Radiometri, Fotometri, dan Koordinat Warna CIE

Besaran radiometrik dan fotometrik, fungsi pencocokan warna, diagram kromatisitas, dan ruang warna praktis.

3.1 Radiometri

Radiometri adalah cabang ilmu yang mempelajari pengukuran radiasi elektromagnetik secara objektif, tanpa mempertimbangkan persepsi visual manusia. Dalam konteks tampilan, radiometri menjadi dasar untuk mengukur seluruh energi cahaya yang dipancarkan oleh panel.

Mengapa radiometri penting? Bayangkan Anda mengukur pancaran cahaya dari layar smartphone. Radiometri menjawab pertanyaan mendasar: “Berapa total energi cahaya yang keluar dari layar ini per detik?” — terlepas dari apakah mata manusia bisa melihatnya atau tidak. Ini penting karena sensor kamera, panel surya, dan komponen optik lainnya merespons cahaya berbeda dari mata manusia.

Besaran-besaran radiometrik utama meliputi:

Besaran	Simbol	Satuan	Definisi
Fluks Radiasi	$\Phi_e$	Watt (W)	Energi radiasi per satuan waktu
Intensitas Radiasi	$I_e$	W/sr	Fluks radiasi per satuan sudut ruang
Radiance	$L_e$	W/(m²·sr)	Intensitas radiasi per satuan luas proyeksi
Irradiance	$E_e$	W/m²	Fluks radiasi per satuan luas yang diterima

Hubungan fundamental antara besaran-besaran tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk integral. Radiance merupakan besaran paling fundamental karena memungkinkan perhitungan besaran lainnya melalui integrasi:

$$\Phi_e = \iint_{A} \iint_{\Omega} L_e(\theta, \phi) \cos\theta \, d\Omega \, dA$$

(Persamaan 3.1)

di mana $\theta$ adalah sudut antara arah radiasi dan normal permukaan, $\phi$ adalah sudut azimut, $d\Omega$ adalah elemen sudut ruang, dan $dA$ adalah elemen luas.

Hierarki Besaran Radiometrik

Untuk memahami hubungan antar besaran:

Radiance ($L_e$) — besaran paling dasar, menggambarkan “kecerahan” permukaan dari satu arah tertentu per satuan luas.
Intensitas ($I_e$) — diperoleh dengan mengintegrasikan radiance atas luas sumber: $I_e = \int_A L_e \cos\theta \, dA$.
Fluks ($\Phi_e$) — diperoleh dengan mengintegrasikan intensitas atas seluruh sudut ruang: $\Phi_e = \int_\Omega I_e \, d\Omega$.
Irradiance ($E_e$) — fluks yang diterima per satuan luas penerima: $E_e = \Phi_e / A$.

◆ Contoh Soal — Menghitung Irradiance dari Sumber Titik

Soal: Sebuah LED pada panel LCD memancarkan fluks radiasi $\Phi_e = 0{,}5$ W secara seragam ke segala arah (isotropik). Berapakah irradiance ($E_e$) pada permukaan detektor yang berjarak $d = 0{,}2$ m dari LED?

Penyelesaian:

Untuk sumber isotropik, fluks terdistribusi merata ke seluruh sudut ruang ($4\pi$ steradian), sehingga intensitas radiasi adalah:

$$I_e = \frac{\Phi_e}{4\pi} = \frac{0{,}5}{4 \times 3{,}14159} = \frac{0{,}5}{12{,}566} \approx 0{,}0398 \text{ W/sr}$$

(Persamaan 3.2)

Irradiance pada permukaan yang tegak lurus arah radiasi dan berjarak $d$ adalah:

$$E_e = \frac{I_e}{d^2} = \frac{0{,}0398}{(0{,}2)^2} = \frac{0{,}0398}{0{,}04} \approx 0{,}995 \text{ W/m}^2$$

(Persamaan 3.3)

Jadi, irradiance pada detektor adalah sekitar 0,995 W/m² (hampir 1 W/m²). Hasil ini mengikuti hukum kuadrat terbalik — irradiance berkurang proporsional dengan kuadrat jarak.

