BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Multimedia
Multimedia memiliki berbagai pengertian, diantaranya multimedia adalah sebuah kombinasi dari text, gambar, suara, animasi dan video yang ditampilkan dalam komputer atau peralatan elektronik lainnya [13]. Multimedia adalah interaksi antara teks, suara, gambar statis, animasi, dan video [7]. Multimedia adalah kombinasi dari paling sedikit 2 media input atau output dari data [11]. Sehingga secara
keseluruhan dapat disimpulkan, bahwasanya multimedia merupakan suatu
kombinasi yang dapat menciptakan presentasi yang dinamis dan interaktif antara teks, image, audio, animasi, dan video.
Teks
Video
Suara
Multimedia
Citra
Animasi
Gambar 2.1 Komponen Multimedia ( Sumber : Sofyan [14] )
Universitas Sumatera Utara
Teknologi multimedia dapat menggabungkan beberapa media penyampai informasi, misalnya menggabungkan gambar dengan suara, atau dengan data lainnya dalam satu media. Penggabungan ini menghasilkan sebuah sistem multimedia sehingga penyampaian informasi lebih menarik dan interaktif dari pada menggunakan satu media saja dan informasi juga dapat ditampilkan secara serentak melalui berbagai media.
Tabel 2.1 Contoh Penggunaan Multimedia ( Sumber : Kadir [7] )
Contoh Pendidikan
Presentasi bisnis Hiburan Kios interaktif
Telekonferensi
Keterangan Multimedia digunakan untuk memvisualisasikan pelajaranpelajaran yang sulit diterangkan ( misalnya fisika dan matematika ) dengan cara konvensional. Multimedia digunakan sebagai media komunikasi yang efektif untuk memasarkan produk atau gagasan ke audien. Multimedia digunakan dalam program-program permainan untuk membentuk suasana yang lebih menarik dan interaktif. Kios adalah tempat informasi yang biasa dijumpai pada tempat-tempat umum ( misalnya pada mall atau universitas ). Pemakai dapat berinteraksi dengan layar sentuh untuk mempermudah dalam mencari informasi. Multimedia digunakan untuk bertemu muka dan berbicara melalui kamera kecil yang dihubungkan ke masing-masing komputer pemakai.
2.1.1. Teks
Teks merupakan salah satu bagian dari multimedia dan bentuk media yang paling umum digunakan dalam menyajikan informasi, baik yang menggunakan model baris perintah ataupun GUI (Graphical User Interface), teks dapat disajikan dengan berbagai bentuk font maupun ukuran.
2.1.2. Suara
Suara merupakan media ampuh untuk menyajikan informasi tertentu [7]. Misalnya untuk memperdengarkan cara melafalkan sebuah kata dalam bahasa inggris, dengan bantuan suara pemakai dapat mendengar bunyi suatu kata dengan tepat. Suara hasilkan oleh konversi dari energi yang menjadi getaran di udara atau medium elastis lainnya yang dideteksi oleh telinga dan dikonversi menjadi saraf impuls yang didengar suara. Gelombang suara bervariasi dalam tingkatan tekanan suara dan dalam frekuensi atau pich. Suara yang terdapat di alam
Universitas Sumatera Utara
merupakan gelombang dan suara analog. Waktu yang diperlukan untuk satu getaran atau gelombang dinamakan perioda, dan gelombang yang terjadi setiap detik dinamakan frekuensi[4].
2.1.3. Citra Citra terbentuk oleh penyampaian sejumlah energi yang memasuki sensor citra [16]. Citra merupakan hasil pengambilan citra yang dapat melalui alat penangkap citra, seperti kamera dan scanner, yang hasilnya sering disebut dengan gambar, bisa berwujud sebuah ikon, foto, ataupun simbol [7]. Dalam membuat aplikasi multimedia, citra dapat memberi arti pada suatu objek sehinggga arti dari suatu objek dapat diketahui walaupun tidak diberikan keterangan secara tekstual.
