Jumat, 18 Februari 2011

Colorimetry Part II: CIE1976 - Ruang Warna CIELUV, CIELAB, CIELCh, Chromaticity u’v’ dan Chromaticity a*b*

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tulisan ini merupakan lanjutan dari  
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


CIE 1976 L*u*v* - CIELUV
Usaha untuk menyeragamkan skala pada diagram chromaticity yang sebanding dengan persepsi mata manusia dilakukan secara intensif mulai tahun 1960-an dan pada tahun 1976 CIE berhasil mendefinisikan chromaticity u’, v’ yang nyaris memiliki skala seragam sempurna. CIE mendefinisikan ruang warna CIELUV berdasarkan rumusan yang ditulis ilmuwan Amerika Elliot Quincy Adams pada tahun 1960 dinamakan “Adams chromatic valence color space”; dan melalui sebuah perubahan dari CIE 1964 (U*,V*,W*) CIEUVW.

Diagram chromaticity uv

Diagram chromaticity u'v'

Perubahan ini meliputi sedikit modifikasi skala Kecerahan Warna (Lightness) dan sebuah perubahan lainnya pada skala v', dimana nilai v' sama dengan 1,5 kali nilai v pada versi pendahulunya di tahun 1960.
Diagram yang dibentuk ini juga dikenal dengan diagram chromaticity u'v' memiliki skala keseragaman yang lebih memuaskan daripada chromaticity sebelumnya; dalam ruang warna CIE 1976 UCS (Universal Chromaticity Scale) yang dapat dibandingkan dengan chromaticity uv yang dirancang oleh David MacAdam di tahun 1960 tersebut.
Dibawah ini memperlihatkan bahwa diagram chromaticity xy tidak memiliki keseragaman skala sedangkan diagram chromaticity u'v' memiliki skala yang lebih seragam
Skala pada diagram chromaticity xy dan u'v'

Ruang warna CIE 1976 (L*u*v*) atau CIELUV merupakan ruang warna dengan skala seragam didefinisikan dengan menggambarkan 3 koordinat geometrik L*, u* dan v* rumus konversi CIEXYZ  -->  CIELUV seperti:

Dimana Y, u', v' diumpamakan sebagai besaran stimuli warna dan Yn, un dan vn sebagai besaran stimuli titik warna putih:
dan adalah nilai titik putih (white point) pada chromaticity u'v' (dihitung dengan menggunakan rumus seperti diatas dengan daftar nilai demikian juga dengan un’ dan vn). Contoh nilai un’ dan vn untuk Standard Observer 2° dan Standard Illuminant C adalah:
 
Sebaliknya chromaticity xy bisa dibentuk dari chromaticity u'v' dengan rumus sebagai berikut:
 
CIEL*u*v* color model
Dan notasi CIEL*u*v* diberikan arti sesuai persepsi manusia yaitu:
CIE_ L* = lightness atau kecerahan warna
CIE_u* = kuat warna pada sumbu merah – hijau
CIE_v* = kuat warna pada sumbu kuning – biru
Sedangkan versi silinder nya adalah CIELChuv, yang diberikan arti sebagai berikut:
CIE_Cuv  = nilai chroma atau kejenuhan warna
CIE_huv  = nilai hue atau jenis warnanya

Diagram Chromaticity u*v*

Karena besaran CIELUV mendekati linear sebanding dengan persepsi mata manusia, maka pada ruang warna ini dimungkinkan untuk menghitung perbedaan warna dengan rumusan sederhana yang dapat dengan mudah untuk dimengerti dan dibuat perbandingan, yaitu: 


CIE 1976 L*a*b* - CIELAB
CIELAB adalah ruang warna yang didefinisikan CIE juga pada tahun 1976 (CIE 1976 L*a*b*) merupakan rumus kedua setelah CIELUV; kedua ruang warna CIELUV dan CIELAB tersebut mempunya fungsi konversi 1:1, jadi ruang warna adalah identik, hanya penampilan besaaran yang berbeda.
Dengan CIELAB kita mulai diberikan pandangan serta makna dari setiap dimensi yang dibentuk, yaitu:
-          Besaran CIE_L* untuk mendeskripsikan kecerahan warna, 0 untuk hitam dan L* = 100 untuk putih),
-          Dimensi CIE_a* mendeskripsikan jenis warna  hijau – merah, dimana angka negatif a* mengindikasikan warna hijau dan sebaliknya CIE_a* positif mengindikasikan warna merah,
-          Dimensi CIE_b* untuk jenis warna biru – kuning, dimana angka negatif b* mengindikasikan warna biru dan sebaliknya CIE_b* positif mengindikasikan warna kuning.
CIEL*a*b* Color Model



Chromaticity a*b*
Karena CIELAB adalah juga merupakan model tiga dimensi, maka CIELAB hanya dapat digambarkan dengan benar apabila dalam ruang tiga dimensi, dan apabila kita ambil irisan komponen a* dan b*, maka kita akan mendapatkan diagram chromaticity a* b*. 
Gambar diagram chromaticity a*b* disamping ini untuk lebih menjelaskan  luas Chromaticity a*b* pada tingkat kecerahan (CIE_L*) tertentu, yaitu CIE_L* = 75, CIE_L* = 50 dan CIE_L* = 25.
Pada tingkat kecerahan maximum CIE_L* dan minimum CIE_L* = 0 bidang chromaticity a*b* tersebut menjadi kecil sekali mendekati 0, sehingga secara sederhana kita bisa membayangkan bahwa model warna CIELAB seperti bentuk bola (lihat gambar model warna CIELUV diatas).


