Rangkuman BAB II Konsep Fundamental Pengolahan Citra Digital

1. Tiga Komponen Pembentuk Persepsi Visual

    Secara lebih umum, persepsi visual ini bisa dimodelkan menjadi Sumber Cahaya - Objek - Sensor.

Ada tiga komponen sehingga terbentuk sebuah persepsi terhadap sebuah tampilan, yaitu Sumber cahaya - Objek - Sensor. Jika ada salah satu saja komponen tidak ada atau rusak, maka persepsi visual tidak akan terjadi atau terganggu. Misalnya saja jika sensor yang digunakan adalah mata manusia. Jika mata manusia buta, maka manusia tidak bisa melihat walaupun benda dan sumber cahaya ada.

A. Sumber Cahaya

    Sumber cahaya sebagai salah satu yang mempengaruhi terhadap persepsi visual juga dapat memberikan kesan yang berbeda apabila menggunakan sumber cahaya yang berbeda. Berikut ini beberapa contoh bahwa pengaruh cahaya terhadap persepsi manusia terhadap warna dalam kehidupan sehari-hari :

1. Pemeriksaan keaslian uang menggunakan sinar ultraviolet. Pada uang kertas, bagian-bagian tertentu dicetak dengan tinta khusus yang berpendar ketika dikenai cahaya ultraviolet. Di berbagai negara cara ini digunakan. Ilustrasinya terdapat pada Gambar dibawah.

2. Konsep tentang pengaruh sumber cahaya ini juga menjadi penjelas mengapa cacat yang tedapat pada pakaian yang dijual di pasar pakaian bekas tidak terlalu terlihat jelas. Cacat itu bisa berupa warna yang sudah pudar, warna yang agak berbeda antara satu bagian pakaian dengan bagian lainnya, bolong kecil, dsb. Penyebabnya adalah pencahayaan yang sangat minim sehingga toko terlihat remang-remang sehingga sulit mengenali cacat tersebut. Penjelasan lebih dalam bisa dibaca pada subbab 12.5.8 Model Warna HSV.

3. Di beberapa toko daging pencahayaannya dibuat sedemikian rupa sehingga daging pada etalase dibuat tampak agak kemerahan. Hal tersebut dilakukan berdasarkan persepsi bahwa daging yang segar adalah daging yang terlihat merah.

4. Jenis sumber cahaya yang digunakan dapat mempengaruhi warna dari objek yang dilihat. Beberapa jenis sumber cahaya yang mudah dijumpai adalah horizon light (D50 illuminant), TL84 illuminant, lampu pijar (A illuminant), dan sinar ultraviolet. Gambar 2-3 menunjukan perbedaan warna pada katalog warna dengan jenis sumber cahaya yang berbeda. Pada Gambar 2-3 (d) terlihat bahwa hanya kumpulan warna bagian atas yang menyala. Hal itu disebabkan kumpulan warna pertama diwarnai oleh pewarna yang berpendar ketika dikenai sinar ultraviolet sedangkan kumpulan warna yang lain menggunakan pewarna biasa.

B. Objek

    Selain sumber cahaya, objek yang dilihat manusia dapat mempengaruhi terhadap persepsi visual. Misalnya objek yang dilihat adalah bunga matahari. Bunga matahari memiliki warna kuning karena kelopak pada bunga matahari menyerap gelombang cahaya kuning dari sinar matahari. Kemudian kelopak bunga matahari akan memantulkan gelombang cahaya kuning dan diterima oleh mata manusia. Begitu pula dengan lukisan, cat, mobil, warna mata, dan objek-objek lainnya.

C. Sensor

    Sensor sebagai media untuk menangkap visualisasi terhadap objek yang dilihat akan memberikan presepsi yang berbeda tergantung dengan sensor yang digunakan. Misalnya saja sensor yang digunakan adalah mata manusia. Apabila mausia melihat taman bunga dengan jenis bunga dan warna bunga yang beragam, tentunya kita akan melihat taman bunga yang memiliki warna yang bermacam-macam. Hal tersebut akan berbeda jika yang melihat adalah seekor anjing. Anjing memliki mata yang berbeda dengan manusia, sehingga penglihatan anjing akan memiliki persepsi visual yang berbeda pula dengan manusia, hal ini dapat dilihat pada Gambar dibawah. Selain itu, penggunaan sensor lain seperti sensor kamera akan memberikan kualitas gambar yang berbeda bergantung terhadap kualitas alat-alat di dalam kamera tersebut.

2. Formasi citra pada mata manusia

    Mata manusia sebagai sensor penglihatan utama bekerja secara sistematis yang disebut dengan sistem penglihatan manusia. Cahaya yang dipantulkan oleh objek yang kita lihat akan ditangkap oleh mata manusia. Jika mata manusia bekerja secara normal, maka pantulan cahaya tersebut akan mengenai tepat pada retina. Pada retina terdapat dua reseptor yaitu rods/batang dan cones/kerucut. Rods/batang adalah reseptor yang peka terhadap perbedaan intensitas cahaya (gelap/terang) sedangkan cones/kerucut adalah reseptor yang peka terhadap perbedaan warna. Rods beradaptasi lebih lambat dibandingkan cones. Itulah sebabnya ketika seorang manusia memasuki ruangan yang minim penerangan (misalnya bioskop), maka perlu waktu yang cukup lama bagi mata manusia untuk beradaptasi agar bisa melihat dengan jelas apa yang ada di sekeliling.

