bab 2 landasan teori augmented reality
DESCRIPTION
Semua hal tentang Augmented Reality ada disiniTRANSCRIPT
7
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Umum
2.1.1 Intelegensia Semu
Menurut Gaskin (2008) Pada tahun 1965 inovator artificial
intelligence Herbert Simon mengatakan bahwa "mesin akan mampu
menggantikan pekerjaan manusia dalam waktu 20 tahun". Dua tahun
kemudian peneliti MIT Marvin Minsky telah memprediksikan "dalam satu
generasi... masalah untuk membuat artificial intelligence akan diselesaikan
secara substansial". Budaya yang populer akan beralih ke artificial
intelligence, memberikan kita sebuah bandwagon dan Rosie the Robot dari
sebuah televisi serial dari sebuah film "2001: A Sapace Odyssey" and R2-
D2 dari Star Wars.
Menurut Thompson (2008, p3-5) intelegensia semu merupakan
suatu sistem penalaran. Salah satu aspek dari IS adalah membuat keputusan
berdasarkan informasi atau input dari model yang telah ada. Suatu modul
akan menerima input, menganalisis input tersebut dan menghasilkan
output. Penggunaan IS dalam hal ini dilakukan untuk mengambil keputusan
pada pendeteksian atau pengenalan sebuah pola yang telah ditentukan
sebelumnya.
2.1.1.1 Definisi Intelegensia Semu
Menurut Bourg dan Seemann (2004, p2) intelegensia semu
merupakan suatu perilaku mesin cerdas yang telah dibuat
8
sebelumnya. Ada dua kategori artificial intelligence atau
intelegensia semu yaitu strong dan weak AI. Strong AI apabila ada
keterkaitan dengan emosi dan kemampuan untuk belajar dan
beradaptasi. Weak AI adalah penggunaan teknologi yang lebih
luas untuk memberikan kecerdasan khusus terhadap mesin.
Tabel 2.1 Definisi Artificial Intelligence - Russell dan Norvig (2003, p5)
Thinking Humanly
"The exciting new effort to make
comput-
ers think ... machines with minds, in the
full and literal sense." (Haugeland,
1985)
"[The automation of] activities that we
associate with human thinking, activities
such as decision-making, problem solv-
ing, learning .. ." (Hellman, 1978)
Thinking Rationally
"The study of mental faculties through
the
use of computational models."
(Charniak and McDermott, 1985)
"The study of the computations that
make
it possible to perceive, reason, and act."
(Winston, 1992)
Acting Humanly
"The art of creating machines that per-
form functions that require intelligence
when performed by people." (Kurzweil,
1990)
"The study of how to make computers
do
things at which, at the moment, people
are better." (Rich and Knight, 1991)
Acting Rationally
"Computational Intelligence is the study
of the design of intelligent agents."
(Poole
et at, 1998)
"Al ... is concerned with intelligent be-
havior in artifacts." (Nilsson, 1998
9
2.1.2 Computer Vision
Menurut Matthies et al. (2007) baik di Bumi maupun di Ruang
Angkasa, motivasi utama untuk mengembangkan komputer yang berbasis
Computer Vision, sistem navigasi otonom adalah keterbatasan dalam
latency dan bandwith membuat kemampuan manusia untuk mengontrol
robot jarak jauh sangat terbatas.
Tujuan Computer Vision adalah membuat suatu keputusan dari
suatu obyek nyata yang dilihat oleh komputer. Dalam membuat keputusan
dari obyek nyata yang dilihat oleh komputer, komputer membutuhkan
beberapa deskripsi atau model dari image obyek tersebut. Beberapa ahli
akan mengatakan tujuan computer vision adalah membangun deskripsi dari
image. Pengertian lain dari computer vision adalah ilmu teknologi dari
mesin yang dapat melihat. Secara disiplin ilmiah, computer vision dikaitkan
dengan teori dibalik sistem artifisial yang mengambil informasi dari
gambar maupun video. Data gambar dapat berbentuk macam-macam,
seperti urutan video, pemandangan dari beberapa kamera atau multi-
dimensional dari medical scanner. Jadi dapat disimpulkan pengertian dari
computer vision adalah pengambilan fitur-fitur dari gambar maupun video
menjadi informasi – informasi yang dibutuhkan untuk tujuan pengambilan
keputusan.
2.1.2.1 Pengertian Computer Vision
Computer Vision menurut Bradski dan Kaehler (2008, p1)
adalah transformasi dari data gambar atau video menjadi sebuah
keputusan atau dapat berupa gambar baru.
