TRANSFORMASI CITRA WARNA
Apa itu Warna?
Warna adalah elemen terpenting dalam desain grafis. Warna menjadi indikator pembeda antara satu objek dengan yang lain. Dari sudut pandang ilmu fisika, warna dihasilkan dari representasi sinar putih yang dihasilkan oleh matahari atau bola lampu pada spektrum prisma.
Warna di Komputer
Di dunia komputer ada banyak sistem warna, antara lain RGB (Red-Green-Blue), CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black), LAB Color (lightness A (Green-red axis) B(blueyellow axis)), HLS (Hue-Lightness-Saturation). Banyaknya sistem warna karena ada perbedaan dalam aplikasi saat cetak.
Berdasarkan fungsinya, aplikasi warna di layar komputer dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. warna additive
Warna additive digunakan untuk desain tampilan di layar monitor, tidak untuk kebutuhan cetak. Di antara sistem warna additive adalah RGB, LAB Color dan HLS. Desain yang menggunakan model warna additive, misalnya game, wallpaper, web dan video.
2. warna subtractive.
Warna ini merupakan perpaduan beberapa warna primer. Warna subtractive digunakan untuk kebutuhan cetak. Sistem warna yang digunakan adalah CMYK. Sistem warna ini berasal dari tiga warna primer dan perpaduan ketiganya menghasilkan warna hitam.
Spektrum warna
1. Cahaya matahari yang dilewatkan pada prisma menghasilkan spetrum warna. 2. ‘warna’ objek yang diterima oleh penglihatan manusia ditentukan oleh cahaya
dipantulkan oleh objek tersebut.
Akromatik vs Kromatik
Luminasi: jumlah energi yang diterima oleh observer dari sumber cahaya (dalam satuan lumens, lm). contoh: sinar inframerah memiliki radiansi yang besar tapi nyaris tidak dapat dilihat oleh observer
Brightness: Deskriptor yang subjektif, mirip dengan pengertian intensitas pada akromatik, walah satu faktor penentu dalam menggambarkan sensasi warna
Catatan Tambahan :
1. Warna pada Pengolahan Citra
Sistem visual manusia dapat membedakan ratusan ribu shade warna dan intersitas, tetapi hanya 100 shade keabun. Oleh sebab itu, dalam suatu citra, masih banyak informasi lainnya yang ada pada warna, dan informais tersebut juga dapat digunakan untuk menyederhanakan analisis citra, misalkan identifikasi objek dan ekstraksi warna. Tiga kuatisasi yang dapat digunakan untuk menggambarkan warna:
• hue ditentukan oleh dominan panjang gelombang. Warna yang dapat dilihat oleh mata memiliki panjang gelombang antara 400 nm (violet) 700 nm (red) pada spektrum electromagnetic seperti pada gambar 2.1
• (Saturation) ditentukan oleh tingkat kemurnian, dan tergantung pada jumlah sinar putih yang tercampur dengan hue. Suatu warna hue murni adalah secara penuh tersaturasi, yaitu tidak ada sinar putih yang tercampur. Hue dan saturation digabungkan menentukan chromaticity suatu warna. Intensitas ditentukan oleh jumlah sinar yang diserap. Semakin banyak sinar yang diserap semakin banyak tinggi intensitas warnanya.
• Sinar Achromatic tidak memiliki warna, tetapi hanya ditentukan oleh atribut intensitas. Tingkat keabuan (Greylevel) adalah ukuran intensitas yand ditentukan oleh energi, sehingga merupakan suatu kuantitas fisik. Dalam hal lain, brightness atau luminance ditentukan oleh persepsi warna (sehingga dapat merupakan efek psychology).
oleh sinar putih, maka objek tersebut berwarna kuning (merupakan gabungan warna hijau + merah).
Gambar 1: Visible Spectrum
2. Teori Tristimulus Persepsi Warna
Seperti yang dijelaskan pada Bab 1, retina manusia memiliki 3 jenis cones. Respon setiap jenis cone sebagai suatu fungsi panjang gelombang (gambar 2.2). Pada Gambar 2, puncak setiap kurva warna adalah [ada 440 nm (biru), 545 nm (hijau) dan 580 nm (merah).
Gambar 2: Spectral response curves for each cone type. The peaks for each curve are at 440nm (blue), 545nm (green) and 580nm (red).