    Masing-masing sel cones peka pada panjang gelombang tertentu. Kombinasi dari setiap tiga tipe sel cones tersebut diinterpretasikan sebagai sebuah warna tertentu oleh otak manusia. Sel rod mengukur jumlah energi yang diterima mata, yang berarti tingkat keabuan. Tipe L, M, dan S, adalah kependekan dari long, medium, dan short yang maksudnya adalah panjang gelombang cahaya (Tabel 2-1) [16].

    Adanya reseptor yang berbeda di dalam retina ini juga menjelaskan kita akan fenomena buta warna. Buta warna parsial misalnya terjadi karena ada masalah pada cones sehingga hanya sebagian saja yang aktif. Oleh karena itu, beberapa warna akan terlihat sama. Buta warna parsial meliputi buta warna merah dan hijau (protanopia dan deuteranopia), dan buta warna biru dan kuning (tritanopia). Gambar dibawah menujukan perbedaan penglihatan mata normal dengan mata penderita buta warna parsial.

3. Letak Persepsi Warna

    Kendatipun mata manusia memiliki kemampuan yang luar biasa sebagai sensor cahaya, namun sebetulnya persepsi terhadap cahaya tersebut terletak pada otak manusia, bukan pada mata. Mata hanya memberikan data kepada otak tentang hasil penangkapannya, kemudian otaklah yang mengolah dan memaknai hasil penangkapan mata.

    Selain itu kerusakan pada otak juga bisa berpengaruh terhadap cahaya yang ditangkap oleh mata. Ketika misalnya terjadi kecelakaan pada kepala yang menyebabkan kebutaan padahal organ mata masih berfungsi dengan baik, maka sebelulnya saraf otak yang mengenali cahaya rusak sehingga walaupun mata bisa mengenali cahaya, namun otak akan mempersepsi tidak ada satupun cahaya yang masuk (gelap).

4. Cahaya dan Spektrum Elektromagnetik (Percobaan Newton)

    Pada abad ke-18, Newton meneliti tentang cahaya. Dia melewatkan seberkas cahaya matahari ke dalam ruang gelap dan mengenakannya pada sebuah prisma. Ternyata cahaya itu terdifraksi dan terurai menjadi beberapa cahaya dengan warna yang berbeda yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dari sini bisa disimpulkan bahwa cahaya putih ternyata merupakan gabungan dari berbagai berkas cahaya yang berbeda.

    Cahaya sebetulnya adalah gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik sebetulnya memiliki berbagai bentuk seperti gelombang radio, inframerah, ultraviolet, dan sebagainya. Cahaya adalah satu-satunya gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata. Jika diteliti lebih lanjut, maka cahaya hasil difraksi tersebut dapat diilustrasikan pada Gambar diatas. Gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata berwarna ungu sampai dengan merah dengan panjang gelombang 380780 nm. Adapun gelombang lain yang tidak dapat dilihat dengan mata manusia namun bisa berguna untuk berbagai keperluan yang berbeda. Misalnya saja, sinar gamma digunakan pada bidang astronomi untuk melihat objek-objek eksotis diluar angkasa, seperti supernova. Sinar-X digunakan untuk membuat foto rontgen yang sangat berguna untuk dunia kedokteran. Sinar ultraviolet berguna untuk lampu penerangan dan pendeteksian uang palsu. Inframerah berguna untuk remote dan kamera CCTV di malam hari. Radar berguna untuk bidang militer. TV dan radio. berguna untuk media penyiaran.

    Beberapa prinsip yang perlu dipahami bahwa semakin kecil panjang gelombang maka semakin besar frekuensi yang berarti semakin besar energi yang terkandung. Sebagai ilustrasi yang paling mudah adalah laser pointer berwarna hijau memiliki energi yang lebih besar dibandingkan laser pointer berwarna merah. Oleh karena itu, laser pointer berwarna hijau dapat menempuh jarak yang lebih jauh dibandingkan yang berwarna merah. Konsekuensinya adalah laser pointer berwarna hijau memerlukan daya baterai yang lebih besar dibandingkan yang berwarna merah.

    Semakin besarnya frekuensi suatu gelombang maka akan berdampak besar terhadap tubuh manusia. Oleh karena itu tubuh manusia harus terlindungi ketika diterpa gelombang-gelombang energi tinggi seperti ultraviolet, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Jika terlalu sering terpapar oleh gelombang energi tinggi ini maka organ tubuh manusia bisa rusak. Misalnya saja kulit yang terlalu sering kenar sinar UV akan mengalami kerusakan. Itu juga yang menjadi alasan bahwa penggunaan sinar-X untuk membuat foto rontgen pada pasien secara beruntun dibatasi.