Bagaimana Warna Dibentuk Secara Digital Menggunakan LED?

145 views

Bagaimana Warna Dibentuk Secara Digital Menggunakan LED?

Menghitung warna bukanlah proses yang mudah seperti menghitung krayon atau cat air. Kita bisa mulai dari yang kecil, dengan menanyakan berapa banyak warna yang ada di layar smartphone kita, atau jumlah warna di layar monitor komputer tempat artikel ini ditulis.

Krayon dalam berbagai warnanya

Apa Itu Bit?

Betapa mudahnya menghitung warna jika hanya ada dua hitam dan putih. Namun, memiliki variasi membuat hidup sedikit lebih menarik. Lihat bagaimana memiliki lebih banyak warna terkait dengan hidup menjadi sedikit lebih menarik dan menghitung menjadi sedikit lebih sulit? Konsep inti yang digunakan di sini sedikit, secara harfiah. Saat kita menghidupkan sakelar, bohlam menyala. Demikian pula, ketika kita mematikan sakelar, bohlam menjadi gelap. Cara mudah untuk merepresentasikan status ON dan OFF dari bohlam bisa dengan menetapkan nilai numerik.

Semua informasi disimpan sebagai urutan 0 dan 1 di komputer

Kita ambil contoh 1 mewakili status ON, danĀ  0 mewakili status OFF. Angka 0 dan 1 ini disebut BITS. Jika hanya ada dua warna, maka Putih dapat dilambangkan dengan 1 (ON) dan Hitam dapat dilambangkan dengan 0 (OFF). Ini adalah skema warna dua bit, di mana dunia hanya Hitam dan Putih.

Dioda & LED

Hidup menjadi lebih hidup ketika dioda masuk ke dalam gambar. Dioda (di + elektroda) adalah perangkat yang memiliki dua kontak logam di kedua sisi konduktor non-logam dan menghantarkan listrik hanya dalam satu arah.

Dioda vakum & Dioda semikonduktor

Sumber daya yang dihubungkan ke dioda dalam arah penghantar (Forward Biasing) memungkinkan arus mengalir, tetapi sumber yang sama ketika dihubungkan ke arah sebaliknya ke dioda (Reverse Biasing) tidak akan menghasilkan arus (ini adalah penyederhanaan dari dioda ideal).

Dengan demikian, dioda dapat dianggap sebagai saklar, yang ketika ON pada keadaan 1 (Maju) dan ketika OFF pada keadaan 0 (Mundur). Beberapa dioda dapat direkayasa untuk memancarkan cahaya ketika arus melewatinya. Ini disebut Light Emitting Diode (LED). Ketika LED dibias maju, ia memancarkan cahaya (warnanya tergantung pada bahan pembuatnya). LED berhenti menyala saat dibias mundur.

Dalam dekade sejak 1960-an, kemajuan fisika keadaan padat menghasilkan pengembangan LED yang mampu memancarkan warna Merah (R), Hijau (G) dan Biru (B). Ini menandai tonggak sejarah yang signifikan, karena ketiga warna ini membentuk hampir semua tampilan warna digital yang tersedia di pasar, dari smartphone kita hingga smart-TV.

konstruksi LED

Membuat Warna Baru Dari Yang Sudah Ada

Saat melukis, kita pasti memperhatikan bahwa pencampuran dua warna menghasilkan warna baru. Misalnya, pencampuran biru dan kuning menghasilkan hijau, sedangkan merah ditambah putih menghasilkan merah muda. Prinsip serupa juga digunakan dalam menghasilkan warna digital. Memvariasikan intensitas merah (R), Hijau (G) dan biru (B) dan mencampurnya menghasilkan miliaran kombinasi warna.

Pencampuran aditif RGB menghasilkan warna lain

Kita lihat beberapa kasus berikut untuk mempelajari lebih lanjut

Kasus 1

Hanya satu LED yang tersedia. Jadi, hanya dua status yang mungkin (ON atau OFF). Ini adalah tampilan 1-bit

Kasus 2

Misalkan kita mempunyai LED lain. Sekarang dua LED tersedia, dengan masing-masing LED dalam keadaan ON atau OFF. Jumlah total kombinasi adalah 22 = 4. Ini adalah tampilan 2-bit. Mereka adalah (ON ON); (ON OFF); (OFF OFF); (OFF ON). Empat warna dimungkinkan menggunakan dua LED.