◆ Contoh Soal — Radiance Permukaan Lambertian

Soal: Sebuah permukaan panel LCD memiliki radiance exitance total $M_e = 200$ W/m² dan berperilaku sebagai pendispersi Lambertian sempurna. Hitung radiance $L_e$-nya.

Penyelesaian:

Untuk permukaan Lambertian, hubungan antara radiance exitance dan radiance adalah $M_e = \pi \, L_e$. Faktor $\pi$ muncul karena integrasi $\cos\theta$ atas setengah ruang bola menghasilkan $\pi$ steradian:

$$L_e = \frac{M_e}{\pi} = \frac{200}{3{,}14159} \approx 63{,}66 \text{ W/(m}^2\text{·sr)}$$

(Persamaan 3.4)

Jadi, radiance permukaan tersebut adalah sekitar 63,66 W/(m²·sr). Sifat Lambertian berarti kecerahan tampak konstan dari segala sudut pandang — persis seperti yang diinginkan pada layar LCD.

3.2 Fotometri

Fotometri mengukur radiasi elektromagnetik dengan mempertimbangkan sensitivitas spektral mata manusia. Perbedaan utama dari radiometri adalah adanya fungsi efisiensi bercahaya spektral $V(\lambda)$ yang menimbang setiap panjang gelombang sesuai dengan persepsi kecerahan mata.

Radiometri vs. Fotometri: Sebuah laser inframerah 10 W dan LED hijau 0,1 W memiliki fluks radiasi yang sangat berbeda (10 W vs 0,1 W). Namun bagi mata manusia, laser inframerah tersebut tidak terlihat sama sekali, sementara LED hijau terlihat cukup terang. Fotometri “membaca” persepsi ini: luminous flux laser IR = 0 lm, sedangkan LED hijau mungkin menghasilkan puluhan lumen.

◆ Rumus — Konversi Radiometri ke Fotometri

Setiap besaran fotometrik diperoleh dari besaran radiometrik yang sesuai dengan mengalikan fungsi $V(\lambda)$ dan mengintegralkan atas seluruh spektrum:

$$X_v = K_m \int_{0}^{\infty} X_{e,\lambda}(\lambda) \, V(\lambda) \, d\lambda$$

(Persamaan 3.5)

di mana $X_v$ adalah besaran fotometrik, $X_{e,\lambda}$ adalah distribusi spektral besaran radiometrik, dan $K_m = 683$ lm/W adalah konstanta fotometrik maksimum (untuk fotopik, pada $\lambda = 555$ nm).

Besaran-besaran fotometrik utama:

Besaran Fotometrik	Simbol	Satuan	Padanan Radiometrik
Fluks Bercahaya	$\Phi_v$	Lumen (lm)	Fluks radiasi
Intensitas Bercahaya	$I_v$	Candela (cd)	Intensitas radiasi
Luminance	$L_v$	cd/m² (nit)	Radiance
Illuminance	$E_v$	Lux (lx)	Irradiance

Luminance ($L_v$) adalah besaran fotometrik yang paling relevan dalam teknologi tampilan karena menggambarkan kecerahan yang dipersepsikan oleh pengamat dari permukaan panel. Satuan cd/m² juga disebut nit dalam literatur tampilan.

Fungsi Efisiensi Bercahaya $V(\lambda)$

Fungsi $V(\lambda)$ untuk penglihatan fotopik (kondisi terang) distandarkan oleh CIE dan memiliki puncak pada $\lambda = 555$ nm (hijau-kuning). Untuk penglihatan skotopik (kondisi gelap), digunakan fungsi $V'(\lambda)$ yang bergeser ke $\lambda = 507$ nm. Pergeseran ini dikenal sebagai efek Purkinje — di malam hari, warna biru-hijau terlihat lebih terang dibanding merah.

