Tentang Warna

Variasi  warna  adalah  bentuk  variasi  panjang  gelombang  radiasi elektromagnetik.  Suatu  bahan  akan  menyerap  atau  memantulkan  sinar  cahaya  berbagai  panjang gelombang secara berbeda-beda, tergantung warnanya. Warna adalah spektrum tertentu yang terdapat di  dalam  suatu cahaya  sempurna  (berwarna  putih).  Identitas  suatu  warna  ditentukan  panjang gelombang  cahaya  tersebut.  Panjang  gelombang  warna  yang  masih  bisa  ditangkap mata  manusia berkisar antara 380-780 nanometer. 

Dengan  demikian  pengukuran-pengukuran  dapat  dilakukan  menggunakan  cahaya  tunggal (monochromatic)  berbagai  panjang  gelombang  (spectrophotometry).  Spektrum  cahaya  nyata  (visible light) pada umumnya dibagi dalam delapan interval berdasarkan karakteristik warnanya (Purwantana 2005). Pembagian spektrum warna dapat dilihat pada Gambar 1

Metode Pengukuran Warna

Ada  dua  metode  pengukuran  warna  yang  banyak  digunakan,  yaitu  metode  pengukuran  warna secara  objektif  maupun  subjektif. Warna  merupakan  sifat  produk  pangan  yang  dapat  dipandang sebagai sifat fisik (obyektif) dan sifat organoleptik (subyektif). Warna dapat dianalisa secara obyektif dengan  instrumen  fisik  dan  secara  organoleptik  atau  subyektif  dengan  indera  manusia. Pengukuran objektif  dapat  dilakukan  dengan  Spektrophotometer, Colorimeter  atau Chromameter,  dan  kamera CCD.  Sedangkan  pengukuran  subjektif  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan  diagram  warna Chromaticity CIE 1931, Munsell, dan Hunter.

Chromaticity CIE 1931

Pada  teori  tristimulus  persepsi  warna  dapat  dilihat  pada  Gambar  3,  bahwa  suatu  warna  dapat diperoleh  dari  suatu  campuran  tiga  warna  utama:  merah,  hijau  dan  biru  (Red  Green  Blue).  Sumber utama yang dipakai dalam sistem ini adalah cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 700 nm (merah), 546 nm (hijau), dan 435 nm (biru) (Gambar 3)

Sinar putih referensi memiliki spektrum datar dengan komposisi R=G=B=1.  Meskipun hampir setiap warna yang tampak dapat ditentukan sesuai dengan tiga komponen diatas, tetapi masih terdapat beberapa  warna  yang  tidak  dapat  diuraikan  sebagai  kombinasi  dari  ketiga  warna  dasar  tersebut. 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 (Suhendra 2011).

Menurut Suhendra (2011), 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 4.

Diagram Chromaticity  (Gambar  4)  menunjukkan  semua  visible  colours.  Sumbu  x  dan  y merupakan nilai normalisasi warna utama X dan Y untuk 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. Warna spektrum utama murni berada pada bagian kurva batas daerah, dan suatu sinar putih standar memiliki warna yang didefinisikan berada dekat (tetapi tidak di) titik dengan persamaan energi x = y = z = 1/3.

Menurut  Ahmad  (2005),  CIE  (Komisi  Iluminasi  Internasional)  mengembangkan  model  warna yang banyak diterapkan pada alat ukur warna. Sistem  warna  ini mempunyai tiga buah sumbu utama, yaitu  X,  Y,  Z.  Warna  ditentukan  oleh  besaran  relatif  ketiga  sumbu  yang  cocok  dengan  warna  yang diberikan. Y adalah nilai kecerahan, diukur dari besaran cahaya pada semua panjang gelombang. Nilai kromasiti,  yaitu  besaran  nilai  pada  panjang  gelombang  tertentu,  tergantung  pada  panjang  gelombang yang mendominasi dan kejenuhannya, tidak tergantung pada kecerahan.