Kasus 3

Misalkan kita mempunyai LED ketiga. Kemudian setiap LED dapat digabungkan dengan dua lainnya baik dalam keadaan ON atau OFF. Jumlah total kombinasi adalah 23 = 8. Ini adalah tampilan 3-bit. Mereka adalah (ON ON ON); (ON ON OFF); (ON OFF ON); (OFF ON); (OFF OFF ON): (OFF ON OFF); (ON OFF OFF); (OFF OFF OFF). Delapan warna dimungkinkan menggunakan tiga LED.

Secara umum,

Banyaknya kemungkinan warna,

N = Sn,

dimana

(i) n = jumlah LED yang tersedia.

(ii) S = jumlah status yang mungkin untuk satu LED (Baik ON atau OFF = 2 untuk LED konvensional).

Piksel: Layar dari Atom

Layar tampilan digital terdiri dari ribuan titik kecil yang disebut piksel. Piksel adalah untuk layar tampilan seperti atom bagi suatu elemen. Ini adalah unit terkecil dari layar. Tampilan 8-bit menggunakan delapan LED untuk setiap piksel (jumlah dalam kurung dalam KASUS 1 hingga 3), jadi jumlah total warna yang mungkin dalam tampilan 8 bit adalah 28 = 256!. Jumlah warna yang mungkin meningkat dengan eksponen 2. Semakin besar jumlah LED, semakin detail gambarnya.

CMYK adalah singkatan dari Cyan, Magenta, Yellow, Black. Selain RGB, CMYK juga biasa digunakan dalam tampilan dan industri percetakan

Bekerja dari Tampilan 8-bit

Setiap piksel diwarnai oleh 8 LED, yaitu, setiap piksel dapat menghasilkan salah satu dari 28 = 256 warna. Meningkatkan jumlah piksel per inci persegi (resolusi layar) meningkatkan detail gambar (kapasitas zoom yang lebih baik). Misalnya, 5 MP (Mega Pixel) memiliki lima juta piksel yang membentuk tampilan layar. Masing-masing dari lima juta piksel tersebut dapat membuat salah satu dari 256 warna dalam tampilan 8-bit.

Kita asumsikan bahwa delapan LED diatur berdasarkan warna dari kiri ke kanan. Di paling kiri adalah R dan di paling kanan adalah B. G berada di antara keduanya. Tabel berikut menunjukkan bagaimana warna ditetapkan ke bit. Jumlah BIT (indeks LED) adalah jumlah LED dari kiri.

Jumlah BIT (Indeks LED) 0 1 2 3 4 5 6 7
Warna yang diberikan
R R R G G G B B

Distribusi warna dapat bervariasi sesuai dengan kebutuhan. Di atas adalah contoh kasus. Contoh lain

Jumlah BIT (Indeks LED) 0 1 2 3 4 5 6
Warna yang diberikan R R G G B B B

Mengubah status ON/OFF dan intensitas setiap LED menghasilkan warna yang berbeda. Jika LED 3, 4 dan 5 OFF (yaitu, LED G OFF) dan LED lainnya ON (yaitu, LED R dan B ON), maka warna piksel akan menjadi Violet. Warna ungu spesifik akan tergantung pada intensitas masing-masing LED R dan B.

256 warna yang dihasilkan oleh 8 bit

Masing-masing dari 256 warna diberi nilai numerik dari 0 hingga 255, dengan 0 mewakili status OFF untuk semua LED (Hitam) dan 255 mewakili status ON untuk semua LED (Putih). Tabel berikut mencantumkan semua warna dalam skema 8-bit.

Game 8-bit cukup populer di tahun 80-an dan 90-an karena tingkat detail yang ditawarkan, dibandingkan dengan tampilan generasi sebelumnya

Tampilan Kromatik v/s Monokromatik

Jika setiap piksel ditenagai oleh LED yang memancarkan warna yang sama, maka gambar akan menjadi monokromatik. Jika setiap piksel ditenagai oleh LED yang memancarkan warna berbeda (R, G, dan B), maka tampilannya berwarna.
Tampilan warna asal 24-bit menggunakan masing-masing 8 bit untuk R, G dan B. Setiap warna disebut saluran. Dengan demikian, 256 warna untuk setiap saluran dimungkinkan dalam satu piksel. Jumlah total warna yang dihasilkan oleh satu piksel adalah 256 x 256 x 256 = 16.777.216. Dengan demikian, tampilan warna asal 24-bit dapat menghasilkan 16.777.216 warna berbeda.
Sebagai perbandingan, mata manusia dapat mendeteksi sekitar 10 juta warna berbeda.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *