BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Rumah Adat Rumah adat adalah bangunan rumah yang memiliki ciri khas bangunan suatu daerah di Indonesia yang melambangkan kebudayaan dan masyarakat setempat. Indonesia dikenal sebagai negara yang memiliki keragaman dan kekayaan budaya, banyak ragam bahasa dan suku dari Sabang sampai Merauke sehingga Indonesia memiliki banyak koleksi arsitektur rumah adat. (Pramono, 2013) Sampai saat ini masih banyak suku atau daerah di Indonesia yang tetap mempertahankan rumah adat sebagai usaha untuk memelihara nilai-nilai budaya yang mulai tergeser oleh budaya modernisasi. Rumah adat tertentu biasanya dijadikan sebagai auala (tempat pertemuan), musium atau dibiarkan begitu saja sebagai objek wisata. (Pramono, 2013) Dalam arsitektur tradisional, tercermin kepribadian masyarakat tradisional, artinya bahwa arsitektur tradisonal tersebut tergabung dalam wujud ideal, sosial, material, dan kebudayaan. Di Sumatera Utara terdapat beberapa bentuk arsitektur tradisonal yaitu : Batak Toba, Karo, Pakpak, Simalungun, Mandailing, Melayu, Nias Utara dan Nias Selatan. Masing-masing memiliki perbedaan, ini disebabkan pengaruh lingkungan kebudayaan dan pola kehidupan masyarakat tiap daerah. Sesuai dengan pelestarian adat istiadat dan kebudayaan suatu daerah, maka bersamaan dengan kegiatan tersebut, pelestarian dan perawatan juga dilakukan pada bangunan-bangunan tradisionalnya terutama pada rumah adatnya. (Wahid & Alamsyah, 2013)
7 2.2. Augmented Reality Augmented Reality (AR) merupakan variasi dari Virtual Environment (VE) atau Virtual Reality (VR). Teknologi VE secara menyeluruh membenamkan user dalam lingkungan sintetik. Saat terbenam itu, seorang user tidak dapat membedakan benda nyata disekitarnya. Sebaliknya, AR memungkinkan user untuk melihat dunia nyata, dengan objek virtual yang dilapiskan diatasnya atau digabung dengan dunia nyata. Maka AR menambah realitas, bukan menggantinya. Idealnya, user akan merasakan benda virtual dan nyata tampil berdampingan di ruang yang sama. (Azuma, 1997) AR pada dasarnya merupakan variasi lain dari realitas virtual. Teknologi realitas virtual membenamkan user secara penuh dengan lingkungan sintetis, pada saat masuk kedalam dunia buatan itu, user tidak dapat mengenali lingkungan nyata disekitarnya. Namun AR tidak memisahkan yang nyata dengan virtual, namun menggabungkan keduanya pada ruang yang sama. Selain menambahkan benda virtual dalam lingkungan nyata, AR juga berpotensi menghilangkan benda-benda yang sudah ada. Menambah sebuah lapisan gambar maya dimungkinkan untuk menghilangkan atau menyembunyikan lingkungan nyata dari penglihatan user. Misalnya, untuk menyembunyikan sebuah kursi dalam lingkungan nyata, perlu digambarkan lapisan representasi tembok dan lantai kosong yang diletakkan diatas gambar kursi nyata, sehingga menutupi kursi nyata dari pandangan user. (Milgram et al, 1994) Gambar 2.1. Milgram s Reality - Virtuality Continuum (Milgram et al, 1994) Pada Gambar 2.1, Milgram et al menjelaskan ada bagian celah yang menjadi pemisah antara lingkungan nyata dan lingkungan virtual. Diantara kedua lingkungan itu terdapat dua bagian yang menjadi jembatan yang memiliki bentuk yang berbeda. Dua bagian itu adalah Augmented Reality dan Augmented Virtuality. Posisi kedua bagian tersebut berbeda untuk Augmented Reality yang lebih dekat kepada lingkungan nyata, sedangkan Augmented Virtuality yang lebih dekat kepada lingkungan virtual. Bagian kiri adalah lingkungan nyata yang terdapat benda benda nyata, sedangkan pada bagian kanan adalah lingkungan virtual yang terdapat benda benda tidak nyata seperti lingkungan yang terdapat pada film animasi 3D maupun 2D. Pada
8 bagian Augmented Reality, lingkungan bersifat nyata dan benda bersifat virtual, sedangkan pada bagian Augmented Virtuality benda bersifat nyata dan lingkungan bersifat virtual. Pengelompokan Augmented Reality dan Augmented Virtuality sering disebut sebagai Mixed Reality karena Augmented Reality dan Augmented Virtuality merupakan gabungan dari lingkungan nyata dan lingkungan virtual. (Milgram et al, 1994) 2.2.1. Komponen Augmented Reality Terdapat beberapa komponen augmented reality untuk mendukung kinerja pengolahan citra digital. Komponen-komponen tersebut sebagai berikut (Silva et al, 2003) : 1. Scene Generator Scene generator merupakan perangkat lunak untuk melakukan proses rendering. Rendering adalah proses membangun gambar atau objek tertentu dalam aplikasi AR. 2. Tracking System Tracking system merupakan komponen yang terpenting dalam AR. Pada proses mendeteksi objek virtual dengan objek nyata akan dideteksi dengan pola tertentu. 3. Display Dalam pengembangan sistem AR terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan yaitu faktor fleksibilitas, titik pandang, area pendeteksian, dan resolusi. Pada faktor area pendeteksian, faktor cahaya sangat mempengaruhi dalam proses display. 4. AR Devices Saat ini AR dapat digunakan pada device smartphone maupun PC. Teknologi AR telah tersedia pada berbagai platform, yaitu Android, Iphone, Windows Phone, Windows, Linux, dan lainnya. 2.2.2. Sistem Display Augmented Reality Sistem tampilan AR merupakan sistem pembentukan objek virtual pada jalur optik diantara mata pengamat dan objek nyata dengan menggunakan seperangkat alat optik, elektronik dan komponen mekanik. (Bimber & Raskar, 2005)
9 Gambar 2.2. Pembentukan objek Virtual pada sistem display AR (Bimber & Raskar, 2005) Gambar 2.2 menggambarkan berbagai kemungkinan dari mana gambar dapat dibentuk untuk mendukung aplikasi augmented reality, dimana display terletak sehubungan dengan pengamat dan objek nyata, dan jenis gambar yang dihasilkan. (Bimber & Raskar, 2005) Pembentukan objek virtual dibagi menjadi 3 kategori, yaitu (Bimber & Raskar, 2005) : 1. Head-Attached Display Head-Attached Display merupakan sistem display AR dimana user mengenakan perangkat keras AR di kepala. 2. Hand-Held Display Hand-Held Display merupakan sistem display AR dimana objek virtual terbentuk dalam jangkauan tangan user. 3. Spatial Display Spatial Display merupakan sistem display AR yang memproyeksikan objek virtual ke lingkungan nyata menggunakan proyektor digital atau tergabung dengan lingkungan nyata menggunakan panel tampilan. 2.3. Marker Augmented Reality membutuhkan suatu marker untuk dikenali agar dapat menentukan bagaimana dan dimana objek tambahan itu akan ditampilkan. Mengacu pada hal ini, Augmented Reality dibagi kedalam 2 jenis yaitu Marker-based tracking dan Markerless tracking. (Johnson et al, 2010)
10 2.3.1. Marker-based tracking Augmented Reality jenis ini menggunakan kamera dan penanda visual atau yang biasa disebut marker untuk menampilkan konten tambahan. Marker adalah sebuah tanda visual berbentuk persegi yang terdiri dari warna hitam dan putih dimana warna hitam merupakan garis pinggir dan tebal dan warna putih berada di bagian dalam. Keuntungan dari penggunaan warna hitam dan putih yaitu untuk dengan mudah memisahan antara marker dan latar belakangnya. Bagian dalam dari marker merupakan penanda dari marker tersebut. Marker yang seperti ini bisa disebut sebagai fiducial marker. Contoh dari marker dapat dilihat pada Gambar 2.3, dapat terlihat marker memiliki warna hitam putih dan memiliki gambar kupu-kupu didalam kotak warna putih dibagian dalam. Gambar 2.3. Fiducial Marker (Siltanen, 2012) 2.3.2. Marker-less tracking Marker-less tracking merupakan sebuah metode Augmented Reality dimana proses tracking tidak lagi hanya menggunakan marker sebagai target deteksi. Dengan adanya metode ini, proses Augmented Reality tidak lagi terbatas pada marker saja, namun gambar visual, objek 3D, GPS atau wajah yang dapat dijadikan sebagai target deteksi. Perbedaan antara marker-based dengan marker-less adalah pada proses tracking posisi kamera dan orientasi kamera dihitung dengan marker yang telah ditetapkan. Sedangkan pada marker-less menghitung posisi dan orientasi kamera dan dunia nyata tanpa ada ketentuan tertentu, hanya menggunakan fitur alami seperti edge, corner, garis ataupun model 3D. Adapun metode marker-less yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode image tracking dimana gambar visual dijadikan sebagai target untuk aplikasi Augmented Reality yang dibangun. Contoh aplikasi Augmented Reality image tracking dapat dilihat pada Gambar 2.4. Dapat terlihat setelah objek teko muncul diatas marker bergambar setelah di-tracking oleh sistem.
