Intensity and Color. Pertemuan 12

Intensity and Color

Pertemuan 12

Warna

• Kemajuan teknik raster menjadikan teknik warna (grayscale dan warna) merupakan suatu konsep yang terintegrasi dalam

teknologi komputer grafik

• Konsep warna melibatkan aspek fisik dan physiology

• Sampai saat ini belum ada konsep/ teori warna bagi manusia yang diterima sebagai model yang paling baik

Warna Cahaya

Gelombang ada 2:

• Gel elektromagnetik : cahaya, listrik

• Gel mekanik : suara, getaran pada tali, air (terbagi lagi menjadi longitudinal dan

transversal)

Spektrum cahaya yang dapat ditangkap mata manusia : cahaya tampak (mejikuhibiniu)

Teori Isaac newton

• Cahaya yang diarahkan pada sebuah prisma akan diuraikan menjadi beberapa warna

sesuai panjang geombangnya (dispersi).

• Jika semua cahaya tampak mengenai mata manusia secara bersama maka akan terlihat cahaya putih

Cahaya putih bukan cahaya tampak tapi kombinasi seluruhnya (demikian pula hitam).

Penyerapan Cahaya

• Penyerapan terjadi karena frekuensi cahaya = frekuensi vibrasi elektron – elektron pada

atom suatu material. Atom yang berbeda menyerap frekuensi warna yg berbeda pula.

Pemantulan & Transmisi Cahaya

• Penyerapan terjadi karena frekuensi cahaya tidak = frekuensi vibrasi elektron – elektron pada atom suatu material.

• Benda yg tembus pandang akan meneruskan cahaya.

• Benda yg buram atau tidak tembus pandang akan memantulkan cahaya.

• Jadi warna bukan milik suatu benda melainkan akibat adanya pemantulan dan pentransmisian cahaya oleh benda tersebut.

Warna Primer

• Warna Primer adalah warna utama yang

dapat ditangkap oleh mata manusia meliputi merah, hijau dan biru (R, G, B).

Warna Sekunder

• Warna sekunder adalah warna yang terbentuk dari kombinasi warna primer.

Warna Komplemen

• Warna komplemen adalah warna pelengkap dari warna sekunder hingga terbentuk warna putih.

Warna

• Perlu diperhatikan warna tidak hanya

ditentukan oleh (sifat material) objek terkait, tapi juga oleh jenis cahaya, dan spektrum

optis pemandang

• Warna apa yang akan muncul jika

– Cahaya merah menyinari sebuah objek yang dapat memantulkan komponen cahaya biru = biru

– Cahaya hijau disinarkan pada objek gelas yang dapat meneruskan warna biru maka cahaya yang diteruskan objek tsb adalah = biru

Achromatic Color: Intensity

• Sering kita kenal sebagai b/w atau greyscale

• Intensitas antara 0 (hitam) sd 1 (putih), 0.5 adalah abu-abu

• Pada tv tidak berwarna, plotter, printer

Printer dan plotter

• Hanya memiliki bilevel intensity (hitam atau putih saja)

• Warna lain dihasilkan dengan teknik halftone (untuk menghasilkan intensitas lain)

• Warna abu2 dihasilkan dari seberapa rapat plot titik hitam

• Pertanyaannya untuk menghasilkan yang real berapa banyak tingkat intensitas yang dibutuhkan?

Penentuan Intensitas –gamma correction

• Seberapa besar nilai intensitas sebuah pixel pada layar agar warna yang ditampilkan sesuai

• Pada 256 level intensitas tentunya distribusi tersebut menyebar antara 0 dan 1

• Karakteristik level warna bersifat ratio dan bukan sumatif

– I_satu=r.I_nol

– I_dua=r.I_satu=(r^2).I_nol – r=(1/I_nol) ^ (1/255)

Intensitas pada CRT

• I=k(N^gamma)

– k dan gamma adalah suatu konstanta – N jumlah elektron

• Nilai N akan berasosiasi dengan nilai voltase (V)

• I=c(V^gamma) bentuk lainnya V=(I/c)^gamma

Penentuan nilai V adalah

• j=ROUND(log ^r (I/I_nol))

• Dari nilai j kita tentukan I_j=(r^j )*I_nol

• Dan gunakan nilai I_j untuk menghitung Vj=(I_j/c)^gamma

Halftone approximation

• Pada pewarnaan bentuk hard copy, warna acromatic direpresentasikan dengan bilevel intensitas

• Sifat mata yang mencapture suatu area warna secara terintegrasi, dan mempersepsikan sebagai suatu

kesatuan menyeluruh

• Setiap luasan tertentu sebagai suatu unit halftone

• Resolusi vs intensitas

halftone

• 2x2 bilevel– dapat merepresentasikan 5 level intensity ilustrasi di papan tulis

--> 1 3 4 2

• 3x3 10

 7 9 5

2 1 4

6 3 8

Pola halftone

• Pola jangan membentuk kerancuan ketika dua level berbeda disandingakan

• Contoh

0 0 0 1 1 1 0 0 0

Tidak terbatas pada bilevel

• Pada halftone dengan masing-masing posisi memiliki nilai representasi lebih dari 2

(katakan 3) maka level intensitas yang dapat di representasikan mencapai

– 2x2 x 3+1 =13

• Untuk ukuran window hlaftone m dan level intensitas setiap posisi adalah n maka jumlah representasi ada sebanyak?

