SATUAN ACARA PERKULIAHAN ( SAP )

Transkripsi

1 SATUAN ACARA PERKULIAHAN ( SAP ) Mata Kulah : Pengolahan Ctra Dgtal Kode : IES 6323 Semester : VI Waktu : 1 x 3x 50 Ment Pertemuan : 9 A. Kompetens 1. Utama Mahasswa dapat memaham tentang sstem pengolahan ctra dgtal dan hal yang terkat secara umum. 2. Pendukung Mahasswa dapat memaham perseps atas warna B. Pokok Bahasan Warna C. Sub Pokok Bahasan Dasar-dasar Warna Sstem Koordnat Warna D. Kegatan Belajar Mengajar Tahapan Kegatan Kegatan Pengajaran Kegatan Mahasswa Meda & Alat Peraga Pendahuluan 1. Merevew mater sebelumnya Mendengarkan Notebook, 2. Menjelaskan mater-mater perkulahan yang akan dpelajar. dan memberkan komentar LCD, Papan Tuls Penyajan 2. Menjelaskan tentang dasar-dasar Memperhatkan, mencatat dan Notebook, LCD, Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 79

2 warna memberkan Papan Tuls 3. Menjelaskan tentang Sstem Koordnat Warna komentar. Mengajukan pertanyaan. Penutup 1. Mengajukan pertanyaan kepada Memberkan Notebook, mahasswa. komentar. LCD, 2. Memberkan kesmpulan. Mengajukan dan Papan Tuls 3. Mengngatkan akan kewajban menjawab mahasswa untuk pertemuan pertanyaan. selanjutnya. E.Evaluas Evaluas dlakukan dengan cara memberkan pertanyaan langsung dan tdak langsung kepada mahasswa dan dengan memberkan kus. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 80

3 RENCANA KEGIATAN BELAJAR MINGGUAN (RKBM) Mata Kulah : Pengolahan Ctra Dgtal Kode : IES 6323 Semester : VI Waktu : 1 x 3x 50 Ment Pertemuan : 9 Mnggu Topk Metode Estmas Meda ke- (Pokok Bahasan) Pembelajaran Waktu (Ment) Dasar-dasar Warna 6.2 Sstem Koordnat Warna Ceramah, Dskus Kelas 1 x 3 x 50 Notebook, LCD, Papan Tuls Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 81

4 BAB 6 WARNA Perseps vsual ctra berwarna (color mages) umumnya lebh kaya dbandngkan dengan ctra htam puth (gray scale), karena tu ctra berwarna lebh dsenang dar ctra htam puth. Ctra berwarna menamplkan warna objek sepert warna aslnya (meskpun tdak terlalutepat demkan). Bab n akan mengurakan konsep warna, model warna, dan transformas warna dar satu model ke model lannya. 6.1 Dasar-dasar Warna. Warna yang dterma oleh mata dar sebuah objek dtentukan oleh warna snar yang dpantulkan oleh objek tersebut. Sebaga contoh, suatu objek berwarna hjau karena objek tersebut memantulkan snar bru dengan panjang gelombang 450 sampa 490 nanometer (nm). Warna snar yang drespon oleh mata adalah snar tampak (vsble spectrum) dengan panjang gelombang berksar dar 400nm (bru) sampa 700 nm (merah). Lhat Gambar 6.1. Gambar 6.1 Spektrum cahaya. Warna-warna yang dterma oleh mata manusa merupakan hasl kombnas cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Peneltan memperlhatkan bahwa kombnas warna yang memberkan rentang warna yang palng lebar adalah red (R), green (G), dan blue (B). Ketga warna tersebut dnamakan warna pokok (prmares), dan serng dsngkat sebaga warna warna dasar RGB. Warna-warna lan dapat dperoleh dengan mencampurkan ketga warna pokok tersebut dengan perbandngan tertentu (meskpun tdak sepenuhnya benar, karena tdak semua kemungknan Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 82