Berikut adalah nilai $V(\lambda)$ pada beberapa panjang gelombang kunci:

$\lambda$ (nm)	380	420	450	480	500	520	540
$V(\lambda)$	0,000	0,004	0,038	0,139	0,323	0,710	0,954

$\lambda$ (nm)	555	580	600	620	650	700	780
$V(\lambda)$	1,000	0,916	0,631	0,381	0,107	0,004	0,000

◆ Contoh Soal — Fluks Bercahaya Sumber Polikromatik

Soal: Sebuah LED putih memiliki distribusi spektral yang diaproksimasi sebagai tiga puncak dengan fluks radiasi parsial: $\Phi_{e,\text{R}} = 0{,}3$ W pada $\lambda_R = 620$ nm, $\Phi_{e,\text{G}} = 0{,}4$ W pada $\lambda_G = 530$ nm, dan $\Phi_{e,\text{B}} = 0{,}3$ W pada $\lambda_B = 450$ nm. Hitung total fluks bercahaya.

Penyelesaian:

Interpolasi nilai $V(\lambda)$: $V(620) \approx 0{,}381$, $V(530) \approx 0{,}862$, $V(450) = 0{,}038$. Hitung kontribusi masing-masing puncak:

$$\Phi_{v,\text{R}} = 683 \times 0{,}3 \times 0{,}381 = 78{,}11 \text{ lm}, \qquad \Phi_{v,\text{G}} = 683 \times 0{,}4 \times 0{,}862 = 235{,}54 \text{ lm}, \qquad \Phi_{v,\text{B}} = 683 \times 0{,}3 \times 0{,}038 = 7{,}79 \text{ lm}$$

(Persamaan 3.6)

Jumlahkan seluruh kontribusi:

$$\Phi_v = 78{,}11 + 235{,}54 + 7{,}79 = 321{,}44 \text{ lm}$$

(Persamaan 3.7)

Jadi, total fluks bercahaya adalah sekitar 321 lm. Komponen hijau menyumbang 73% dari total lumen meskipun hanya 40% dari total watt — membuktikan dominasi sensitivitas mata terhadap hijau.

3.3 Fungsi Pencocokan Warna CIE

Pada tahun 1931, Komisi Internasional Pencahayaan (CIE) menstandarkan eksperimen pencocokan warna untuk mendefinisikan warna berdasarkan tiga stimulus primer fiktif $\bar{x}(\lambda)$, $\bar{y}(\lambda)$, dan $\bar{z}(\lambda)$, yang dikenal sebagai CIE 1931 color matching functions (CMF).

Asal-Usul Fungsi Pencocokan Warna

CMF diturunkan dari eksperimen yang dilakukan secara independen oleh W. David Wright (dengan 10 pengamat) dan John Guild (dengan 7 pengamat) pada tahun 1920-an. Dalam eksperimen ini, pengamat melihat bidang pandang terbagi dua: satu sisi berisi cahaya monokromatik uji, sisi lain berisi campuran tiga cahaya primer (merah 700 nm, hijau 546,1 nm, biru 435,8 nm). Pengamat mengatur intensitas ketiga primer hingga kedua sisi terlihat sama — ini disebut color matching.

Hasil eksperimen (dalam ruang RGB) kemudian ditransformasi secara linier ke ruang XYZ dengan persyaratan khusus: (1) semua nilai harus non-negatif untuk sebagian besar panjang gelombang, (2) komponen $Y$ harus identik dengan luminance, dan (3) titik putih equal-energy harus memiliki koordinat $(1/3, 1/3, 1/3)$.

Dari fungsi pencocokan warna ini, nilai tristimulus $X$, $Y$, $Z$ untuk suatu spektrum cahaya $S(\lambda)$ dihitung sebagai:

$$X = k \int_{380}^{780} S(\lambda) \, \bar{x}(\lambda) \, d\lambda, \qquad Y = k \int_{380}^{780} S(\lambda) \, \bar{y}(\lambda) \, d\lambda, \qquad Z = k \int_{380}^{780} S(\lambda) \, \bar{z}(\lambda) \, d\lambda$$

(Persamaan 3.8)

di mana $k$ adalah konstanta normalisasi. Perlu dicatat bahwa komponen $Y$ secara sengaja dipilih agar identik dengan luminance, sehingga $\bar{y}(\lambda) = V(\lambda)$.