CIE primaries
Bagaimanapun juga apabila salah satu dari ketiga komponen warna dasar tersebut ditambahkan ke warna yang tidak dapat dicocokkan tadi, maka warna yang tidak dapat dicocokkan tersebut dapat dicocokkan dengan campuran dari dua warna dasar lain. Hal ini menunjukkan bahwa warna dapat memiliki nilai bobot negatif dari ketiga komponen warna dasar tersebut. Pada tahun 1931, Commission Internationale de l’´Eclairage (CIE) mendefinisikan tiga standar komponen warna utama : X, Y dan Z. yang dapat ditambahkan untuk membentuk semua kemungkinan warna. Warna utama Y dipilih sedemikian rupa sehingga fungsi kecocokan warnanya secara tepat mencocokkan fungsi luminous efisiensi mata manusia berdasarkan penjumlahan ketiga warna seperti pada gambar 3.
Diagram Chromaticity (Gambar 3) menunjukkan semua visible colours. Sumbu x dan y merupakan nilai normalisasi warna utama X dan Y untuk x dan y adalah jumlah normalisasi kemunculan X and Y primaries, z = 1 -x - y menentukan jumlah Z primary yang dibutuhkan suatu warna, dan z = 1−x−y menyatakan jumlah Z utama yang diperlukan. Chromaticity bergantung pada panjang gelombang dan saturation dominan, dan tidak bergantung pada energi luminan. Warna dengan nilai chromaticity yang sama tetapi dengan luminan berbeda akan terpetakan pada titik yang sama di regian tersebut.
Gambar 3: Diagram CIE Chromaticity menunjukkan semua visible colours.
visible tidak dapat diperoleh dari campuran warna utama R, G dan B (atau dari tiga visible warna lainnya), karena bentuk diagramnya bukan segitiga.
Gambar 4: Warna Campuran pada Diagram Chromaticity
3. Model Warna
Model warna merupakan cara standar untuk menspesifikasikan suatu warna tertentu, dengan mendefinisikan suatu sistem koordinat 3D, dan suatu ruang bagian yang mengandung semua warna yang dapat dibentuk ke dalam suatu model tertentu. Suatu warna yang dapat dispesifikasikan menggunakan suatu model akan berhubungan ke suatu titik tunggal dalam sautu ruang bagian yang didefinisikannya. Masing-masing warna diarahkan ke salah satu standard hardware tertentu (RGB, CMY,YIQ), atau aplikasi pengolahan citra (HSI).
3.1. Model RGB
Gambar 5: Koordinat warna RGB
Warna dipresentasikan dalam suatu sinar tambahan untuk membentuk warna baru, dan berhubungan untuk membentuk sinar campuran. Citra pada gambar 6 sebelah kiri menunjukkan campuran dengan menambahkan warna utama merah, hijau, dan biru untuk membentuk warna sekunder kuning (merah+hijau), cyan (biru+hijau), magenta (merah+biru) dan putih (merah+hijau+biru). Model warna RGB banyak digunakan untuk monitor komputer dan video kamera.
Gambar 6: Penambahan Campuran Warna Merah Hijau dan Biru
3.2 Model CMY
sinar putih, maka tidak ada sinar merah yang dipantulkan, dan similar untuk warna magenta dengan hijau, dan kuning dengan biru. Relasi model CMY adalah sebagai berikut:
3.3 Model HSI
The HSI model, showing the HSI solid on the left, and the HSI triangle on the right, formed by taking a horizontal slice through the HSI solid at a particular intensity. Hue is measured from red, and saturation is given by distance from the axis. Colours on the surface of the solid are fully saturated, i.e. pure colours, and the greyscale spectrum is on the axis of the solid. For these colours, hue is undefined.
Sebagaimana yang sudah dijelaskan, warna juga dapat dispesifikasikan oleh tiga kuantisasi hue, saturation, intensity (disebut model HSI) eperti pada gambar.7. Pada gambar sebelah kiri merupakan bentuk solid HSI dan sebelah kanan adalah model segitiga HSI yang merupakan bidang datar dari pemotongan model solid HSI secara horisontal pada tingkat intensitas tertentu. Hue ditentukan dari warna merah, saturation ditentukan berdasarkan jarak dari sumbu. Warna pada permukaan model solid dibentuk dari saturasi penuh, yaitu warna murni, dan spektrum tingkat keabuan,
Gambar 7: Model warna HSI
Konversi nilai antar model RGB dan HSI adalah sebagai berikut:
2.4 Model YIQ
Model YIQ (luminance-inphase-quadrature) adalah recoding dari RGB untuk televisi warna, dan model yang sangat penting dalam pemrosesan citra warna. Konversi dari RGB ke YIQ dapat dinyatakan sebagai berikut :