5 warna dapat dhaslkan dengan kombnas RGB saja), sesua dengan teor Young (1802) yang menyatakan bahwa sembarang warna dapat dhaslkan dengan pencampuran warna-warna pokok C1, C2, dan C3 dengan persentase tertentu [PIT93]: C ac1 + bc2 + cc3 (6.1) Bla ctra warna ddgtas, maka tga buah flter dgunakan untuk mengekstraks ntenstas warna merah, hjau, dan bru dan bla ketganya dkombnaskan kta memperoleh perseps warna. 6.2 Atrbut Warna Selan RGB, warna juga dapat dmodelkan berdasarkan atrbut warnanya. Setap warna memlk 3 buah atrbut, yatu ntensty (I), hue (H), dan saturaton (S). a. Intensty/brghtness/lumnance Atrbtu yang menyatakan banyaknya cahaya yang dterma oleh mata tanpa memperdulkan warna. Ksaran nlanya adalah antara gelap (htam) dan terang (puth). b. Hue Menyatakan warna sebenarnya, sepert merah, volet,dan kunng. Hue dgunakan untuk membedakan warna-warna dan menentukan kemerahan (redness), kehjauan (greenness), dsb, dar cahaya. Hue berasosas dengan panjang gelombang cahaya, dan bla kta menyebut warna merah, volet, atau kunng, kta sebenarnya menspesfkaskan hue-nya. c. Saturaton Menyatakan tngkat kemurnan warna cahaya cahaya, yatu mengndkas seberapa banyak warna puth dberkan pada warna. Sebaga contoh, warna merah adalah 100 % warna jenuh (saturated color), sedangkan warna pnk adalah warna merah dengan tngkat kejenuhan sangat rendah (karena ada warna puth ddalamnya). Jad, jka hue menyatakan warna sebenarnya, maka saturaton menyatakan seberapa dalam warna tersebut. Dalam praktek, hue dkuantsas dengan nla dar 0 sampa 255; 0 menyatakan merah, lalu memutar nla-nla spektrum tersebut kembal lag ke 0 untuk menyatakan merah lag. In dapat dpandang sebaga sudut dar 0 sampa 360. Jka suatu warna mempunya saturaton 0, maka warna tersebut tanpa hue, yatu dbuat dar warna puth saja. Jka saturaton 225, maka tdak ada warna puth yang Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 83

6 dtambahkan pada wana tersebut saturaton dapat dgambarkan sebaga panjang gars dar ttk pusat lngkaran ke ttk warna. Intensty nlanya dar gelap sampa terang (dalam praktek, gelap 0, terang225). Intensty dapat dgambarkan sebaga gars vertkal yang menembus pusat lngkaran. Ketga atrbut warna (I, H, dan S) dgambarkan dalam model IHS (ada juga yang menyebutkan model HSV, dengan V Value I ) yang dperlhatkan pada Gambar 6.2 Gambar 6.2 Model IHS 6.3 Sstem Koordnat Warna CIE (Commsson Internasonal de l Elclarege) atau nternasonal lghtng Commttee adalah lembaga yang membakukan warna pada tahun CIE mula-mula menstandarkan panjang gelombang warna-warna pokok sebaga berkut: R G B : 700 nm : nm : nm Warna-warna lan dapat dhaskan dengan mengkombnaskan ketga warna pokok tersebut. Model warna yang dgunakan sebaga acuan dnamakan model RGB. RGB bukan satu-satunya warna pokok yang dapat dgunakan untuk menghaslkan kombnas warna. Warna lan dapat juga dgunakan sebaga warna pokok (msalnya C Cyan, M magenta, dan Y Yellow), dapat dlhat pada Gambar 6.3. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 84