Fungsi pencocokan warna CIE 1931 memiliki kelemahan berupa nilai negatif pada $\bar{x}(\lambda)$ di beberapa panjang gelombang. Hal ini bukan berarti terdapat “cahaya negatif”, melainkan konsekuensi matematis dari pemilihan stimulus primer yang berada di luar batas warna nyata (imaginary primaries). Kelemahan lainnya adalah tidak seragam secara perseptual: jarak yang sama dalam ruang XYZ tidak selalu merepresentasikan perbedaan warna yang sama bagi pengamat.

Gambar 3.1: Kurva fungsi pencocokan warna CIE 1931 (Color Matching Functions).

Untuk perhitungan praktis, integral biasanya diaproksimasi menggunakan penjumlahan diskret dengan interval $\Delta\lambda = 1$ nm atau 5 nm:

$$X = k \sum_{\lambda=380}^{780} S(\lambda) \, \bar{x}(\lambda) \, \Delta\lambda$$

(Persamaan 3.9)

dengan konstanta normalisasi $k$ ditentukan agar $Y = 100$ untuk illuminant referensi (misalnya D65).

◆ Contoh Soal — Menghitung Tristimulus Cahaya Monokromatik

Soal: Hitung nilai tristimulus $X$, $Y$, $Z$ untuk cahaya monokromatik pada $\lambda = 550$ nm. Misalkan konstanta normalisasi $k = 1$ dan intensitas spektral $S(550) = 1{,}0$ pada puncak, dengan $\Delta\lambda = 1$ nm.

Penyelesaian:

Dari tabel CMF CIE 1931: $\bar{x}(550) \approx 0{,}9950$, $\bar{y}(550) \approx 0{,}9950$, $\bar{z}(550) \approx 0{,}0001$. Karena sumber monokromatik, integral menjadi perkalian langsung:

$$X = 1 \times 1{,}0 \times 0{,}9950 \times 1 = 0{,}995, \qquad Y = 1 \times 1{,}0 \times 0{,}9950 \times 1 = 0{,}995, \qquad Z = 1 \times 1{,}0 \times 0{,}0001 \times 1 \approx 0{,}000$$

(Persamaan 3.10)

Koordinat kromatisitas:

$$x = \frac{0{,}995}{0{,}995 + 0{,}995 + 0} = 0{,}500, \qquad y = \frac{0{,}995}{0{,}995 + 0{,}995 + 0} = 0{,}500$$

(Persamaan 3.11)

Warna 550 nm menghasilkan $(X, Y, Z) = (0{,}995;\; 0{,}995;\; 0)$ dengan kromatisitas $(x, y) = (0{,}500;\; 0{,}500)$. Ini adalah warna hijau-kuning murni yang terletak di lokus spektral.

◆ Contoh Soal — Tristimulus untuk Spektrum Diskrit Sederhana

Soal: Sebuah layar menampilkan warna dari tiga subpiksel dengan intensitas relatif: Merah puncak $\lambda = 620$ nm, $S(620) = 0{,}8$, lebar efektif 20 nm; Hijau puncak $\lambda = 530$ nm, $S(530) = 1{,}0$, lebar efektif 20 nm; Biru puncak $\lambda = 450$ nm, $S(450) = 0{,}3$, lebar efektif 20 nm. ($k=1$, $\Delta\lambda = 5$ nm)

Penyelesaian:

Nilai CMF: $\bar{x}(620) \approx 0{,}994$, $\bar{y}(620) \approx 0{,}381$, $\bar{z}(620) \approx 0{,}000$; $\bar{x}(530) \approx 0{,}165$, $\bar{y}(530) \approx 0{,}862$, $\bar{z}(530) \approx 0{,}042$; $\bar{x}(450) \approx 0{,}336$, $\bar{y}(450) \approx 0{,}038$, $\bar{z}(450) \approx 1{,}772$.