11 Gambar 2.4. Markerless Image Tracking (Cushnan & El Habbak, 2013) 2.4. Vuforia Qualcomm AR SDK Vuforia (QCAR SDK) memanggil perangkat kamera secara live streaming. Kemudian akan menganalisa video dengan deteksi marker dan memberikan informasi spasial 3D dari marker yang terdeteksi melalui API. Programmer dapat menggunakan informasi tersebut untuk memanggil objek 3D virtual yang tepat untuk dimunculkan di kamera. Hasilnya, benda virtual akan dicampur ke dalam lingkungan nyata secara real-time. (Lyu, 2012) Vuforia menawarkan menggunakan komponen yang melakukan peran augmented reality saat berinteraksi bersama-sama secara lebih mudah. Misalnya, SDK menawarkan komponen ARCamera. Komponen ARCamera otomatis akan memanggil kamera dari perangkat dan menampilkannya untuk digunakan. Hal ini juga akan mendeteksi objek trackable. ARCamera akan menanggapi user tanpa bantuan langsung dari pengembang. Ini menyederhanakan proses menciptakan pengalaman augmented reality. (Cushnan & El Habbak, 2013) Beberapa kemampuan Vuforia yaitu (Ibanez & Figueras, 2013) : 1. Image Target Image Target adalah gambar yang dapat dideteksi dan dilacak Vuforia SDK. Gambar ini daerah warnanya tidak perlu hitam dan putih atau kode untuk diketahui. Vuforia SDK menggunakan satu set algoritma untuk mendeteksi dan melacak fitur yang dihadirkan menjadi gambar yang diketahui dengan membandingkan fitur ini terhadap objek pada database. Setelah terdeteksi, Vuforia akan melacak gambar selama dalam pandangan kamera. Image Target ini yang akan menjadi marker.
12 2. Virtual Button Virtual Button adalah daerah persegi panjang yang telah didefinisikan oleh pengembang pada Image Target yang bila disentuh atau ditutup dalam tampilan kamera, akan memicu suatu event. Virtual Button dapat digunakan untuk melaksanakan event seperti tombol (button) atau untuk mendeteksi jika suatu daerah tertentu ditutupi oleh suatu objek. Virtual Button hanya bisa aktif jika area tombol pada di tampilan kamera. Pada Gambar 2.5 terlihat user sedang menekan marker yang memiliki Virtual Button untuk memicu suatu event. Gambar 2.5. Contoh Virtual Button (Cushnan & El Habbak, 2013) Platform Qualcomm AR tersebut terdiri dari 2 komponen diantaranya adalah (Lyu, 2012) : 1. Target Management System Mengizinkan pengembang melakukan upload gambar yang sudah diregistrasi oleh marker dan kemudian melakukan download target gambar yang akan dimunculkan. 2. QCAR SDK Vuforia Mengizinkan pengembang untuk melakukan koneksi antara aplikasi yang sudah dibuat dengan library static i.e libqcar.a pada ios atau libqcar.so pada android. Gambar 2.6 memberikan gambaran umum pembangunan aplikasi dengan Qualcomm AR Platform. Platform ini terdiri dari SDK QCAR dan Target System Management yang dikembangkan pada portal QdevNet. Seorang pengembang meng-upload gambar masukan untuk target yang ingin dilacak dan kemudian men-download sumber daya target, yang dibundel dengan App. SDK QCAR menyediakan sebuah objek yang terbagi - libqcar.so - yang harus dikaitkan dengan app.