10
Menurut Saphiro dan Stockman (2001, p1) tujuan dari
Computer Vision adalah membuat keputusan yang berguna
mengenai atau tentang benda fisik yang asli berdasarkan dari
image yang terlihat.
2.1.2.2 Computer Vision dan Augmented Reality
Menurut Saphiro dan Stockman (2001, p530-p532)
Pembuatan sistem Augmented Reality membutuhkan :
1. Model 3D dari objek untuk digabungkan dengan dunia nyata.
2. Korespondensi antara dunia nyata dengan model 3D melalui
kalibrasi.
3. Tracking digunakan menentukan sudut pandangan pengguna
terhadap dunia nyata.
4. Real-Time Display yang digabungkan dengan citra asli dan
juga grafik komputer yang dibuat berdasarkan model.
5. Waktu respon terhadap gerakan dan akurasi antara gambar dan
grafik sangat mempengaruhi keefektifan sistem.
Human Real Environment
Synthetic
EnvironmentComputer System
Affect
Sense
Gambar 2.1 Operasi Kerja Pada Lingkungan AR
11
Beberapa contoh dari aplikasi Augmented Reality :
1. Penggunaan Augmented Reality untuk membantu operasi.
2. Tampilan yang menunjukkan lokasi geografis pada mobil.
Tampilan dapat menampilkan nama dari bangunan dan
jalanan.
3. Teleconferencing dimana pengguna dapat saling melihat
lingkungan model yang sama untuk berdiskusi.
Teknik Computer Vision digunakan untuk mencari kartu
(marker) dan menggunakan teknik pattern recognition untuk
mengenali pattern yang ada, dan mengidentifikasi arti dari setiap
marker.
2.2 Teori Khusus
2.2.1 Augmented Reality
Menurut Perey (2011), Visi kami di masa depan adalah bahwa
setiap materi yang dicetak, dimulai dari poster, paket yang dikirim,
halaman dari koran, majalah atau buku, dapat memberikan nilai bila
dikombinasikan dengan kamera, algoritma dapat mendeteksi isi halaman
dan platform yang mengambil data digital yang berhubungan. Kombinasi
dari sistem AR (Augmented Reality) dengan media cetak akan memberikan
nilai lebih dibandingkan dengan sesuatu yang hanya dicetak saja atau
konten digital saja.
Menurut Suryawinata (2010), Augmented Reality (AR) adalah
kombinasi antara dunia maya (virtual) dan dunia nyata (real) yang dibuat
oleh komputer. Obyek virtual dapat berupa teks, animasi, model 3D atau
12
video yang digabungkan dengan lingkungan sebenarnya sehingga pengguna
merasakan obyek virtual berada dilingkungannya. AR adalah cara baru dan
menyenangkan dimana manusia berinteraksi dengan komputer, karena
dapat membawa obyek virtual ke lingkungan pengguna, memberikan
pengalaman visualisasi yang alami dan menyenangkan. Sistem ini berbeda
dengan Virtual Reality (VR), yang sepenuhnya merupakan virtual
environment.
Dengan bantuan teknologi augmented reality lingkungan nyata
disekitar kita akan dapat berinteraksi dalam bentuk digital (virtual).
Informasi informasi tentang obyek dan lingkungan disekitar kita dapat
ditambahkan kedalam sistem augmented reality yang kemudian informasi
tersebut ditampilkan diatas layer dunia nyata secara real-time seolah-olah
informasi tersebut adalah nyata.
Augmented Reality (AR) merupakan salah satu cabang di bidang
teknologi yang belum terlalu lama, namun memiliki perkembangan yang
sangat cepat. Perkembangan augmented reality pada industri mobile phone
juga mempunyai perkembangan yang paling cepat.
2.2.1.1 Augmented Reality VS Virtual Reality
Augmented Reality dan Virtual Reality merupakan cabang dari
ilmu komputer, yang hampir sama. Perbedaan utama dari augmented
reality dan virtual reality adalah virtual reality tidak menggunakan
camera feed. Semua tampilan yang dihasilkan pada virtual reality adalah
animasi ataupun hasil dari rekaman.Sedangkan pada augmented reality,
13
hasil yang ditampilkan merupakan gabungan dari dunia nyata dan juga
hasil animasi / komputer.