Kontribusi setiap puncak ($= S \times \bar{func} \times 4 \times 5$):

Merah: $X_R = 15{,}90$; $Y_R = 6{,}10$; $Z_R \approx 0$
Hijau: $X_G = 3{,}30$; $Y_G = 17{,}24$; $Z_G = 0{,}84$
Biru: $X_B = 2{,}02$; $Y_B = 0{,}23$; $Z_B = 10{,}63$

$$X = 21{,}22, \qquad Y = 23{,}57, \qquad Z = 11{,}47$$

(Persamaan 3.12)

$$x = \frac{21{,}22}{56{,}26} \approx 0{,}377, \qquad y = \frac{23{,}57}{56{,}26} \approx 0{,}419$$

(Persamaan 3.13)

Tristimulus $(X, Y, Z) = (21{,}22;\; 23{,}57;\; 11{,}47)$ dengan kromatisitas $(x, y) = (0{,}377;\; 0{,}419)$.

3.4 Diagram Kromatisitas CIE

Untuk memisahkan informasi kromatisitas dari luminance, CIE mendefinisikan koordinat kromatisitas:

$$x = \frac{X}{X + Y + Z}, \qquad y = \frac{Y}{X + Y + Z}, \qquad z = \frac{Z}{X + Y + Z} = 1 - x - y$$

(Persamaan 3.14)

Karena $x + y + z = 1$, hanya dua koordinat ($x$, $y$) yang diperlukan untuk merepresentasikan kromatisitas. Diagram yang dihasilkan dari pemetaan semua warna spektral ke bidang $xy$ disebut diagram kromatisitas CIE 1931.

Mengapa perlu memisahkan kromatisitas dari luminance? “Merah terang” dan “merah gelap” memiliki kromatisitas yang sama tetapi luminance berbeda. Dengan memisahkan kromatisitas ke diagram 2D, kita bisa membahas “warna murni” tanpa embel-embel kecerahan.

Gambar 3.2: Diagram kromatisitas CIE 1931 dengan gamut sRGB.

Beberapa sifat penting diagram kromatisitas CIE:

Kurva spektral (lokus) membentuk tapal kuda dari 380 nm hingga 780 nm.
Garis purpura menghubungkan ujung merah dan ungu, merepresentasikan warna non-spektral.
Titik putih D65 pada $x = 0{,}3127$, $y = 0{,}3290$ terletak di bagian tengah.
Segitiga warna dari tiga primer menentukan color gamut suatu tampilan.

◆ Definisi — Dominan Wavelength dan Excitation Purity

Dominan wavelength ($\lambda_d$) adalah panjang gelombang monokromatik yang, dicampur dengan titik putih, menghasilkan warna yang dicocokkan. Excitation purity ($p_e$) menggambarkan saturasi warna:

$$p_e = \frac{d_{\text{wp}}}{d_{\text{wp}} + d_{\text{sp}}}$$

(Persamaan 3.15)

di mana $d_{\text{wp}}$ adalah jarak dari titik putih ke titik warna, dan $d_{\text{sp}}$ adalah jarak dari titik warna ke lokus spektral.

◆ Contoh Soal — Kromatisitas dari Tristimulus

Soal: Diketahui $X = 24{,}5$, $Y = 18{,}3$, $Z = 8{,}7$. Hitung koordinat kromatisitas $(x, y)$.

Penyelesaian:

$$S = 24{,}5 + 18{,}3 + 8{,}7 = 51{,}5 \qquad x = \frac{24{,}5}{51{,}5} \approx 0{,}4757, \qquad y = \frac{18{,}3}{51{,}5} \approx 0{,}3553$$

(Persamaan 3.16)

Kromatisitas $(x, y) = (0{,}476;\; 0{,}355)$. Titik ini berada di wilayah oranye-kuning pada diagram CIE.