2.1.4. Animasi
Animasi memiliki berbagai pengertian, diantaranya animasi adalah tindakan membuat sesuatu menjadi hidup [16].Animasi adalah teknik untuk membuat gambar yang bergerak [7]. Animasi juga diartikan penggunaan komputer untuk menciptakan gerak pada layer [3]. Sehingga secara keseluruhan dapat disimpulkan, bahwasanya animasi dapat diartikan membuat gambar dengan menggunakan komputer sehingga terkesan seolah-olah gambar bergerak.Animasi sebenarnya objek yang bergerak melintasi atau masuk atau keluar dalam layar, animasi dapat dilakukan karena adanya fenomena biologi dan fenomena psikologi yang disebut phi. Dengan animasi, serangkaian image diubah secara perlahan dan sangat cepat, satu sesudah yang lain sehingga tampak berpadu ke dalam ilusi visual gerak. Animasi paling sederhana muncul dalam ruang dua dimensi(2-D), perubahan visual yang menjadi image hidup tampak dalam aksis Cartesius x dan y pada layar, animasi ini sederhana dan statis, tidak mengubah posisi mereka pada layar.Animasi yang lebih kompleks muncul dalam ruang intermediet 21�2-D (dimana bayangan, highlight, dan
perspektif buatan menyediakan ilusi mengenai kedalaman, tiga dimensi).
Animasi yang paling realistis muncul dalam ruang tiga dimensi(3-D), dimana perangkat lunak menciptakan realm virtual dalam tiga dimensi dan perubahan (gerakan) dihitung tiga aksis(x, y, z). Hal itu membuat image atau objek yang diciptakan tampak muka, belakang, samping, atas,dan bawah dapat bergerak
Universitas Sumatera Utara
mendekati dan menjauhi pemirsa, atau dalam sumber cahaya virtual dan sudut pandang, mengizinkan pemirsa untuk menjelajahi dan melihat seluruh bagian objek dari semua sudut.
2.1.5. Video
Video merupakan elemen tambahan yang berisi rekaman dari kaset video atau lainnya yang berada analog, kemudian ke dalam lingkungan komputer, sehingga berubah menjadi gambar-gambar digital yang tidak jauh dengan animasi yang memakai suara [14]. Pada video atau animasi terdapat satuan fps yang digunakan untuk menyatakan jumlah citra yang dipakai. Pengertian fps (frame per second) adalah jumlah bingkai citra yang ditunjukkan dalam satu detik untuk citra bergerak, pengukuran peforma keseluruhan dari sebuah kartu grafis dapat menggunakan frame rate sebagai acuan. Frame rate adalah jumlah bingkai citra atau frame yang ditunjukkan setiap detik dalam membuat citra bergerak, diwujdkan dalam satuan fps (frame per second), semakin tinggi angka fps, semakin mulus pergerakan citra [13]. Game dan film memiliki nilai fps yang tinggi. Frame rate menggambarkan berapa banyak citra yang diselesaikan ooleh kartu grafis dan ditampilkan dalam frame setiap detiknya. Ketika serangkaian citra mati yang bersambung dilihat oleh mata manusia, maka keajaiban terjadi. Jika citra-citra tersebut dimainkan dengan sangat cepat, maka akan terlihat sebuah pergerakan yang halus, inilah prinsip dasar film, video, dan animasi. Jumlah citra yang terlihat setiap detik disebut dengan frame rate. Diperlukan frame rate minimal 10 fps (frame per second) untuk menghasilkan citra dengan pergerakan halus.
Beberapa format file video yang umum digunakan, diantaranya [7] : 1. MPEG (Motion Picture Experts Group) Standar internasional untuk format digital audio dan video, biasanya untuk standar VCD dan DVD. Kualitas resolusi gambar bagus, kemampuan untuk memampatkan gambar dan suara baik serta kualitas perbandingan ukuran gambar sedang.
2. AVI (Audio Video Interleaved) Video dengan ekstensi AVI jauh lebih bersih dan gambarnya lebih tajam dibandingkan dengan video dengan format MPEG, SWF, maupun format
Universitas Sumatera Utara
lainnya. Hal itu sebanding dengan ukuran filenya yang besar, karena AVI termasuk pada format video yang tidak dikompresi. Format AVI merupakan standar microsoft dan windows, video yang menggunakan format ini akan menghasilkan ukuran file yang sangat besar karena resolusi yang dipakai sesuai dengan resolusi asli sumber video. Format ini juga dipakai sebagai kualitas terbaik yang digunakan untuk menentukan hasil akhir dari sebuah video, namun format ini hanya dimaikan di komputer saja, kemampuan untuk memampatkan suara dan gambar kurang, tidak bisa full screen dan full motion.
2.2. Pengolahan Citra
Pengolahan citra (image processing) adalah proses memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau komputer [13]. Teknik pengolahan citra dengan mentranformasikan citra menjadi citra lain, contohnya adalah pemampatan citra (image compression). Berbagai aplikasi pengolahan citra digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalkan untuk pembacaan bar code pada barang di supermarket, pengenalan huruf atau angka pada formulir secara otomatis, mengenali peluru kendali melalui sensor visual, deteksi kanker dengan sinar X, dan lain sebagainya.
