BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori-teori yang berkaitan dengan perancangan aplikasi pembelajaran mengenal alat musik Bonang Jawa.
2.1 Sekilas Sejarah Augmented Reality
Sejarah tentang 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 dia claim 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, LB 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 AR. Pada tahun 1999, Hirokazu Kato, mengembangkan ArToolkit di HITLab dan didemonstrasikan
di
SIGGRAPH,
pada
tahun
2000,
Bruce.H.Thomas,
mengembangkan ARQuake, sebuah Mobile Game AR yang ditunjukan di International Symposium on Wearable Computers.
8
Pada tahun 2008, Wikitude AR Travel Guide, memperkenalkan Android G1 Telephone yang berteknologi AR. tahun 2009, Saqoosha memperkenalkan FLARToolkit yang merupakan perkembangan dari ArToolkit. FLARToolkit memungkinkan kita memasang teknologi AR di sebuah website, karena output yang dihasilkan FLARToolkit berbentuk Flash. Ditahun yang sama, Wikitude Drive meluncurkan sistem navigasi berteknologi AR di Platform Android. Tahun 2010, Acrossair menggunakan teknologi AR pada I-Phone 3GS (Furht, Borko. 2011).
2.2 Augmented Reality (AR)
Augmented Reality (AR) adalah istilah yang digunakan untuk berbagai teknologi yang terkait yang bertujuan untuk mengintegrasikan konten virtual dan dengan objek (user) yang hidup, media pada waktu yang sebenarnya, sehingga batas diantara keduanya menjadi sangat tipis. Ronald T. Azuma mendefinisikan AR sebagai sistem yang memiliki karakteristik sebagai berikut : a. Menggabungkan dunia nyata dan dunia virtual b. Berjalan interaktif secara Real Time c. Integrasi dalam 3 Dimensi AR merupakan variasi dari teknologi realitas maya yang telah dikembangkan sebelumnya. Perbedaan mendasar dari kedua teknologi tampilan ini terletak pada hubungan lingkungan nyata dan lingkungan virtual. Tujuan dari AR adalah menciptakan lingkungan baru dengan menggabungkan interaktivitas lingkungan nyata dan lingkungan virtual. Dengan kata lain, AR memungkinkan penggunanya untuk melihat lingkungan nyata karena lingkungan baru yang diciptakan sama dengan lingkungan disekitar pengguna, hanya ditambah dengan suatu objek virtual. Sifat augmentasi dapat menjadi sesuatu dari sebuah naskah dan lapisan pada scene yang nyata atau objek-objek yang menyeluruh, scene yang nyata, scene interaktif grafis 3D mengintegrasi ke dalam bentuk nyata daritampilan tekstual lapisan data pada adegan nyata atau benda untuk dapat diselesaikan, adegan interaktif 3D grafis terintegrasi ke dalam yang nyata. Augmented Reality sangat tergantung pada hardware yang bisa menangkap informasi tentang dunia nyata, seperti video, posisi data, dan bentuk data lain yang
9
berpotensi, dan juga dapat untuk dimainkan kembali dimana media hidup yang bercampur dengan konten virtual yang memiliki arti dan kegunaan. Adapun cara kerja Augmented Reality terdiri dari 6 (enam) tahap (Villagomez,G. 2010). yakni: a. Perangkat input menangkap video dan mengirimkannya ke prosesor. b. Perangkat lunak di dalam prosesor mengolah video dan mencari suatu pola. c. Perangkat lunak menghitung posisi pola untuk mengetahui dimana objek virtual akan diletakkan. d. Perangkat lunak mengidentifikasi pola dan mencocokkannya dengan informasi yang dimiliki perangkat lunak. e. Objek virtual akan ditambahkan sesuai dengan hasil pencocokan informasi dan diletakkan pada posisi yang telah dihitung sebelumnya. f. Objek virtual akan ditampilkan melalui perangkat tampilan. Enam tahapan tersebut, maka dapat disimpulkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Diagram Sistem Kerja AR (Sumber: Villagomez,G. 2010. Augmented Reality. University of Kansas) Adapun metode yang dikembangkan pada Augmented Reality saat ini terbagi menjadi dua metode, yaitu Marker Based Tracking dan Markless Augmented Reality (Chari,V, dkk. 2008). a. Marker Augmented Reality (Marker Based Tracking) Marker Based Tracking ini sudah lama dikembangkan sejak 1980-an dan pada awal 1990-an mulai dikembangkan untuk penggunaan Augmented Reality. AR berbasis Marker, disebut juga Pelacakan berbasis marker, merupakan tipe AR yang mengenali marker dan mengidentifikasi pola dari marker tersebut untuk menambahkan suatu objek virtual ke lingkungan nyata.