• Dikenal dengan dither

Pola rekursif bagi halftone

• 2x2

0 2 3 1

• 4x4

0 _ 2 _

- 4 _ 6

3 _ 1 _

_ 7 _ 5

• 8x8

Cromatic color

• Lebih kaya informasi daripada acromatic

Cromatic color

• Sering dimodelkan memiliki 3 dimensi

– H=hue

– S=saturation – B=Brightness

• Untuk seniman (terkait pencampuran komponen hitam dan putih)

– Tintpenambahan putih

– Shadespenambahan hitam

– Toneskonsekuensi penambahan keduanya

Spektrum Mata manusia

Model Warna RGB

• Mana yang disebut sebagai Red, Green, Blue?

• Tidak ada standar yang secara universal diterima

– ITU-R BT.709

• Tidak mungkin merepresentasikan seluruh warna di alam dengan model RGB

RGB

• RGB  additive primary colours

– Berbeda dengan artist’s primary colours

• Layar televisi & CRT monitor dibuat dari tiga jenis fosfor &

tiga jenis electron beam

• Untuk produksi warna hanya memainkan intensitas

electron beam

Model Warna RGB

• Secara praktis, mayoritas warna yang ada di alam berada pada RGB Gamut

• RGB useful, simple, efficient

• Ditulis dalam format : (r,g,b)

• Masing-masing komponen bernilai bebas

126 14

111

36 111 36

36 111 36 12

12 17 17 111

14

126 17

36

12

111

36 36

200 12

14 126 17

36 36

111 12

14

36 36

200 12

14 126 17

36 36

111 36

200 200

12 14 111

14 126

126 17

36

36

36

36 12

14

111

111 36

126 17

36

36 200

111 72

72

12 12 17 10 128

36 17

200 12 111 14

126

126

126 126

17 17

17

17 36

36

36

36 36

200 200

200 12

12 12

14 14

111

111

72

72 72 106 155

10 128

36 17

200 12 111

14 126

126

126 126

17 17

17

17 36

36

36

36 36

200 200

200 12

12 12

14 14

111

111

72

72

72 106 155

14 126 17

36 36

111 36

200 200

12 14 111

14 126

126 17

36

36

36

36 12

14

111

111 36

126 17

36

36 200

111 72

72

12

12 17

126 14

111

36 111 36

36 111

36 12

12 17

17 111 14

126 17

36

12

111

36 36

200 12

14

126 17

36 36

111 12

14

36 36

200 12

RGB Image

CMY Color Model

• Cyan (C), Magenta (M), Yellow (Y), Black (K)

• W = White

• C = G + B = W – R

• M = R + B = W – G

• Y = R + G = W – B

• Subtractive

• untuk tinta dan percetakan

CMY

CMYK Color Model

CMYK = Cyan, Magenta, Yellow, blacK

Magenta – removes Green

B G R

Black – removes all Yellow – removes Blue

B G R

B G R

transmit Cyan – removes Red

yellow

B G R

B G R

red

R

=

magenta

B G R

B G R

Contoh: red = magenta + yellow

C + M + Y = K (black)

100 50 70

=

50 0 20

50

+

C M Y K C M Y

CMY + Black

• Menggunakan tiga warna untuk Black sangat mahal

• C+M+Y = dark brown bukan black

• Black bukan dari C+M+Y lebih kontras dan tajam

RGB & CMYK

Additive (RGB) Subtractive (CMYK)

dari RGB ke CMY

B G R

Y M

C

1 1 1

Y M

C

B G R

1 1 1

Ruang/Model Warna

• Linear (RGB, CMYK)

• Artistic View (Munsell, HSV, HLS)

• Standard (CIE-XYZ)

• Perceptual (LUV, Lab)

• Opponent (YIQ, YUV) – used in TV

The Artist Point of View

• Hue – Warna yang kita lihat (red, green, purple)

• Saturation – Seberapa jauh warna dari abu- abu. (pink kurang tersaturasi dibandingkan red)

• Brightness/Lightness (Luminance) – Seberapa bright sebuah warna

white

Color Wheel

• Dengan memutar seluruh warna 360^o didapatkan magenta

• Diukur dengan satuan derajat (0-360)

• Karena semua cahaya

berkumpul di tengah maka terbentuk warna putih

HSV/HSB Color Space

Brightness Scale Saturation Scale

HSV = Hue Saturation Value

HSB = Hue Saturation Brightness

HSV

Value Saturation

Hue

HLS Color Space

red 0 green

120 yellow

Blue 240 cyan

magenta

V

black 0.0 0.5

H

S

HLS = Hue Lightness Saturation

Lab

• L*a*b* (Lab) model

• Luminance =100 (white)

• Green to red component

• Blue to yellow component

• Luminance = 0 (black)

Color Depth

• Jumlah bit yang digunakan untuk mewakili satu nilai warna

• RGB Color biasanya ditampilkan dalam 24 bits (3 bytes atau 8 bits tiap warna)

• contoh (255, 255, 255)  putih

Kedalaman Warna

• Umumnya 3 byte (24 bit)

– Millions of colours (16,777,216) – True colour

• 16 bit (5,6,5)

– Karena mata manusia lebih sensitif terhadap cahaya hijau

– Thousands of colours (65,536) – hi colour

3 bits, 12 KB 16 bits, 18 KB

Indexed Colour

• >< Direct colour

• Menggunakan lookup table

• CLUT (color look up table)

• Dithering

Palette

• Memetakan warna fisik ke dalam warna logik

• Palet yang terdiri dari 256 warna lebih disukai

• Web-safe palette – 216 color

• Dapat mengkonfigurasi palet sendiri

– Contoh : – Munsell – Pantone

Munsell Color System

Hue: R, YR, Y, GY, G, BG, B, PB, P, RP (dibagi sepersepuluh)

Value: 0 ... 10 (dark ... pure white) Chroma: 0 ... 20 (neutral ... saturated)

Example:

5YR 8/4

Munsell Book of Colors

Munsell Book of Colors