2.3. Pemodelan Warna
Pada tahun 1966, Sir Isaac Newton mendiskusikan bahwa ketika cahaya dilewatkan ke kaca prisma, kemunculan cahaya tidak putih melainkan terdiri dari spektrum kontinu dari warna dengan range dari violet pada satu sisi sampai merah pada sisi yang lain. Sebagai mana ditunjukkan pada gambar 2.7 bahwa spektrum warna dapat dibagi menjadi enam luas daerah: violet, blue, green, yellow, organge, dan red.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Spektum Warna
Warna didefinisikan oleh panjang gelombang tertentu dalam spektrum elektromagnetik [11]. Sebuah model warna adalah sistem untuk menciptakan berbagai warna dari satu set kecil warna-warna primer. Warna juga dapat digolongkan sebagai warna primer, yaitu warna-warna dasar yang terdiri dari warna merah, biru, dan kuning. Warna sekunder adalah campuran dua warna primer, yaitu warna magenta (red ditambah biru), cyan (green ditambah biru), dan yellow (red ditambah green) sehingga ketiga warna ini juga disebut sebagai warna pigmen primer. Terdapat dua jenis model warna, yaitu subtraktif dan aditif, model warna aditif menggunakan cahaya untuk menampilkan warna sedangkan model warna subtraktif menggunakan tinta cetak. Model warna subtraktif ditampilkan dari hasil cahaya yang dipantulkan. Ada beberapa model warna yang digunakan pada grafika komputer, dua model warna yang paling umum digunakan adalah model RGB (Red, Green, Blue) untuk tampilan komputer, dan model CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) untuk percetakan. Model RGB termasuk dalam model warna aditif, dan model warna CMYK termasuk dalam model warna subtraktif.
Gambar 2.3 Model Warna RGB
Gambar 2.4 Model Warna CMYK
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Model Warna RGB
Model warnaRGB membentuk range dari warna aditif utama, yaitu merah, hijau, dan biru. Jika ketiga warna tersebut dikombinasikan, maka akan membentuk warna putih [16], komputer umumnya menampilkan RGB menggunakan 24 bit. Dalam model warna RGB 24 bit terdapat 256 variasi untuk masing-masing warna aditif, oleh karena itu terdapat kemungkinan 16777216 warna (256 merah x 256 hijau x 256 biru) dalam model warna RGB 24 bit. Model warna RGB direpresentasikan oleh berbagai intensitas cahaya merah, hijau, dan biru. Intensitas dari masing-masing komponen warna direpresentasikan pada skala 0 hingga 255, dengan 0 menjadi intensitas minimum (tidak ada cahaya yang dipancarkan) dan 255 menjadi intensitas maksimum. Misalnya pada warna magenta akan terdapat R=255, G=0, B=255, dan pada warna hitam akan terdapat R=0, G=0, B=0 (total ketiadaan cahaya). Model warna RGB sering digunakan dalam perangkat input seperti: TV berwarna dan kamera video, Scanner, dan kamera digital. Perangkat output seperti: TV dalam berbagai teknologi (CRT, LCD, plasma, dll), komputer dan layar HP, video proyektor, layar LED multiwarna, dan layar lebar seperti JumboTron. RGB juga umumnya digunakan dalam pembuatan desain sebuah website.
2.3.2. Model Warna CMYK
Metode percetakan CMYK juga dikenal sebagai”proses empat warna”. Semua warna yang bisa dicetak dari spektrum warna dapat didapatkan dari tumpang tindih tint cyan, magenta, kuning, dan hitam. Tint adalah layar titik-titik kecil yang muncul sebagai persentase dari warna solid.Model warna CMYK membentuk range dari warna subtraktif utama, yaitu cyan, megenta, dan kuning. Jika warna cyan, magenta dan kuning digabungkan, maka akan membentuk warna hitam. Namun, karena ketidak-alamian dalam warna, saat cyan, magenta dan kuning digabungkan, akan menghasilkan warna coklat lumpur. Warna hitam ditambahkan ke sistem untuk ketidak-alamian(impurity). Model warna CMYK direpresentasikan sebagai persentase dari cyan, magenta, kuning, dan hitam. Misalnya
Universitas Sumatera Utara
pada warna merah akan terdapat 14% cyan, 100% magenta, 99% kuning, dan 3% hitam. Pada warna putih akan terdapat 0% cyan, 0% magenta, 0% kuning, dan 0% hitam (total ketiadaan warna). CMYK adalah bagian dari model pewarnaan yang sering dipergunakan dalam pencetakan berwarna. Namun ia juga dipergunakan untuk menjelaskan proses pewarnaan itu sendiri. Meskipun berbeda-beda dari setiap tempat pencetakan, operator surat kabar, pabrik surat kabar dan pihak-pihak yang terkait, tinta untuk proses ini biasanya, diatur berdasarkan urutan dari singkatan tersebut.