7 Karena tu CIE mendefenskan model warna dengan menggunakan warna-warna fktf (yatu, warna yang secara fsk tdak dapat drealsaskan), yang dlambangkan dengan X, Y,dan Z. Model warna tersebut dnamakan model XYZ. Warna-warna dspesfkaskan dengan jumlah relatf pokok fktf. Keuntungan utama model n adalah lumnance atau brgthness snyal dsedakan langsung oleh Y. Jad, nla Y memberkan nla ctra greyscale dar ctra berwarnanya. (a) Model RGB (b) Model CMY Gambar 6.3 Model Warna Kromatstas (chromatcty of color) masng-masng warna pokok, menunjukkan persentase relatve untuk warna pokok d antara warna pokok lannya pada warna yang dberkan, yang ddefenskan sebaga X x X + Y + Z (6.2) Y y X + Y + Z (6.3) Z z X + Y + Z (6.4) Warna puth acuan dnyatakan dengan X Y Z 1. Jumlah seluruh nla kromats warna adalah satu: x + y + z 1 (6.5) atau z 1 (x + y) 1 (6.6) Jelas hanya dua nla x dan y yang dbutuhkan untuk menspesfkaskan kromatstas warna, karena jka x dan y dketahu, z dapat dhtung denganpersamaan 6.6. Warna lebh tepat dnyatakan dengan kromatstas x dan y dan lumnans Y. Dagram kromatstas pada Gambar 6.4. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 85

8 Gambar 6.4 Dagram Kromatstas 6.4 Transformas Sstem Koordnat Warna Transformas warna dar bass CIE RGB ke CIE XYZ dapat dlakukan sebaga berkut: Dberkan trplet RGB (R, G, B) untuk pxel, maka trplet XYZ (X,Y, Z) dhtung dengan X Y Z R G 0.99 B (6.7) R G B X Y Z (6.8) Model warna RGB dan XYZ yang dkemukakan d atas adalah bakuan dar CIE. Ada juga model warna yang dusulkan untuk platform perangkat keras tertentu untuk menamplkan gambar. Msalnya Natonal Televson System Commttee (NTSC) menggunkan model warna RGB khusus untuk menamplkan ctra berwarna pada layar CRT. Format NTSC dgunakan pada televs d Amerka Serkat. Salah satu keuntungan utama dar format n adalah data greyscale dpsahkan dar data warnanya, sehngga snyal yang sama dapat dgunakan bak untuk layar berwarna maupun layar htam puth. Pada format NTSC, data ctra terdr atas tga komponen, lumnance (Y), hue (I), dan saturaton (Q). Komponen pertama, yatu Y menyatakan data greyscale, sedangkan Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 86

9 dua komponen terakhr membentuk chromnance. Jka dberkan trplet NTSC RGB (R,G,B) untuk pxel, maka nla YIQ untuk pxel yang bersangkutan dhtung dengan Y I Q R G B (6.9) Nla NTSC RGB semula dapat dhtung dengan menggunakan transformas balkan: R G B Y I Q (6.10) Transformas dar NTSC RGB ke CIF RGB dhtung dengan persamaan: R R _ NTSC G G _ NTSC B B _ NTSC (6.11) Sstem NTSC RGB dapat dtransformaskan ke sstem CIE XYZ dengan persamaan: X Y Z R _ NTSC G _ NTSC (6.12) B _ NTSC Sedangkan transformas dar CIE XYZ ke NTSCRGB dhtung dengan persamaan: R _ NTSC G _ NTSC B _ NTSC X Y Z (6.13) 6.5 Model warna CMY dan CYMK Warna cyan (C), magenta(m), dan yellow (Y) adalah warna komplementer terhadap red, green, dan blue. Dua buah warna dsebut komplementer jka dcampur dengan perbandngan yang tepat menghaslkan warna puth. Msalnya, magenta jka dcampur dengan perbandngan yang tepat dengan green menghaslkan puth, karena tu magenta adalah komplemen dar green. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 87