Marker
merupakan
10
ilustrasi persegi hitam dan putih dengan sisi hitam tebal, pola hitam di tengah persegi dan latar belakang putih. Contoh Marker dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Contoh Marker Titik koordinat virtual pada marker berfungsi untuk menentukan posisi dari objek virtual yang akan ditambahkan pada lingkungan nyata. Posisi dari objek virtual akan terletak tegak lurus dengan marker. Objek virtual akan berdiri segaris dengan sumbu Z serta tegak lurus terhadap sumbu X (kanan atau kiri) dan sumbu Y (depan atau belakang) dari koordinat virtual marker. Ilustrasi dari titik koordianat virtual marker dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Titik Koordinat Virtual pada Marker (Sumber: Chari, V,dkk. 2008)
b. Markerless Augmented Reality Salah satu metode Augmented Reality yang saat ini sedang berkembang adalah metode "Markerless Augmented Reality", dengan metode ini pengguna tidak perlu lagi menggunakan sebuah marker untuk menampilkan objek-objek virtualnya. Menurut Lazuardy (2012) terdapat beberapa teknik markerless yaitu:
11
1. Face Tracking Face Tracking adalah teknologi Augmented Reality dengan menggunakan algoritma yang dapat mendeteksi wajah manusia secara umum dengan cara mengenali posisi mata, hidung dan mulut. 2. 3D Object Tracking 3D Object Tracking dapat mengenali bentuk yang lebih banyak, seperti lemari, meja, televisi, dan lain-lain. 3. Motion Tracking Motion Tracking merupakan teknik Augmented Reality yang dapat menangkap gerakan. Umumnya digunakan dalam industri perfilman seperti karakter dan tokoh yang sesuai dengan peran dan kebutuhan film tersebut. 4. Global Positioning System Based Tracking Global Positioning System (GPS) Based Tracking adalah teknik Augmented Reality yang diintegrasikan dengan GPS yang terdapat pada ponsel pintar yang menampilkan informasi data dari GPS kemudian menampilkannya dalam bentuk arah sesuai dengan yang kita inginkan secara real-time.
2.3 Software Development Kit
Software Development Kit (SDK atau devkit) tipikal merupakan satu set perkakas pengembangan software yang digunakan untuk mengembangkan atau membuat aplikasi untuk paket software tertentu, software framework, hardware platform, sistem komputer, konsol video game, sistem operasi atau platform sejenis lainnya. Ia mencakup
mulai
dari
pemrograman
sederhana
seperti
sebuah
Application
Programming Interface (API), sampai dengan pemrograman yang lebih rumit dengan hardware yang canggih atau pada sistem embedded termasuk perangkat mobile. Adapun yang merupakan Software Development Kit untuk Augmented Reality dalam penerapan alat musik Bonang Jawa, adalah sebagai berikut: 1. Vuforia Dalam pembangunan sebuah sistem dengan menggunakan Unity maka dibutuhkan Vuforia. Vuforia merupakan ekstensi Augmented Reality ynag diciptakan oleh Qualcomn dan Vuforia sangat tergantung pada software Unity 3D. Vuforia adalah marker dasar sistem Augmented Reality
dan
Vuforia
12
dapat mendeteksi gambar dan mengikuti kemampuan sistem ke dalam IDE (Integrated Development Environment) Unity 3D, Vuforia juga mengizinkan pembangunan sistem untuk untuk menciptakan secara mudah aplikasi Augmented Reality dan permainan (games). Santoso (2012) menyebutkan sebuah Vuforia berdasarkan aplikasi Augmented Reality disusun mengikuti komponen utama, yaitu kamera, pengubah gambar, tracker, video background renderer, kode aplikasi dan sumber-sumber target. Mulai Register/Login Developer Vuforia
Target Manager
Buat Database Baru
Database
Unggah Gambar
Memilih Marker
Tidak
Ya Mengunduh Target Dataset
Menghubungkan dengan Aplikasi
Selesai