2.2.1.2 Penggunaan Augmented Reality
Banyak sekali aplikasi yang menggunakan augmented reality,
yang dimaksudkan untuk digunakan oleh masyarakat umum, seperti
augmented reality pada game, browser, dan aplikasi navigasi. Beberapa
ini merupakan contoh dari penggunaan augmented reality pada bidang
bidang tertentu.
a. Bidang Militer dan hukum
Pada bidang militer, digunakan untuk melakukan simulasi
b. Kendaraan
Pada kendaraan, biasa digunakan untuk memberikan petunjuk
arah dengan menggunakan layar lebar.
c. Kesehatan
Augmented Reality menyediakan data-data input berguna pada
saat operasi, dan terkadang membantu memberikan instruksi yang
dapat memaksimalkan proses operasi real time.
d. Arsitektur
Menggunakan blue print untuk menampilkan augmented reality
berupa bangunan secara virtual, sehingga mempercepat pekerjaan
di bidang arsitektur, dan dapat memperkirakan kelemahan-
kelemahan yang ada pada bangunan.
14
e. Pariwisata
Sudah mulai banyak augmented reality yang dipakai di beberapa
tempat yang dikenal di dunia, untuk menampilkan informasi
mengenai daerah tersebut. Dengan augmented reality, para
pengunjung juga dapat melihat kembali bangunan-bangunan pada
masa lampau yang pernah berdiri di tempat tersebut.
f. Edukasi
Penggunaan pada bidang edukasi contohnya adalah penggunaan
buku 3D.
2.2.2 OpenCV
Menurut Bradski dan Kaehler (2008, p1) OpenCV adalah open
source Computer Vision Library. Pustaka tersebut dikembangkan
menggunakan bahasa pemrograman C dan C++, yang berjalan pada 3
sistem operasi, yaitu : Linux, Windows, Mac OS X.
OpenCV didesain untuk memberikan efisiensi komputasi dengan
fokus pada real time application. OpenCV dikembangkan dengan
optimisasi bahasa C yang memberikan kelebihan pada multicore
processors. Satu tujuan dari OpenCV adalah menghasilkan infrastruktur
dari Computer Vision yang mudah digunakan dan dapat membantu
membuat aplikasi yang mutakhir secara cepat. Pustaka OpenCV memiliki
lebih dari 500 fungsi yang dapat digunakan dalam membantu Computer
Vision.
15
2.2.3 Android
Menurut Reed (2010) Ledakan Android telah terjadi selama tahun
lalu, sekitar dua tahun setelah Android memulai debutnya di musim gugur
2007. Sejak Januari saja, Android telah berkembang dua kali lipat dari total
pangsa pasar di sistem operasi mobile, dan perangkat berbasis Android
menyumbang 44% dari smartphone yang dibeli pada kuartal ketiga 2010,
menurut perusahaan riset ChangeWave. Perusahaan riset Gartner
memproyeksikan bahwa pada akhir tahun penjualan perangkat Android
akan melebihi yang didasarkan pada OS BlackBerry dan iPhone OS, yang
berarti bahwa Android akan menantang Symbian sebagai sistem operasi
yang paling banyak digunakan oleh ponsel di dunia.
Menurut Lee (2011,p2) Android adalah mobile operating system
yang memodifikasi sistem operasi Linux yang dibuat oleh Google dan
Open Handset Alliance(OHA). Sistem operasi ini pertama kali
diperkenalkan dengan nama yang sama yaitu Android,inc. Pada tahun
2005, Google berencana untuk memasuki dunia mobile, Google membeli
Android dan mengambil alih pengembangannya. Google menginginkan
agar android bersifat bebas dan gratis.
Sebagai Open Source dan bebas dalam memodifikasi, di dalam
android tidak ada ketentuan yang tetap dalam konfigurasi Software dan
Hardware. Fitur- fitur yang didapat dalam Android antara lain :
• Storage - Menggunakan SQLite, database yang ringan, untuk sebuah
penyimpanan data.
16
• Connectivity - Mendukung GSM/EDGE, IDEN, CDMA, EV-DO, UMTS,
Bluetooth (termasuk A2DP dan AVRCP), WiFi, LTE, dan WiMax.
• Messaging –Mendukung SMS dan MMS
• Web Browser – Berbasiskan open-source WebKit, bersama mesin
Chrome’s V8 JavaScript
• Media support – Termasuk mendukung untuk beberapa media berikut :
H.263, H.264 (dalam bentuk 3GP or MP4), MPEG-4 SP, AMR, AMR-
WB (dalam bentuk 3GP), AAC, HE-AAC (dalam bentuk MP4 atau 3GP),
MP3, MIDI, Ogg Vorbis, WAV, JPEG, GIF, dan BMP.