10 Model CMY dapat dperoleh dar model RGB dengan perhtungan berkut: C 1-R M 1-G (6.14) Y 1-B Model CMY dapat dgunakan untuk mencetak ctra berwarna, tetap karena ketdaksempurnaan tnta, model CMY tdak dapat menghaslkan warna htam dengan bak. Karena tu, model CMY dsempurnakan menjad model CMYK, yang dalam hal n K menyatakan warna keempat, dengan perhtungan sebaga berkut: K mn(c,m,y) C C - K (6.15) M M- K Y Y - K 6.6 Transformas warna RGB ke IHS Meskpun bass RGB bagus untuk menamplkan nformas warna, tetap a tdak cocok untuk beberapa aplkas pemrosesan ctra. Pada aplkas pengenalan objek, lebh mudah mengndentfkas objek dengan perbedaan hue-nya dengan cara memberkan nla ambang pada rentang nla-nla hue (panjang gelombang spektrum) yang melengkap objek. Masalahnya, bagamana melakukan pengambangan pada ruang warna RGB dan apa rumus mengaplkaskannya?. Masalah n lebh mudah dpecahkan bla nla RGB dkonvers ke nla ntensty (I), hue (H),dan saturaton (S). Aplkas yang lan msalnya dalam pemampatan ctra. Melakukan pemampatan secara terpsah pada setap nla R, G, dan B tdak dsarankan, karena data yang dmampatkan 3 kal lebh banyak dan waktu pemampatannya 3 kal lebh lama darpada waktu pemampatan ctra skala-abunya. Pemampatan ctra lebh relevan bla warna RGB-nya dkonverskan ke IHS karena algortma pemampatan pada ctra skala-abu dlakukan pada komponen I, sedangkan nla H dan S dkodekan dengan cara yang lan dengan sedkt atausama sekal tdak ada degradas. Model warna IHS mempersentaskan warna dalam termnology ntensty, hue,dan saturaton. Dar dagram kromatstas, buatlah segtga yang menghubungkan tga warna pokok red, green, blue (gambar 6.5). Ttk-ttk pada segtga menyatakan warna yang dapat dhaslkan dar pencampuran warna ttk sudut. Ttk tengah segtga menyatakan warna puth, yatu pencampuran warna pokok dengan warna fraks yang sama. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 88

11 Gambar 6.5 Segtga HIS Komponen RGB dar ctra berwarna dapat dkonverskan ke model warna IHS. Dengan mengasumskan komponen RGB telah dnormalsaskan ke 1, maka I dhtung dengan rumus: 1 I ( R + G + B) 3 (6.16) Persamaan datas serng dgunakan untuk mengubah ctra berwarna menjad ctra skala-abu. H dhtung dengan rumus: H cos -1 2 ( R G) 2R G B 2 + ( R B)( G B) (6.17) Nla S dhtung dengan rumus: 3 S 1 mn( R, G, B) R + G + B (6.18) Alternatf lan mengubah model RGB ke model IHS adalah sebaga berkut. Konvers dar model RGB ke model IHS dlakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah merotaskan koordnat RGB ke sstem koordnat (I,V1,V2) dengan transformas: Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 89

12 I 3/3 3/3 3 / 3 R V1 0 1/ 2 1/ 2 G (6.19) V 2 2 / 6 1/ 6 1/ 6 B Langkah kedua adalah menghtung H dan S dar koordnat (V1, V2): 1 H tan ( V2 / V1 ) (6.20) 2 2 1/ ) S ( V + V (6.21) Nla H adalah dalam selang [0,2π] atausetara dengan [0,36 0 ]. Transformas dar model IHS ke model RGB dapat dlakukan dengan prosedur balkan: V1 S cos (H) (6.22) V2 S sn (H) (6.23) R G B 3/3 3/3 3/3 0 1/ 2 1/ 2 2/ 1/ 1/ 6 I 6 V 6 V 1 2 (6.24) Dengan transformas RGB ke IHS, maka algortma pemrosesan ctra yang semula untuk ctra skala-abu dapat dterapkan pada komponen ntensty, sedangkan alogrtma segmentas ctra dapat dlakukan pada komonen H. Tranformas ctra dar bass RGB ke bars IHS dlakukan sebelum pemrosesan ctra. Ctra yang sudah dproses dapat dkonverskan kembal ke bass RGB untuk tujuan dsplay. Pengolahan Ctra Dgtal/Mnarn, S. S., MT 90