiri dari Penulis Skenario, Juru Kamera, Juru Penata Suara, Bintang Film, Sutradara
dan Produser Film. Namun jika dilihat dari asal mulanya, film adalah suatu pita yang
terbuat dari mika yang tipis (celluloid). Salah satu permukaan celluloid ini dibubuhi
dengan obat film dan apabila diberi cahaya akhirnya akan mengeluarkan gambar yang
ditangkap oleh lensa. Gambar yang ditangkap oleh lensa biasanya diproyeksikan pada
bidang datar atau layar yang bewarna putih.
19
Jika dipandang dari suatu segi, pembuatan film hampir sama dengan
Photographis. Film juga diartikan sebagai rangkaian pemotretan yang berturut-turut
yang kemudian diproyektir kembali dengan satu kecepatan sekurang-kurangnya 16
gambar/detik, sehingga nampak lah suatu gambar yang bergerak. (Triananta, 2001).
2.9 Penelitian yang Relevan
Untuk melengkapi pengetahuan tentang Augmented Reality menggunakan Vuforia
SDK dan Unity 3D. Berikut ini adalah tabel 1 yang berisi tentang hasil penelitian
sebelumnya yang telah membahas:
Tabel 1. Hasil Penelitian Augmented Reality berbasis Android
menggunakan Unity3D dan Vuforia SDK
No
1
2
Penulis
Judul
Azhar, (2014) Pemanfaatan Augmented
Reality Untuk Game
“Ranger Target” Fps
Berbasis Android
Menggunakan Unity 3d
Dan Vuforia Sdk
Muhammad
Rifa’I, dkk,
(2014)
Penerapan Teknologi
Augmented Reality Pada
Aplikasi Katalog Rumah
Berbasis Android
Hasil Penelitian
Pada penelitian ini disimpulkan
bahwa kamera dapat kalibrasidengan
target pada jarak sampai 1,25
meterdengan waktu 1,25 detik dan
deteksi yangcukup jauh sampai 8
meter pada pengujian marker
berukuran A4.
Dari hasil penelitian yang dilakukan
pada library Vuforia SDK yang
digunakan untuk membangun aplikasi
Augmented Reality didapatkan bahwa
library tersebut mampu membangun
suatu aplikasi untuk menampilkan
objek3D pada marker yang dikenali
yang tertangkap pada kamera.
Aplikasi yang menggunakan Unity3D
dan Vuforia SDK tersebut
membutuhkan spesifikasi smartphone
yang sangat tinggi dari segi ukuran
prosesor dan RAM yang dapat dilihat
pada pengujian sebelumnya yaitu:
- Device 1 (Smartfren Andromax U)
membutuhkan waktu 28 detik untuk
loading .
20
Tabel 1. Lanjutan
No
Penulis
Judul
Hasil Penelitian
kamera menu explore rumah 3D dan
19 detik untuk loading kamera menu
explore denah ruang.
- Device 2 (Sony Xperia SP)
membutuhkan waktu 10 detik untuk
loading kamera menu explore rumah
3D dan 8 detik untuk loading kamera
menu explore denah ruang.
- Device 3 (Samsung Galaxy Tab
P7300) membutuhkan waktu 16 detik
untuk loading kamera menu explore
rumah 3D dan 12 detik untuk loading
kamera menu explore denah ruang.