• Hardware support – Sensor akselerasi, Kamera, Kompas Digital, Sensor
Kedekatan, GPS.
• Multi-touch –Mendukung multi-touch screens
• Multi-tasking – Mendukung aplikasi multi-tasking
• Flash-support – Android 2.3 mendukung Flash 10.1
• Tethering – Mendukung pembagian dari koneksi Internet sebagai
wired/wireless hotspot
2.2.3.1 Versi Android
Sejak pertama kali muncul sampai sekarang, Android telah
memiliki sejumlah pembaharuan. Pembaharuan ini dilakukan
untuk memperbaiki bug dan menambah fitur-fitur yang baru.
Versi-versi yang ada pada android yaitu :
17
1. Android versi 1.1
Pada tanggal 9 Maret 2009, Google merilis Android versi 1.1.
Android ini dilengkapi dengan pembaruan estetis pada
aplikasi, jam alarm, voice search, pengiriman pesan dengan
Gmail, dan pemberitahuan email
2. Android versi 1.5 (Cupcake)
Pada pertengahan Mei 2009, Google kembali merilis telepon
seluler dengan menggunakan Android dan SDK (Software
Development Kit). Terdapat beberapa pembaruan termasuk
juga penambahan beberapa fitur dalam seluler versi ini, yaitu
kemampuan merekam dan menonton video dengan kamera,
mengunggah video ke youtube dan gambar ke Picasa langsung
dari telepon, dukungan Bluetooth A2DP, kemampuan
terhubung secara otomatis ke headset Bluetooth, animasi
layar, dan keyboard pada layar yang dapat disesuaikan sistem.
3. Android versi 1.6 (Donut)
Donut (versi 1.6) dirilis pada September 2009 dengan
menampilkan proses pencarian yang lebih baik dibanding
sebelumnya, penggunaan baterai indikator dan kontrol applet
VPN. Fitur lainnya adalah galeri yang memungkinkan
pengguna untuk memilih foto yang akan dihapus; kamera,
camcorder dan galeri yang dintegrasikan; CDMA / EVDO,
802.1x, VPN, Gestures, dan Text-to-speech engine;
kemampuan dial kontak; teknologi text to change speech
18
(tidak tersedia pada semua ponsel; pengadaan resolusi
VWGA.
4. Android versi 2.0/2.1 (Eclair)
Pada 3 Desember 2009 kembali diluncurkan ponsel Android
dengan versi 2.0/2.1 (Eclair), perubahan yang dilakukan
adalah pengoptimalan hardware, peningkatan Google Maps
3.1.2, perubahan UI dengan browser baru dan dukungan
HTML5, daftar kontak yang baru, dukungan flash untuk
kamera 3,2 MP, digital Zoom, dan Bluetooth 2.1.
5. Android versi 2.2 (Froyo: Frozen Yoghurt)
Pada 20 Mei 2010, Android versi 2.2 (Froyo) diluncurkan.
Perubahan-perubahan umumnya terhadap versi-versi
sebelumnya antara lain dukungan Adobe Flash 10.1,
kecepatan kinerja dan aplikasi 2 sampai 5 kali lebih cepat,
intergrasi V8 JavaScript engine yang dipakai Google Chrome
yang mempercepat kemampuan rendering pada browser,
pemasangan aplikasi dalam SD Card, kemampuan WiFi
Hotspot portabel, dan kemampuan pembaruan secara otomatis
dalam aplikasi Android Market.
6. Android versi 2.3 (Gingerbread)
Pada 6 Desember 2010, Android versi 2.3 (Gingerbread)
diluncurkan. Perubahan-perubahan umum yang didapat dari
Android versi ini antara lain peningkatan kemampuan
permainan (gaming), peningkatan fungsi copy paste, desain
19
ulang layar antar muka (User Interface), dukungan format
video VP8 dan WebM, efek audio baru (reverb, equalization,
headphone virtualization, dan bass boost), dukungan
kemampuan Near Field Communication (NFC), dan dukungan
jumlah kamera yang lebih dari satu.
