Warna yang diamati dari suatu benda tergantung pada energi spektral iluminasi, sifat menyerap benda, dan kepekaan visual pengamat terhadap rentang cahaya tampak seperti tertera pada Warna dan Akromisitas <1291>. Penting untuk diperhatikan bahwa metode pengukuran warna dengan instrumen yang digunakan secara luas harus memperhitungkan juga faktor-faktor tersebut diatas.
Pengukuran warna dengan instrumen memberikan data yang lebih obyektif daripada pengamatan subyektif oleh beberapa orang. Dengan pemeliharaan dan kalibrasi instrumen yang memadai, metode ini memberikan pengukuran warna dan perbedaan warna yang tepat dan akurat yang tidak berubah dengan perbedaan waktu pengukuran. Dasar pengukuran warna dengan instrumen adalah bahwa mata manusia telah dibuktikan untuk mendeteksi warna melalui tiga reseptor. Karena itu semua warna dapat dibagi ke dalam campuran tiga stimuli cahaya yang dapat dipilih dan sesuai untuk merangsang ketiga reseptor dalam mata. Walaupun tidak ada satu perangkatpun sumber cahaya yang dapat digunakan untuk menyepadankan semua warna (misal untuk setiap tiga cahaya yang dipilih, beberapa warna memerlukan suatu jumlah negatif dari satu atau lebih cahaya), tiga stimuli yang dapat berubah telah ditetapkan, sehingga memungkinkan untuk menetapkan semua warna yang sebenarnya. Melalui percobaan perbandingan warna yang luas dengan pengamat manusia yang mempunyai penglihatan warna normal, telah diukur koefisien distribusi untuk tiap panjang gelombang daerah cahaya tampak (400 nm sampai 700 nm) yang memberikan jumlah relatif stimulasi pada tiap reseptor yang disebabkan oleh cahaya dari panjang gelonbang bersangkutan. Koefesien distribusi ini, dapat dilihat pada Gambar. Demikian juga untuk setiap warna, jumlah rangsangan pada tiap reseptor di mata dinyatakan oleh pasangan Nilai Tristimulus (X, Y, Z) untuk warna tersebut.
Hubungan antara koefisien distribusi (lihat Gambar) dan nilai tristimulus diberikan dalam persamaan berikut:
Y’ = ; adalah daya spektral pencahayaan, dan adalah reflektans spektral ( ) atau transmitans spektral ( ) dari bahan.
Begitu nilai tristimulus warna telah ditetapkan, nilai itu dapat digunakan untuk menghitung koordinat warna dalam ruang warna tiga dimensi yang ideal sebagai ruang warna yang seragam secara visual. Banyak persaman warna telah dikembangkan dalam usaha menentukan ruang warna. Persamaan yang dituliskan dalam bagian ini merupakan kesepakatan antara kesederhanaan perhitungan dengan yang ideal.
Koordinat warna dalam ruang warna yang seragam secara visual dapat digunakan untuk menghitung deviasi warna dari titik pembanding warna yang dipilih. Jika metode pengukuran warna dengan instrumen digunakan untuk menetapkan hasil suatu pengujian yang memerlukan pembandingan warna antara sediaan uji dan larutan pembanding atau baku, parameter yang dibandingkan adalah perbedaan antara warna blangko dan warna sediaan uji atau baku dalam ruang warna yang seragam secara visual.
Prosedur
Pertimbangan yang dibahas dalam Spektrofotometri dan Hamburan Cahaya <1191> dapat ditetapkan juga pada pengukuran warna dengan instrumen. Dalam metode spektrofotometri, nilai reflaktans atau nilai transmitans diperoleh pada panjang gelombang yang berbeda sepanjang spektrum cahaya tampak, menggunakan suatu lebar pita 10 nm atau kurang. Nilai-nilai ini kemudian digunakan faktor pembobotan. Pada metode kolorimetri, pembobotan diperoleh melalui penggunaan filter.
Pada pengukuran reflaktans spektral zat padat tidak tembus cahaya, sudut pengamatan dipisahkan dari sudut pencahayaan sedemikian rupa, sehingga hanya cahaya terefleksi secara difusi yang dipancarkan dari bahan uji memasuki reseptor. Refleksi yang lain dan penyimpangan cahaya tidak diukur.