13 Gambar 2.6. Library QCAR SDK (Lyu, 2012) Selain itu, QCAR juga menawarkan development dan distribusi yang gratis. Vuforia SDK memerlukan beberapa komponen penting agar dapat bekerja dengan baik. Komponen tersebut antara lain (Lyu, 2012) : a. Kamera Kamera dibutuhkan untuk memastikan bahwa setiap frame ditangkap dan diteruskan secara efisien ke tracker. Para pengembang 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 Mengandung algoritma computer vision yang dapat mendeteksi dan melacak objek dunia nyata yang ada pada video kamera. 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 aplication code seperti : 1. Query state object pada target baru yang terdeteksi atau marker. 2. Update logika aplikasi setiap input baru dimasukkan. 3. Render grafis yang ditambahkan (augmented). f. Target Resources
14 Dibuat menggunakan on-line Target Management System. Assets yang diunduh berisi sebuah konfigurasi xml config.xml yang memungkinkan pengembang untuk mengkonfigurasi beberapa fitur dalam trackable dan binary file yang berisi database trackable. 2.5. User-Defined Target User-Defined Target adalah Image Target yang dipilih sendiri oleh user yang dibuat menggunakan kamera saat aplikasi sedang berjalan. Dapat menggunakan hampir semua kemampuan Image Target standard dengan pengecualian tidak mendukung kemampuan Virtual Button. (Vuforia Documentation, 2016) User dapat merasakan Augmented Reality dimanapun dan kapan pun dengan memilih objek/gambar yang ada disekitarnya sebagai marker, contohnya seperti foto, cover buku, ataupun poster, jadi user tidak perlu membawa target marker yang sudah disiapkan sebelumnya. (Vuforia Documentation, 2016) User-Defined Target dapat digunakan digunakan jika dibawah cahaya dan penerangan yang cukup. Permukaan objek yang akan dijadikan marker harus jelas. Jika digunakan didalam ruangan akan bekerja dengan baik. Pada Gambar 2.7 terlihat penjelasan penggunaan User-Defined Target di suatu contoh aplikasi yang menjelaskan untuk mengambil gambar objek sebagai marker. Adapun beberapa ciri objek/gambar yang baik yang dapat dijadikan User-Defined Target adalah (Vuforia Documentation, 2016) : Gambar mengandung banyak detail, contohnya suasana jalan, sekelompok orang, campuran beberapa jenis benda. Kontras gambar yang baik, contoh seperti gelap dan terang nya. Pola yang tidak berulang, contohnya daerah rerumputan, papan catur. Mudah tersedia, contoh seperti kartu nama dan majalah. Gambar 2.7. User-Defined Target (Cushnan & El Habbak, 2013)
15 2.6. Unity 3D Unity merupakan game engine cross-platform yang dibuat oleh Unity Technologies. Game engine nya dibangun IDE dan kemampuan untuk dibuat ke berbagai platform. Lebih dari satu juta pengembang, sampai saat ini membuat game terkenal menggunakan Unity. Hal ini dirancang untuk kemudahan user dan produktivitas yang tinggi. Dan karena cara belajar yang relatif mudah dan menawarkan versi gratis, mendorong beberapa sekolah untuk mengajarkan Unity sebagai pengantar untuk pengembangan game. (Cushnan & El Habbak, 2013) Kekuatan terbesar Unity adalah kemampuannya untuk dibuat pada sejumlah besar platform dengan mudah. Unity dapat dibuat untuk membuat game pada Windows, OS X, ios, Android, Web Plugin, Flash, Xbox 360, PlayStation 3, dan Wii U. Membuka banyak peluang ketika mengembangkan menggunakan Unity. Unity memungkinkan user untuk memilih dari tiga bahasa untuk menulis bahasa pemrograman. Bahasa yang tersedia adalah JavaScript, C #, atau Boo. Unity menggunakan MonoDevelop untuk debugging. Dalam proyek game yang sama, kombinasi script menggunakan bahasa yang berbeda diperbolehkan, meskipun dianjurkan untuk hanya menggunakan satu bahasa di seluruh proyek untuk menghindari konflik dan menjadi lebih mudah untuk dibaca dan dipahami. (Cushnan & El Habbak, 2013) 2.7. Android Android adalah sistem operasi mobile dan platform yang didasari oleh Linux kernel versi 2.6 dan tersedia secara bebas untuk penggunaan commercial ataupun noncommercial dan bersifat open source. Saat kita ingin membuat game menggunakan android, platform pada android memiliki beberapa kemudahan (James, 2013), yaitu: 1. Android adalah open platform, yang artinya android tidak membatasi apa yang kita bisa akses atau apa yang bisa kita lakukan. 2. Android adalah mobile platform yang paling cepat berkembang, yang artinya lebih banyak orang yang akan mengunduh dan memainkan game kita. 2.8. 3D Studio Max 3Ds Max adalah sebuah perangkat lunak yang digunakan dalam pemodelan 3 dimensi ataupun untuk pembuatan animasi 3 dimensi. 3Dsmax juga banyak digunakan dalam