7. Android versi 3.0/3.1 (Honeycomb)
Android Honeycomb dirancang khusus untuk tablet. Android
versi ini mendukung ukuran layar yang lebih besar. User
Interface pada Honeycomb juga berbeda karena sudah
didesain untuk tablet. Honeycomb juga mendukung multi-
processor dan juga akselerasi perangkat keras (hardware)
untuk grafis. Tablet pertama yang dibuat dengan menjalankan
Honeycomb adalah Motorola Xoom. Perangkat tablet dengan
platform Android 3.0 telah banyak hadir di Indonesia.
Perangkat yang pertama muncul bernama Eee Pad
Transformer produksi dari Asus yang masuk pasar Indonesia
pada Mei 2011.
8. Android versi 4.0 (ICS: Ice Cream Sandwich)
Diumumkan pada tanggal 19 Oktober 2011, membawa fitur
Ice Cream Sandwich untuk smartphone dan menambahkan
fitur baru termasuk membuka kunci dengan pengenalan wajah,
jaringan data pemantauan penggunaan dan kontrol, terpadu
kontak jaringan sosial, perangkat tambahan fotografi, mencari
email secara offline, dan berbagi informasi dengan
20
menggunakan NFC. Ponsel pertama yang menggunakan
sistem operasi ini adalah Samsung Galxy Nexus.
9. Android versi 4.1 (Jelly Bean)
Android Jelly Bean yaang diluncurkan pada acara Google I/O
lalu membawa sejumlah keunggulan dan fitur baru.
Penambahan baru diantaranya meningkatkan input keyboard,
desain baru fitur pencarian, user interface yang baru dan
pencarian melalui voice search yang lebih cepat.
2.2.4 Unity
Unity adalah sebuah aplikasi yang berintegrasi dengan banyak tools
dan rapid workflows yang digunakan untuk membuat konten tiga dimensi
yang interaktif dan bersifat multiplatform. Unity juga memungkinkan
pengembang untuk membuat object, meng-import asset yang telah
disediakan dari luar dan menggabungkan semuanya secara cepat dan
efisien. Pengembang dapat menggabungkan beberapa script dan waktu
untuk compile relatif cepat.
Ada 10 global platform yang Unity. Platform tersebut adalah IOS,
Android, Windows, MacOS, Linux, Web Player, Flash, PS3, Xbox, Wii.
2.2.5 Vuforia
Vuforia merupakan software untuk augmented reality, yang
menggunakan sumber yang konsisten mengenai computer vision yang
fokus pada image recognition.Vuforia mempunyai banyak fitur-fitur dan
21
kemampuan, yang dapat membantu pengembang untuk mewujudkan
pemikiran mereka tanpa adanya batas secara teknikal.
Dengan support untuk iOS, Android, dan Unity3D, platform
Vuforia mendukung para pengembang untuk membuat aplikasi yang dapat
digunakan di hampir seluruh jenis smartphone dan tablet.
Pengembang juga diberikan kebebasan untuk mendesain dan
membuat aplikasi yang mempunyai kemampuan antara lain :
1. Teknologi computer vision tingkat tinggi yang mengijinkan developer
untuk membuat efek khusus pada mobile device.
2. Terus-menerus mengenali multiple image.
3. Tracking dan Detection tingkat lanjut.
4. Dan solusi pengaturan database gambar yang fleksibel.
Gambar 2.2 Vuforia Structure
22
Target pada vuforia merupakan obyek pada dunia nyata yang dapat
dideteksi oleh kamera, untuk menampilkan obyek virtual. Beberapa jenis
target pada vuforia adalah :
1. Image targets, contoh : foto, papan permainan, halaman majalah,
sampul buku, kemasan produk, poster, kartu ucapan. Jenis target ini
menampilkan gambar sederhana dari Augmented.
2. Frame markers, tipe frame gambar 2D dengan pattern khusus yang
dapat digunakan sebagai potongan permainan di permainan pada papan.
3. Multi-target, contohnya kemasan produk atau produk yang berbentuk
kotak ataupun persegi. Jenis ini dapat menampilkan gambar sederhana
Augmented 3D.
4. Virtual buttons, yang dapat membuat tombol sebagai daerah kotak
sebagai sasaran gambar.
Pada Vuforia, ada 2 jenis workflow dengan dasar database yang
dapat dipilih oleh developer, yaitu Cloud Database dan Device Database.
Setelah memilih metode yang dipilih, developer dapat mengikuti panduan
di bawah ini untuk membuat aplikasi pada Vuforia.
23
Gambar 2.3 Developing Guide