Untuk pengukuran transmitans spektral cairan jernih, cairan disinari dalam batas 5 derajat dari normal terhadap permukaannya, dan energi transmisi yang diukur adalah dalam batas 5 derajat dari normal. Warna cairan berubah dengan ketebalan lapisan yang diukur. Kecuali dinyatakan lain, harus digunakan ketebalan lapisan 1 cm.
Metode ini tidak dapat digunakan untuk cairan keruh atau zat padat tembus cahaya.
KALIBRASI
Untuk tujuan kalibrasi salah satu dari bahan pembanding berikut dapat digunakan, sebagaimana dibutuhkan pada geometri instrumen. Untuk pengukuran transmitans, air murni dapat digunakan sebagai baku putih dan ditetapkan transmitans 1,000 pada semua panjang gelombang. Kemudian nilai trimulus X, Y dan Z untuk C sumber CIE masing-masing 98,0; 100,0; dan 118,1. Untuk pengukuran reflaktans dapat digunakan lempeng porselen yang tidak tembus cahaya, yang dasar kalibrasinya adalah reflektor difusi sempurna dan karakteristik reflektansnya telah ditetapkan untuk geometri instrumen yang dapat digunakan. Bila geometri yang ditunjukkan bahan uji mengganggu penggunaan lempeng tersebut, dapat digunakan barium sulfat yang ditekan dengan kualitas baku reflaktans putih.
Setelah kalibrasi dengan bahan tersebut diatas, sebaiknya bila mungkin ukur bahan pembanding yang warnanya sedapat mungkin mendekati warna contoh.
Bila contoh bahan uji tidak sesuai untuk digunakan sebagai baku jangka panjang, dapat digunakan keping warna yang seragam secara visual dalam bagian yang kecil. Penggunaan baku pembanding seperti ini dianjurkan untuk memantau kinerja alat sekalipun untuk penetapan warna absolut.
METODE SPEKTROFOTOMETRI
Tetapkan reflaktans atau transmitans dari 380 nm sampai 770 nm dengan interval 10 nm. Nyatakan hasil dalam presentase, dengan maksimum 100,0. Hitung nilai tristimulus X, Y dan Z sebagai berikut.
Bahan Refleksi Untuk bahan refleksi jumlah X, Y dan Z adalah
; adalah reflaktans spektral bahan, , ? dan adalah nilai yang diketahui dari tiap sumber baku, dan ?? dinyatakan dalam nm.
Bahan Transmisi Untuk bahan transmisi, jumlah X, Y dan Z dihitung dengan cara diatas, ?? (transmitans spektral) sebagai pengganti untuk ??.
METODE KOLOMETRI
Atur kolorimeter yang sesuai untuk memperoleh nilai yang setara nilai tristimulus X, Y dan Z. Ketepatan dapat ditunjukkan dalam memperoleh hasil dari filter kolorimeter sepadan dengan nilai tristimulus lempeng warna jenuh yang kuat dan membandingkan nilai tersebut dengan hasil perhitungan dari pengukuran spektral pada spektrofotometer.
Interpretasi
KOORDINAT WARNA
Koordinat warna, L*, a* dan b* didefinisikan sebagai berikut:
L* = 116 (Y/Y0)1/3 – 16
a* = 500 [(X/X0)1/3 – (Y/Y0)1/3]
b* = 200 [(Y/Y0) – (Z/Z0)1/3]
X0, Y0 dan Z0 adalah nilai tristimulus dari baku tidak berwarna atau putih dan Y/Y0 > 0,01. Umumnya nilai tersebut setara dengan nilai tristimulus dari pencahayaan baku dengan Y0 dibuat setara 100,0. Dalam hal ini X0 = 98,0 dan = 118,1.
PERBEDAAN WARNA
Jumlah Perbedaan warna ?E* adalah:
?E* = [(?L*)2 + (?a*)2 + (?b*)2]1/2
?L*, ?a* dan ?b* adalah perbedaan dalam koordinat warna dari bahan yang akan dibandingkan.
Walaupun perbandingan yang dipercaya dapat dibuat antara warna yang serupa yang diukur bersamaan, hasil yang diperoleh dengan instrumen berbeda atau dalam kondisi operasional yang berbeda harus dibandingkan secara hati-hati. Jika diperlukan untuk membandingkan data yang diperoleh dari instrumen yang berbeda atau yang dicatat pada waktu yang berbeda atau kondisi lain yang berbeda, akan sangat membantu untuk memperoleh data secara bersamaan. Perbandingan hasil pembacaan pada bahan pembanding membantu untuk identifikasi perbedaan yang diakibatkan oleh instrumen.