Dari  data  pengukuran  menggunakan  alat  ukur  warna  misalnya,  nilai-nilai  kromasiti  dapat dihitung atau dinormalkan dengan cara sebagai berikut:

Karena  x  +  y  +  z  =  1,  hanya  dua  nilai  yang  perlu  dinyatakan  dan  yang  ketiga  segera  dapat diketahui  dengan  cara  menghitungnya,  karena  jumlah  ketiganya  sama  dengan  satu.  Oleh  karena  itu, sebuah warna kemudian dapat dinyatakan dengan dua nilai kromasiti, x dan y, dan nilai kecerahan Y.

Nilai  kromasiti  x  dan  y  mewakili  komponen  warna  yang  bebas  terhadap  kecerahan  warna.  Jadi  dua buah  warna,  hijau  muda  dan  hijau  tua  dapat  terlihat  berbedatapi  sebenarnya  kedua  warna  tersebut mempunyai bentuk spektrum panjang gelombang yang relatif sama.

Sistem Warna Hunter (Lab)

Sistem  warna  Hunter  dikembangkan  oleh  Hunter  tahun  1952.  Pengukuran  warna  dengan metode ini jauh lebih cepat dengan ketepatan yang cukup baik. Pada sistem ini term penilaian terdiri atas 3 parameter  yaitu L, a dan b. Lokasi  warna pada sistem  ini ditentukan dengan koordinat L∗, a∗, dan  b∗. Notasi   L*: 0 (hitam); 100 (putih)  menyatakan  cahaya  pantul  yang  menghasilkan  warna akromatik putih, abu-abu dan hitam. Notasi a*: warna  kromatik campuran  merah-hijau  dengan  nilai +a*  (positif)  dari  0  sampai  +80 untuk  warna  merah  dan  nilai –a*  (negatif)  dari  0  sampai -80  untuk warna  hijau. Notasi  b*:  warna  kromatik  campuran  biru-kuning  dengan nilai  +b*  (positif)  dari  0 sampai +70 untuk warna kuning dan nilai –b* (negatif) dari 0 sampai -70 untuk warna biru (Suyatma 2009).

Nilai  L dalam pengukuran ini langsung dapat dibandingkan dengan nilai Y pada CIE system atau value pada system Munsell. Nilai-nilai pengukuran pada sistem Hunter bisa dikonversikan ke x, y dan z pada system CIE.

Lab merupakan model warna yang dirancang untuk menyerupai persepsi penglihatan manusia dengan  menggunakan  tiga  komponen  yaitu  L  sebagai luminance  (pencahayaan)  dan  a  dan  b  sebagai dimensi  warna  yang  berlawanan.  Perancangan  sistem  aplikasi  ini  menggunakan  model  warna  Lab.

Model warna ini dipilih karena terbukti memberikan hasil yang lebih baik daripada model warna RGB dalam mengukur nilai kemiripan ciri warna dalam citra. Model warna Lab juga dapat digunakan untuk membuat  koreksi  keseimbangan  warna  yang  lebih  akurat  dan  untuk  mengatur  kontras pencahayaan yang  sulit  dan  tidak  mungkin  dilakukan  oleh  model  warna  RGB.  Dalam  melakukan  konversi  model warna RGB ke model warna Lab terlebih dahulu dilakukan proses konversi model warna RGB ke CIE XYZ. Tahap selanjutnya baru dilakukan konversi model warna CIE XYZ ke CIE Lab.  Di bawah ini adalah  rumus  standar  untuk  konversi  linier  RGB  ke  CIE  XYZ  (Plataniotis  dan  Venetsanopoulos 2000):

Sedangkan  berikut  adalah  rumus  konversi  dari  CIE  XYZ  ke  CIE  Lab  (Plataniotis  dan Venetsanopoulos 2000):

Karena keseragaman skala pada ruang warna CIELAB  maka perbedaan persepsi warna dapat dirumuskan dengan sederhana pula:

Pengaruh nilai perbedaan warna tersebut dapat dilihat seperti tabel di bawah ini:

Perbedaan Warna ∆E	Pengaruh
< 0,2	tidak terlihat
0,2 - 1,0	sangat kecil
1,0 - 3,0	kecil
3,0 - 6,0	sedang
> 6,0	besar

Istilah populer untuk perbedaan warna:

Perbedaan komponen
ΔL*	(+) lebih cerah	(-) lebih gelap
Δa*	(+) lebih merah	(-) lebih hijau
Δb*	(+) lebih kuning	(-) lebih biru
ΔE*	Perbedaan Warna