Gambar 2.4 Diagram Alur Pembuatan Marker pada Vuforia Diagram alur pembuatan marker pada vuforia ditunjukkan seperti pada Gambar 2.4 menunjukkan tahapan membuat marker pada vuforia yang dimulai dari registrasi atau login pada voforia kemudian dengan membuat database dan beberapa proses selanjutnya hingga selesai menjadi sebuah marker. 2. Unity 3D Unity technologies dibangun pada tahun 2004 oleh David Helgason, Nicholas Francis, dan Joachim Ante. Unity adalah sebuah game engine yang dapat digunakan perseorangan maupun tim. Unity merupakan sebuah komputasi
13
metode yang diterapkan dan dioperasikan antar beberapa
platform
komputer
yang dikembangkan oleh Unity Technology. Roedavan (2014) menyatakan bahwa perangkat lunak yang dirancang untuk membuat sebuah game disebut Game Engine. Maka dari itu Unity 3D digunakan sebagai perancang objek 3D sekaligus aplikasi Augmented Reality berbasis Android karena libraries Vuforia didukung oleh Unity 3D. Alur kerja pengembangan sistem berbasis marker dapat dilihat pada gambar 2.5. Dimana gambar tersebut menunjukkan proses kerja pembuatan marker dengan menghubungkannya ke Unity Game Development.
Gambar 2.5. Alur kerja pembuatan marker untuk diproses ke Unity (sumber gambar: http://www.scirp.org/journal/PaperDownload.aspx?paperID=48585)
2.4 Android
Android dimulai sejak Oktober 2003 ketika 4 orang pakar IT, Andi Rubin, Rich Minner, Nick Sears dan Chris White mendirikan Andoid Inc. di California US. Visi Android untuk mewujudkan mobile device yang lebih peka dan mengerti pemiliknya, kemudian menarik raksasa dunia maya Google. Google kemudian mengakuisisi Android pada Agustus 2005. OS Android dibangun berbasis platform Linux yang bersifat open source. Dengan nama besar Google dan konsep open source pada OS Android, tidak membutuhkan waktu lama bagi Android untuk bersaing dan
14
menyisihkan Mobile OS lainnya seperti Symbian, Windows Mobile, Blackberry dan iOS, serta menjelma menjadi penguasa operating system bagi Smartphone. Pada November 2007 dibentuk Open Handset Alliance (OHA) yang merupakan konsorsium beranggotakan perusahaan-perusahaan besar yang khususnya bergerak dibidang mobile phone seperti Broadcam, Google, Intel, LG, Motorola, NVidia, Qualcom, T-Mobile, dan lain-lain. Setahun kemudian, pada Desember 2008, 14 perusahaan besar lainnya bergabung dalam OHA. Hal ini merupakan langkah besar bagi Android untuk memudian menguasai pasar mobile OS. Open Handset Alliance yang dipimpin oleh Google terus mengembangkan Android, dan hingga saat ini. Sejak April 2009, versi Android dikembangkan dengan nama kode yang dinamai berdasarkan makanan pencuci mulut dan penganan manis. Masing-masing versi dirilis sesuai urutan alfabet beserta penjelasannya, yakni: a. Android versi 1.1 Pada tanggal 9 Maret 2009, Google merilis Android versi 1.1 dengan pembaruan estetis pada aplikasi, jam alarm, voice search, pengiriman pesan dengan Gmail dan penerimaan pemberitahuan email. b. Android versi 1.5 (Cupcake) Android versi 1.5 (Cupcake) pada Mei 2009 dimana pada versi ini terdapat pembaharuan diantaranya kemampuan merekam dan menonton video dengan modus kamera. c. Android versi 1.6 (Donut) Android versi 1.6 dirilis pada September 2009, terdapat beberapa pembaruan paa versi ini diantaranya adalah fitur upload 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 dengan sistem. d. Android versi 2.0/2.1 (Eclair) Dirilis pada 3 Desember 2009. Perubahan yang dilakukan adalah pengoptimalan hardware, peningkatan Google Maps 3.1.2, peruabahan UI dengan browser baru dan dukungan HTML 5, daftar kontak baru, dukungan flash
untuk
kamera
3.2
MP,
digital
zoom
dan
bluetooth
2.1.