2.4. Metode Ambang Tunggal (Single Threshold) Dalam pengolahan citra membutuhkan memori yang jauh lebih besar dibanding pengolahan teks pada komputer, untuk menghemat memori warna citra diubah ketingkat grayscale terendah yang berarti citra hanya mengandung informasi hitam dan putih pada pixel-pixel penyusunnya,
sehingga
nantinya
lebih
sederhana
dan
mudah
diimplementasikan.
Pengambangan tunggal digunakan untuk mengubah citra dengan format skala keabuan, yang mempunyai kemungkinan nilai lebih dari 2 ke citra biner yang memiliki 2 buah nilai (yaitu 0 dan 1). Pengambangan tunggal memiliki nilai batas ambang :
..................... (1) Pixel-pixel yang nilai intensitasnya di bawah 128 diubah menjadi hitam (nilai intensitas = 0), sedangkan pixel-pixel yang nilai intensitasnya di atas 128 diubah menjadi putih (nilai intensitas = 255).
Gambar 2.5 Citra Grayscale Diubah Menjadi Citra Biner.
Universitas Sumatera Utara
2.5. Metode Grayscale Transformation
Grayscale transformation adalah metode yang digunakan untuk nilai setiap pixel sampel tunggal hanya membawa informasi intensitas, yang dikenal sebagai hitam-putih, secara eksklusif terdiri dari warna abu-abu, bervariasi dari hitam di bagian intensitas paling lemah untuk putih di terkuat. Grayscale transformation sendiri memiliki pengertian sebuah transformasi citra true color menjadi citra keabuan. Suatu istilah untuk menyebutkan satu citra yang memiliki warna abu-abu, hitam dan putih. Grayscale menunjukkan jumlah warna (dari abu-abu, hingga hitam putih) yang ada dalam satu citra. Pada pengubahan sebuah gambar atau citra menjadi grayscale dapat dilakukan dengan cara mengambil semua pixel pada gambar, kemudian warna tiap pixel akan diambil informasi mengenai tiga warna dasar yaitu, merah, hijau, dan biru. Ketiga warna dasar ini akan dijumlahkan kemudian dibagi tiga sehingga dapat nilai rat-rata. Nilai rata-rata inilah yang akan dipakai untuk memberikan warna pada pixel gambar sehingga warna menjadi grayscale.
Gambar 2.6 Citra RGB Diubah Menjadi Citra Grayscale.
Citra RGB dapat diubah menjadi grayscale dengan cara menghitung rata-rata elemen merah (red), hijau (green), dan biru (blue) dengan rumus :
R+G+B H= ---------------
.................... (2)
3
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : H = Hasil R = Red G = Green B = Blue
2.6. Metode Negation
Negation (negasi) adalah metode yang digunakan untuk mendapatkan citra negative, seperti film (negative) dari hasil cetak foto. Setiap pixel- pixel yang berwarna putih akan diubah menjadi hitam, sebaliknya pixel-pixel yang berwarna hitam akan diubah menjadi putih. Negation sangat cocok digunakan ketika ada bagian tertentu yang perlu di-enhance menjadi putih atau detail gray yang menempel pada warna hitam, khususnya ketika daerah gelap menjadi ukuran yang sangat dominan. Citra RGB diubah menjadi citra negative dapat dihitung dengan rumus: Rhasil = 255 – R Ghasil = 255- G
.......................... (3)
Bhasil = 255 – B
Keterangan: R = Red G = Green B = Blue
2.7. Kontras (contrast)
Kontras adalah tingkat penyebaran pixel-pixel ke dalam intensitas warna [13]. Kontras menyatakan sebaran terang (lighteness) dan gelap (darkness) di dalam sebuah gambar. Citra dengan kontras rendah dicirikan oleh sebagian besar komposisi citranya adalah terang atau sebagian besar gelap. Pada citra dengan kontras yang baik, komposisi gelap dan terang tersebar secara merata. Ada tiga macam kontras yaitu kontras rendah, kontras tinggi, dan kontras normal. Citra kontras rendah dapat terjadi karena kurangnya pencahayaan,kurangnya bidang dinamika dari sensor citra, atau kesalahan setting pembuka lensa pada saat
Universitas Sumatera Utara
pengambilan citra. Citra ini memiliki kurva histogram yang sempit, akibatnya sebaran intensitas terang atau intensitas gelap tidak merata. Citra kontras tinggi bila memiliki kurva histogram yang terlalu lebar, akibatnya sebaran intensitas terang dan gelap merata ke seluruh skala intensitas. Citra kontras normal memiliki lebar kurva histogram tidak terlalu sempit dan tidak terlalu melebar. Fungsi peningkatan kontras secara matematis dituliskan sebagai berikut: 𝑓0 (x, y) = G. (𝑓𝑖 (x, y ) – P ) + P
......................... (4)
Keterangan : G = 2 (koefisien penguatan kontras). P = nilai grayscale yang dipakai sebagai pusat pengkontrasan. 𝑓0 ( (x, y) = intensitas pixel citra hasil kontras.