Titik netral ada diposisi CIE_a* = CIE_b* = 0 (garis akromatis)


Perlu diingat bahwa ruang warna tersebut masih merupakan turunan dari ruang warna “unggulan” CIEXYZ yang sudah sekian lama didefinisikan oleh CIE sendiri. Ruang warna inilah yang paling populer dipergunakan dalam bidang Color Management System di industri grafika.
CIELAB juga mempunyai model silinder yaitu CIELChab yang mempunyai makna hampir sama dengan CIELChuv.

CIEL*a*b* (CIELAB) adalah ruang warna yang paling lengkap. Ruang warna ini menggambarkan semua warna yang dapat dilihat oleh mata manusia dan dibuat sedemikian rupa sehingga bersifat mandiri tidak tergantung pada alat maupun proses, sehingga ICC – International Color Corsortium menggunakan ruang warna CIEXYZ dan CIELAB sebagai dasar perhitungan komunikasi warna (PCS – Profile Communication Space) dalam Color Management System, dan CIELAB dipergunakan untuk mendeskripsikan warna, perbedaan warna serta toleransi dalam standar internasional ISO 12647.

Sejak CIELUV dan CIELAB didefinisikan, maka dalam perkembangannya kini CIE lebih menekankan pendekatan tampilan visual, dan model warnanya dikategorikan sebagai Color Appearance Model, yang puncaknya adalah model CIECAM02.

Konversi CIEXYZ --> CIELAB:



CIELCh
Model warna CIELCh merupakan model warna turunan dari model warna CIELUV atau CIELAB, yang diturunkan dari CIELUV adalah identik dengan CIELUV sedangkan yang diturunkan dari CIELAB, dengan demikian boleh disebutkan bahwa model warna CIELCh adalah model warna virtual. Yang diturunkan hanya nilai choma nya saja (lihat daftar), sedangkan L memiliki makna dan nilai yang sama dengan CIELUV maupun CIELAB.
Untuk mendapatkan nilai C dan h dipergunakan rumus segitiga siku-siku sederhana (Pythagoras)
Jadi agar tidak membingunkan kita perlu menyebutkan CIELCh yang mana, apakah yang diturunkan dari CIELUV ataukah yang diturunkan dari CIELAB (meskipun pada pengunaannya dewasa ini sering mengacu pada CIELAB).

Contoh warna jingga memiliki beberapa nilai sesuai dengan ruang warna yang dipakai:

CIEXYZ – chromaticity xy
X =    49,13
Y =    34,51
Z =       2,67
x =     0,569
y =     0,400
CIELUV – CIELCHuv
L*    =       65,37
u*    =     122,37
v*    =       60,22
C*uv =     136,38
h*uv  =     26,20°
CIELAB – CIELCHab
L*    =          65,37
a*    =          50,86
b*    =          21,92
C*ab =          96,42
h*ab  =        58,17°

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


Di tahun 1976 CIE mendefinisikan (sebagian merupakan rumusan baru yang diturunkan dari ruang warna CIEXYZ):
-      Model warna CIELUV
-       Model warna CIELAB
-       Model warna CIELCh
-       Chromaticity u'v'
-       Perbedaan Warna ΔEuv dan ΔEab

CIELAB 1976 yang merupakan perbaikan dari sistem CIEXYZ 1931; Perbaikan tersebut terutama difokuskan pada pendekatan dan keseragaman angka skala dengan persepsi visual, sehingga definisi perbedaan warna deltaE lebih rasional dan mudah dipahami. 

References:
1.       János D. Schanda, COLORIMETRY - Chapter 9 dari buku OSA/AIP Handbook of Applied Photometry (ed.: Dr. Casimer DeCusatis IBM, Poughkeepsie, NY USA)
2.       Silja Holopainen, Colorimetry - Presentasi Bahan Kuliah Pengukuran Warna, 2006
3.       Gernot Hoffmann, CIELab Color Space, Illustrasi dan Visualisasi, 2008
4.       Danny Pascale, BabelColor: Color Translator & Analyzer Help Manual Version 3.0, 2010
5.       Artikel-artikel Wikipedia tentang: Colorimetry, CIEXYZ, CIELAB, Color Temperature, Color Rendering dan Metamerism
6.       Gernot Hoffmann, CIE Color Space, 2010

6 komentar:

FIRMANSYAH mengatakan...

Wah makasih SArapannya Om....
Bermanfaat sekali nih...

Anonim mengatakan...

maaf saya mau tanya untuk sustem warna cielab.. batas a* dan b* positif negatifnya berapa ya?
terima kasih
.aldina.

Herman Pratomo mengatakan...

@Aldina: saya belum dapat memastikan max dan min untuk a* dan b*; kalau di Adobe Photoshop kita bisa memasukan nilai antara -128 .. 127

ilmusablon mengatakan...

pak aldina dan pak herman ..hal ini berhubungan dengan color space atau gamut warna .. beda mesin , beda tinta = beda color space . penentuan max min a+ a- b+ b- .. itu semua tergantung gamut warna hasil dari mesin cetak nya pak.. atau di sebut juga icc profile , jika icc profile sudah jadi ,tinggal masukin icc profile ke phtoshop .

Frangky Tupamahu mengatakan...

pak m tanya untuk simbol(*) pada L* a* b* itu dinamakan apa? msh newbe
trima kasih sebelumnya :) cz sangat membantu pemahaman tentang warna.

Frangky Tupamahu mengatakan...
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.