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색의기록과표현 色을알다. 色으로알다. 지금모든환경에서 色 이주목되고있습니다. 우리를둘러싼생활환경속에서무수히많은색이존재하고있습니다. 색은구매의욕이나기호, 식욕등의감각을좌우하는것은물론안색에서건강상태를안다고하는것에이르기까지넓은범위에걸쳐커다란역할을담당하고있습니다. 그런데그정도로색의중요성이늘어나고있음에도불구하고색의지식이나관리가충분하지않기때문에제품색의결정이나거래상의트러블등이다방면에서수없이많이일어나고있는것도사실입니다. 색은인간의감각이나경험에의지하여판정되는경우가많기때문에공통으로통일된기준으로누구나가관리할수있는것은아닙니다. 지금색을정확하게표현하고그색을다른사람에게전하고재현해보기위해서는어떤방법이있는가? 제조업을비롯하여모든분야에서원활한색채커뮤니케이션을교환하기위해서는어떻게하면좋을까? 우리는색에관한여러가지정보나지식을더알아둘필요가있는것은아닐까요? * 본서에서는물체색에대한설명을하고있습니다. 출처 : MINOLTA Color Communication 발행처 : MINOLTA Co.Ltd. 편집 :
색에대해함께공부해봅시다 주위를둘러만보아도우리눈에는여러가지색이보입니다. 색은우리의주위에무의식중에존재하고있지만사과를보여색을묻자각각다른대답을했습니다. 동시에길이나무게처럼스케일이나단위를가지고있지않으므로누구나가하나의대답으로공통으로의사소통을할수없습니다. 예를들면 푸른바다 나 푸른하늘 이라고말해도개인에따라느낌이다르기때문에여러가지푸른색이있을것입니다. 여기에색의어려움이있습니다. 그럼우리가색에대해서어떤지식을가지면좋은것인지조금씩공부해봅시다. 색의표현은가지각색. 색을전한다고하는것은의외로어려운것이군요. 세명에게한개의사과를보여색을묻자각각다른대답을했습니다. A 씨 : 빨갛네요... B 양 : 타는듯한붉은색! C 군 : 깨끗한홍색이군... 같은사과를보고있는데도모두제각기의말로색을표현하고있군요. 게다가대단히감각적인표현입니다. 이처럼표현방법이사람에따라다름은색을전하는것이대단히어렵고애매하게되어있습니다. 이장소에없는사람이 타는듯한붉은사과 라고말한이색을다르지않게재현할수있을까? 그정도로색을말로표현한다는것은복잡하고어려운일입니다. 하지만만약여기에누군가가이해할수있는공통의방법이있다면색의의사소통은좀더부드럽게되고, 정확하게되는것은아닐까. 정확하게서로전할수있다면색의트러블도틀림없이해소할수있을것입니다.
관용명과계통명색의기록과표현 관용명과계통명색의기록과표현 언어는어디까지색을표현할수있을까? 색을언어로표현한말에는옛날부터독특한것이있으며시대에따라변화하고있습니다. 지금이야기하고있는빨간색을예로들더라도산호색, 홍매색, 연지, 꼭두서니색 ( 좀검붉은색 ), 주색등외에장미, 딸기, 스칼렛 ( 주홍색 ) 등의부르는이름이있으며이것들을관용색명이라고부르고있습니다. 더욱이색의상태를분석하여선명한, 칙칙한, 진한등의형용사에의해보다정확하게표현하는방법이사용되어지고있습니다. 먼저 C 씨가 깨끗한홍색 이라고말한것으로계통색명이라고부르고있습니다. 이처럼색을언어로전하는방법은여러가지있지만홍색이나선명한빨간색만으로는사람에따라받아들이는방법이달라색의표현으로서는아직불충분합니다. 그럼색을오해없도록말로표현하자면어떻게하면좋을까요? 같은색일텐데어째서다르게보이는가? 색이보이는방법은여러가지조건에따라좌우되고있군. 광원의차이 야채가게에서는새빨갛고맛있어보이는사과가집의형광등아래에서는아무래도맛있어보이지않는다... 이런경험은없습니까? 태양광, 형광등, 백열전등등각각조명광원의차이에따라같은사과라도다른색으로보입니다. 방향의차이 예를들면자동차등의색은보는각도가거의조금만달라도밝은색으보이거나어두운느낌으로보이기도합니다. 투명감이있는색이나금속감이있는색등은특히경향이강할것입니다. 색을정확하게전하기위해서는보는방향도일정하지않으면안됩니다. 또빛이드는방향 ( 조명광원의위치 ) 이다르더라도색의보이는방향은달라집니다.