15
e. Android versi 2.2 (Froyo) Dirilis pada 20 Mei 2010. Versi Android inilah yang sekarang banyak digunakan sebagai standar sistem operasi mereka. Terdapat perubahan yang cukup signifikan dari versi sebelumnya
diantaranya
adalah
kerangka
aplikasi memungkinkan penggunaan dan penghapusan komponen yang tersedia. Dalvik Virtual Machine (DVM) yang dioptimalkan untuk perangkat mobile, grafik di 2D dan 3D berdasarkan libraries OpenGL, SQLite, mendukung berbagai format audio dan video, GSM, bluetooth, EDGE, 3G, Wifi, kamera, Global Position System (GPS), kompas dan accelerometer. f. Android versi 2.3 (Gingerbread) Dirilis pada 6 Desember 2010. Beberapa perbaikan fitur dari versi sebelumnya adalah SIP-based VoIP, Near Field Communication (NFC), gyroscope dan sensor, multiple camera support, mixable audio effect dan download manager. g. Android versi 3.0/3.1/3.2 (Honeycomb) Diliris tahun 2011. Android versi ini dirancang khusus untuk tablet, sehingga terdapat perbedaan dari fitur UI (User Interface). Honeycomeb sengaja dibuat untuk layar yang lebih besar dan juga dapat mendukung multiprocessor. h. Android versi 4.0 (Ice Cream Sandwich) Versi ini masih dalam pengembangan. Dari berbagai informasi menyebutkan bahwa versi Ice Cream merupakan gabungan antara versi Gingerbread dengan Honeycomb, sehingga bisa digunakan untuk ponsel maupun tablet, dan kemungkinan dirilis pada quarter ke 4 tahun 2011. i. Android versi 4.1/4.2 (Jelly Bean) Dirilis pertama pada Juli 2012 dengan berbasis Linux Kernel 3.30.31 untuk komputer, tablet, dan ponsel pintar. Terdiri dari Android 4.1 API Level 16, Android 4.2 API Level 17, Android 4.3 API Level 18. Jelly Bean memberikan kontribusi lebih sebagai versi Android pertama yang menawarkan Googel Now dan Asisten Digital pencarian. Tidak hanya itu, Google Now siap menjawab dengan cepat. Google Now otomatis mempersiapkan diri untuk memberikan arah ke tempat tujuan dan juga menyediakan perkiraan lalu lintas dan cuaca. j. Android versi 4.4 (KitKat) Dengan KitKat, Google tidak hanya memodernisasi antarmuka, tetapi juga mendorong platform ini agar bisa digunakan pada hardware rendah. Berkat
16
banyak perbaikan kinerja yang terkait di KitKat, Google meyakinkan bahwa bahkan perangkat dengan 512 MB RAM saja akan mampu menjalankan KitKat dengan baik. k. Android versi 5.0 (Lollipop) Lolipop adalah versi Android dengan visual yang paling menarik yang pernah ada, visual yang datar, jauh lebih berwarna dari pada sebelumnya. Namun versi 1.5 dan 1.6 sudah tidak lagi digunakan karena tidak dikembangkan dan merupakan versi yang rendah dengan fasilitas yang minim sehingga jika digunakan akan menjadikan aplikasi yang terlalu sederhana. Versi-versi Android diurutkan secara alfabet dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Perkembangan Android Secara Alfabet
2.5 Bonang Jawa
Alat musik bonang adalah salah satu alat musik yang termasuk dalam instrumen gamelan Jawa. Bonang bisa dikatakan sebagai instrumen melodi yang paling terkemuka dalam dunia Degung Gamelan Sunda. Cara memainkan alat musik ini adalah dengan cara dipukul atau ditabuh pada bagian atasnya yang menonjol atau disebut dengan pencu / pencon dengan menggunakan dua pemukul khusus yang terbuat dari tongkat berlapis yang disebut dengan sebutan bindhi (Rahimawati, 2013). Bonang merupakan kumpulan dari gong-gong kecil yan disebut dengan nama “pot” atau “ceret”), kesemuanya diletakkan dan disusun berjajar pada bingkai kayu (yang disebut “rancak”) dalam dua baris. Baris pertama atau baris yang bagian