𝑓𝑖 (x, y) = intensitas pixel citra asal. 2.8. Kecerahan (Brigthness)
Kecerahan merupakan sebuah citra grayscale dengan 256 warna akan tampak gelap bila seluruh komponen warnanya berada mendekati nilai 0, sebaliknya citra akan tampak terang bila seluruh komponen warnanya mendekati 256 [13]. Pada dasarnya merubah nilai warna dari gelap menuju terang atau sebaliknya merubah citra yang terlalu cemerlang/pucat menjadi gelap. Nilai brightness satu pixel dalam suatu citra, yang menunjukkan tingkat kecerahannya dari hitam sampai putih. Tingkat kecerahan biasanya dinilai dari 0 (hitam) hingga 255 (putih). Fungsi peningkatan kecerahan secara matematis dituliskan sebagai berikut: Rhasil = R + nilai kecerahan Ghasil = G + nilai kecerahan Bhasil = B + nilai kecerahan Keterangan: R = Red G = Green
............................ (5)
B = Blue
Universitas Sumatera Utara
2.9. Tinjauan penelitian yang relevan
Berdasarkan makalah yang dibuat oleh Candra Noor Santi [12], tentang mengubah citra berwarna menjadi grayscale dan citra biner. Dimulai dari mengubah citra RGB menjadi grayscale dengan memasukkan masing-masing nilai RGB kemudian dibagi tiga, setelah hasil didapatkan maka tampak nilai R, G, dan B sama dengan nilai grayscale. Kemudian dilajutkan dengan mengubah citra grayscale dengan thresholding, dimana warna rata-rata akan dikelompokkan menjadi dua. Jika intensitas warna dimulai dari 0 – 255 maka diambil nilai tengahnya 127, jika dibawah 127 maka warna akan cenderung hitam dan diatas 127 warna akan cenderung putih.
Kemudian setelah citra diproses, hasil yang didapatkan adalah
konversi citra RGB ke citra grayscale dan biner. Berdasarkan makalah yang dibuat oleh Danny Ibrahim [6], tentang pengaturan kecerahan dan kontras citra secara automatis dengan teknik histogram. Dimulai dengan memasukkan citra lalu diproses dengan menghitung histogram citra lalu menormalisasikan histogram yang dibuat dengan cara mengalikan hasil bagi antara total pixel dengan jumlah seluruh komponen histogram. Kemudian menghitung penjumlahan kumulatif, lalu memetakan tingkat keabuan citra masukan ke suatu tingkat keabuan citra keluaran. Setelah diproses, maka citra dan histogram akan ditampilkan. Berdasarkan makalah yang dibuat oleh Muhammad Nurkamid [10], tentang kecerahan citra, kontras citra, dan penajaman citra untuk peningkatan mutu citra. Dimulai dengan memasukkan citra lalu buat masing-masing layer RGB menjadi satu layer grayscale dengan mengambil nilai rata-rata dari R, G, dan B. Setelah nilai didapatkan kemudian masing-masing nilai dikalikan dengan konstanta dua baru dikurangi dengan RGB lalu dijumlahkan. Setelah nilai keseluruhan didapatkan barulah diakumulasi penambahan untuk nilai R, G, dan B untuk mendapatkan ketajaman pada citra. Saat proses selesai maka akan ditampilkan citra dengan nilai R, G, dan B yang baru serta citra yang tampak lebih tajam.
Universitas Sumatera Utara