◆ Contoh Soal — Mencampur Warna dari Dua Subpiksel

Soal: Subpiksel merah (sRGB: $x_R = 0{,}640$, $y_R = 0{,}330$) dinyalakan pada $Y_R = 30$ cd/m², subpiksel hijau (sRGB: $x_G = 0{,}300$, $y_G = 0{,}600$) pada $Y_G = 60$ cd/m². Hitung warna campuran (area sama).

Penyelesaian:

$$X_R = \frac{0{,}640 \times 30}{0{,}330} = 58{,}18, \qquad Z_R = \frac{0{,}030 \times 30}{0{,}330} = 2{,}73$$ $$X_G = \frac{0{,}300 \times 60}{0{,}600} = 30{,}00, \qquad Z_G = \frac{0{,}100 \times 60}{0{,}600} = 10{,}00$$

(Persamaan 3.21–3.22)

$$X_{\text{mix}} = 88{,}18, \qquad Y_{\text{mix}} = 90{,}00, \qquad Z_{\text{mix}} = 12{,}73 \qquad x_{\text{mix}} \approx 0{,}462 \qquad y_{\text{mix}} \approx 0{,}471$$

(Persamaan 3.23–3.24)

Campuran menghasilkan warna kuning-hijau $(0{,}462;\; 0{,}471)$ dengan $Y = 90$ cd/m².

Kalkulator Pencampuran Dua Subpiksel

Menghitung warna campuran dari dua subpiksel berdasarkan koordinat kromatisitas $(x, y)$ dan luminance $Y$. Menggunakan rumus konversi $(x, y, Y) \to (X, Y, Z)$ pada Persamaan (3.20). Mendukung rasio area berbeda dan primer kustom.

Subpiksel 1

Primer

x y

Luminance cd/m²

Rasio area ×

Subpiksel 2

Primer

x y

Luminance cd/m²

Rasio area ×

Hasil Pencampuran

Subpiksel 1: —

Subpiksel 2: —

Total XYZ: —

Kromatisitas (x, y): —

Luminance Y: —

R: — G: — B: — Mix: —

(—, —)

Klik "Hitung Campuran" untuk melihat hasil.

—

Campuran

3.5 Ruang Warna Praktis

Meskipun ruang CIE XYZ menjadi fondasi, beberapa ruang warna turunan lebih praktis untuk aplikasi tampilan:

CIE xyY

Ruang yang memisahkan kromatisitas ($x$, $y$) dari luminance ($Y$). Sangat berguna untuk spesifikasi tampilan karena parameter kromatisitas primer dan titik putih lazim dilaporkan dalam koordinat $xy$.

CIE Lab*

Ruang warna perseptual seragam:

$$L^* = 116 \left(\frac{Y}{Y_n}\right)^{1/3} - 16 \qquad \text{(untuk } Y/Y_n > 0{,}008856\text{)}$$ $$a^* = 500\left[\left(\frac{X}{X_n}\right)^{1/3} - \left(\frac{Y}{Y_n}\right)^{1/3}\right]$$ $$b^* = 200\left[\left(\frac{Y}{Y_n}\right)^{1/3} - \left(\frac{Z}{Z_n}\right)^{1/3}\right]$$

(Persamaan 3.25)

$L^*$ (0–100): Kecerahan. $a^*$: Sumbu hijau–merah. $b^*$: Sumbu biru–kuning.

◆ Contoh Soal — Konversi XYZ ke CIE L*a*b*

Soal: $X = 24{,}5$, $Y = 18{,}3$, $Z = 8{,}7$. Referensi D65: $X_n = 95{,}05$, $Y_n = 100{,}00$, $Z_n = 108{,}90$.

Penyelesaian:

$$(X/X_n)^{1/3} = 0{,}6365, \qquad (Y/Y_n)^{1/3} = 0{,}5678, \qquad (Z/Z_n)^{1/3} = 0{,}4306$$ $$L^* = 49{,}86, \qquad a^* = 34{,}35, \qquad b^* = 27{,}44$$

(Persamaan 3.26–3.27)

$(L^*, a^*, b^*) = (49{,}9;\; +34{,}4;\; +27{,}4)$ → warna oranye.