16 pembuatan desain furnitur, konstruksi, maupun desain interior. 3Ds Max juga sering digunakan dalam pembuatan animasi dan film kartun. (Pranowo, 2010) 3Ds Max dilengkapi bahasa MaxScript yang digunakan untuk membuat game 3 dimensi, mulai dari yang sederhana sampai yang kompleks. Dengan kemampuan tersebut, banyak orang memanfaatkan 3Ds Max untuk membuat desain atau iklan sebagai media publikasi produk ataupun karya sendiri kepada publik. 3Ds Max memungkinkan user untuk membuat tampilan 3 dimensi yang menarik. (Pranowo, 2010) 2.9. Penelitian Terdahulu Penelitian tentang Augmented reality telah banyak diimplementasikan diberbagai bidang. Seperti edukasi, kedokteran, marketing, budaya, dan banyak lagi. Pada umumnya Augmented reality diimplementasikan sebagai media pengenalan atau pembelajaran. Sehingga membuat belajar menjadi lebih menarik dan interaktif. Supanji (2015) yang membuat Augmented Reality untuk meningkatkan ketertarikan siswa kelas IV SD Negeri 3 Somawangi dalam mempelajari dan mengenal rumah adat Jawa menggunakan library Vuforia, namun masih menggunakan marker yang sudah ditentukan sebelumnya (pre-defined marker) yaitu buku pelajaran siswa. Faisal (2014) melakukan penelitian berjudul Pembangunan Aplikasi Magic Book Rumah Adat Tradisional Berbasis Augmented Reality. Penelitian ini membuat 6 model rumah adat yang di Indonesia dan memberikan beberapa informasi mengenai rumah adat tersebut. Menggunakan library NyARToolkit yang masih menggunakan fiducial marker dan multi marker. Aplikasi ini berbasis desktop. Yee et al (2014) melakukan penelitian dengan judul Car Advertisement For Android Application In Augmented Reality. Menggunakan ARToolkit dan berbasis mobile untuk menciptakan sebuah iklan pemasaran mobil Perodua Myvi Car agar lebih menarik. Mempunyai 4 fitur yaitu, translate, rotate, scale, dan mengambil screenshot. Pramono (2013) melakukan penelitian dengan judul Media Pendukung Pembelajaran Rumah Adat Indonesia Menggunakan Augmented Reality. Penelitian ini membuat 15 model rumah adat yang ada di Indonesia dan menggunakan multiple tracking object dan D fusion AR Tools. Namun, tidak memberikan informasi
17 mengenai rumah adat nya. Selain itu pada penelitian ini digunakan marker multi warna dan tidak memakai marker hitam putih. Chen et al (2009), melakukan penelitian dengan judul Applying Augmented Reality To Visualize The History Of Traditional Architecture In Taiwan. Membuat 3D objek dari Yang Ancestral Hall di Jidung, Taiwan dengan 5 bentuk yang berbeda dan dengan menggunakan fiducial marker. Memberikan informasi struktur bangunan untuk memvisulisasikan bangunan tradisional bersejarah yang ada di Taiwan. Perbedaan dalam penelitian ini adalah akan dibuat menggunakan adalah library Vuforia yang mendeteksian marker menggunakan Markerless User-Defined Target. Artinya, pengguna dapat memilih sendiri objek yang akan dijadikannya sebagai marker, contohnya seperti majalah, buku, kertas bergambar, dan lainnya. Saat berhasil menampilkan objek 3D, pengguna dapat memunculkan dan menghilangkan informasi mengenai rumah adat tersebut. Rangkuman dari penelitian terdahulu mengenai perancangan permainan dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu No. Judul Peneliti Tahun 1. Aplikasi Ar-Rumah Adat Sebagai Media Pembelajaran Retno 2015 Mengenal Rumah Adat Di Pulau Jawa Berbasis Augmented Reality Pada Perangkat Mobile Android (Studi Kasus: SD Negeri 3 Somawangi) Wahyu Supanji 2. Pembangunan Aplikasi Magic Book Rumah Adat Tradisional Berbasis Augmented Reality Rifki Maas Faisal 2014 3. Car Advertisement For Android Application In Tan Seok 2014 Augmented Reality Yee et al 4. Media Pendukung Pembelajaran Rumah Adat Indonesia Andy 2013 Menggunakan Augmented Reality. Pramono 5. Applying Augmented Reality To Visualize The History Of Traditional Architecture In Taiwan Chien-Hsu Chen et al 2009