17
disebut dengan nama Jaleran atau bisa juga disebut dengan Brunjung, sedangkan baris yang kedua/bawah disebut dengan sebutan setren/dhempok. Gonggong kecil tersebut ditempatkan secara horizontal ke string dalam bingkai kayu (rancak), baik satu atau dua baris lebar. Semua ceret memiliki bos pusat, tetapi di sekelilingnya yang bernada rendah memiliki kepala datar, sedangkan yang lebih tinggi memiliki melengkung satu. Masing-masing sesuai untuk lapangan tertentu dalam skala yang sesuai; sehingga ada yang berbeda untuk bonang pelog dan slendro. Mereka biasanya dipukul dengan tongkat berlapis (tabuh). Bonang dapat dibuat dari perunggu dipalsukan, dilas dan dingin-dipalu besi, atau kombinasi dari logam. Selain bentuk gong-berbentuk ceret, bonang ekonomis terbuat dari besi dipalu atau kuningan pelat dengan mengangkat bos sering ditemukan di desa gamelan (Azizah, Zulfa, 2014). Untuk lebih jelas, dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Alat Musik Tradisional Bonang Jawa
2.6 Penelitian terkait Augmented Reality
Adapun penelitian terdahulu yang terkait dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis antara lain: 1. Penelitian oleh Mustofa Mahmud Abubakar (2010) menggunakan metode marker augmented reality berbasis desktop dalam mensimulasikan tata surya. Dalam implementasinya menggunakan marker ARToolkit dan menggunakan dua bahasa pemrograman, yakni Extensible Markup Language (XML) dan ActionScript 3.0. Hasil implementasinya, marker difokuskan oleh webcam sebagai media untuk
18
mensimulasikan objek tata surya secara 3D dan secara otomatis suara penjelasan akan muncul (Abubakar, M.M. 2010). 2. Penelitian oleh Septri Elvrilla (2011) menggunakan Augmented Reality berbasis Android dalam panduan belajar shalat. Implementasinya merupakan dari buku teks belajar shalat dengan menggunakan metode Marker Based Tracking dan bahasa pemrograman yang digunakan adalah Javascript dan C#. Hasil output implementasinya adalah aplikasi berbasis android pada smartphone. Marker dapat dibaca jika camera pada smartphone sudah terinstall aplikasi .apk maka akan muncul objek animasi gerakan shalat (Elvrilla, S. 2011). 3. Penelitian oleh Aditya Novaruna Widyaprasiddha (2012) pengenalan 33 provinsi di Indonesia menggunakan Augmented Reality dengan penggunaan ARToolkit Marker Generator sebagai inisialisasi marker dan penyisipan objek 3D. Output dari hasil implementasi berbasis desktop dengan kamera pada komputer sebagai media pembaca marker dalam menampilkan objek 33 Provinsi di Indonesia secara 3D (Widyaprasiddha, A.N. 2012). 4. Penelitian oleh Fata Anshori (2014) memperkenalkan alat musik Gamelan dengan memanfaatkan teknologi Augmented Reality pada MI Ma’arif NU 1 Pageraji dengan perangkat mobile phone. Metode dalam pengembangan sistem adalah Multimedia Development Live Cycle (MDLC) dengan versi Luther-Sutopo. Multimedia Development Live Cycle terdiri dari enam tahap, yaitu concept, design,
material-collecting,
assembly,
testing
dan
distribution.
Hasil
implementasi adalah aplikasi dalam bentuk file .apk dan .pdf untuk marker dalam membaca Aplikasi AR-Gamelan (Anshori, F. 2014).