◆ Contoh Soal — Perbedaan Warna $\Delta E^*_{ab}$

Soal: Piksel A: $(50{,}0;\; 30{,}0;\; 20{,}0)$. Piksel B: $(52{,}0;\; 33{,}0;\; 18{,}0)$. Apakah perbedaannya terlihat?

Penyelesaian:

$$\Delta E^*_{ab} = \sqrt{(2)^2 + (3)^2 + (-2)^2} = \sqrt{17} \approx 4{,}12$$

(Persamaan 3.28)

$\Delta E^*_{ab} \approx$ 4,12 — terlihat oleh kebanyakan orang. Aturan praktis: $\Delta E < 1$ (tidak terdeteksi), $1$–$3$ (hanya pengamat terlatih), $3$–$6$ (terlihat kebanyakan orang), $\geq 6$ (sangat jelas).

Ruang Warna Standar Tampilan

Standar	Primer R ($x$,$y$)	Primer G ($x$,$y$)	Primer B ($x$,$y$)	Titik Putih
sRGB	(0,640; 0,330)	(0,300; 0,600)	(0,150; 0,060)	D65
DCI-P3	(0,680; 0,320)	(0,265; 0,690)	(0,150; 0,060)	D63
Rec. 2020	(0,708; 0,292)	(0,170; 0,797)	(0,131; 0,046)	D65
Adobe RGB	(0,640; 0,330)	(0,210; 0,710)	(0,150; 0,060)	D65

Mencapai 100% Rec. 2020 merupakan tantangan besar. Saat ini tidak ada teknologi tampilan konsumen yang mampu mencapai 100% Rec. 2020. LCD quantum dot dan microLED mendekati 85–90%, sementara OLED konvensional biasanya mencapai 70–80%.

Soal Latihan Bab 3

Soal 3.1

Sebuah panel LCD memancarkan cahaya putih yang diaproksimasi sebagai tiga puncak Gaussian pada $\lambda_R = 620$ nm, $\lambda_G = 530$ nm, dan $\lambda_B = 450$ nm, masing-masing dengan FWHM 30 nm. Jelaskan langkah-langkah untuk menghitung nilai tristimulus $X$, $Y$, $Z$ dari spektrum ini.

Soal 3.2

Diketahui $X = 24{,}5$, $Y = 18{,}3$, $Z = 8{,}7$. Hitunglah koordinat kromatisitas $x$ dan $y$-nya. Jika titik putih referensi D65 ($X_n = 95{,}05$, $Y_n = 100{,}00$, $Z_n = 108{,}90$), hitunglah nilai $L^*$, $a^*$, dan $b^*$.

Soal 3.3

Sumber monokromatik pada $\lambda = 555$ nm memiliki radiant flux 1 W. Berapakah luminous flux-nya? Bagaimana jika $\lambda = 450$ nm? ($V(555) = 1{,}000$, $V(450) \approx 0{,}038$)

Soal 3.4

Tampilan A: 100% sRGB, 78% DCI-P3. Tampilan B: 99% sRGB, 95% DCI-P3. Apakah B selalu lebih baik? Jelaskan.

Soal 3.5

Mengapa komponen $Y$ dalam CIE XYZ dipilih agar identik dengan luminance? Apa implikasi praktisnya dalam desain tampilan?

Soal 3.6

Layar OLED memiliki luminance maks 500 cd/m² pada putih dan 800 cd/m² pada merah primer. Jelaskan mengapa luminance merah bisa melebihi putih, dan konsekuensinya terhadap konsumsi daya per subpiksel.

Soal 3.7

Warna 1: $(65{,}0;\; -20{,}0;\; +40{,}0)$ dan Warna 2: $(65{,}0;\; +20{,}0;\; -40{,}0)$. Hitung $\Delta E^*_{ab}$ dan deskripsikan perbedaan kualitatifnya.

Soal 3.8

Hitung luas segitiga gamut Adobe RGB dan bandingkan dengan DCI-P3. Warnai mana yang tidak tercakup oleh DCI-P3 namun ada di Adobe RGB, dan sebaliknya?