크기의차이 작은색견본을보고마음에든벽지도실제로사서벽에붙여보면조금은너무화려한듯한느낌이든적이있습니다. 면적이큰색은작은색과비교하여밝고선명게보이는경향이있으며이것을 면적효과 라고니다. 큰면적의것을작은색견본으로결정해버리면실패할수도있습니다. 배경의차이 예를들면사과를배경이밝은것앞에두면배경이어두운것앞에둔때와비교해서칙칙한느낌으로보입니다. 이것은색의 대비효과 라고하는것으로색을정확히판단하기위해서는바람직하지않습니다. 관찰자의차이 색을판단할경우인간의눈의감도에는각각개인차가있고색각이정상으로되어있는사람이라도대부분빨간색인가푸른색에약간감도가치우쳐있음이알려져있습니다. 또한, 연령과동시에시력에도변화가나타납니다. 이처럼관찰자의차이에의해서도색이보이는방법이달라집니다. 색을관찰할때의조건을결정해두는것이중요하군요.
두개의빨간공 이색의차이를누군가에게정확하게전해주십시요. 색을정확하게표현하고전하기위해서는꼭색채의세계를들여다보십시요. 여러가지, 빨간색. 아주닮아있는두개의빨간색은어떻게다를까요. 여기에두개의빨간공이있습니다. 언뜻보기에같은빨간색이라고말할수없는것도아니지만잘비교해보면몇가지차이가있음을알수있습니다. 색배합은두개모두빨갛지만위의구쪽이밝고아래구는어두운느낌이군요. 또한선명도는위의구쪽이더뛰어납니다. 같게보이는빨색이라도이렇게다릅니다. 정리를해보면 색배합 명도 선명도 의세가지가색을표현하기위해필요한요소임을알수있습니다.
색배합 명도 선명도 색의세계는세가지요소의조합. 색배합, 명도, 선명도이것이색채의세계입니다. 적 황 녹 청... 색배합은색채의고리를만들고있습니다사과색은적, 레몬색은황, 하늘색은청... 이라고하듯이누구나그 색배합 을떠올릴수있습니다. 적, 황, 청이라고하듯이각각구별되는 색배합 을색상이라고합니다. 더구나적과황이라고말하면전혀다른색상이지만적과황의물감을섞으면황적이생기고황과녹이라면황녹, 녹과청이라면청록... 이라고하듯이색상은그림 1 처럼연결되어있어하나의고리를만들고있습니다. 이것을색상환이라고합니다. 명도 V (Value) 밝은색과어두운색. 밝기의정도는세로로변화합니다. 색과색을비교해서밝은색이라든가어두운색이라고하듯이색에는밝기 정도가있습니다. 예를들면레몬의노란색과자몽의노란색에서는레몬의노란색쪽이보다밝습니다. 그러면레몬의노란색과팥의빨간색에서는어떻겠습니까? 역시레몬의황색쪽이밝은색이군요. 이처럼색상에관계없이비교할수있는 밝기 의정도를명도라고부르고있습니다. 그림 1, 2, 3. 색상 H(Hue) 위의그림 2 를봐주십시오. 이것은그림 1 의색상환을녹 (A) - 적자 (B) 로자른단면에해당합니다. 명도가세로방향으로변화하여위로갈수록색이밝아지고아래로갈수록어두워지는것을알수있습니다.
채도 C (Chroma) 선명한색, 칙칙한색. 선명도의정도는중심에서넓어져서변화합니다. 같은노란색이라도레몬과배로구별해보면어떻겠습니까? 명도 라는쪽도레몬은선명한노란색이고배는탁한노란색인것처럼선명도 에큰차이가있음을알수있습니다. 이처럼색상이나명도와는별도로 선명 의정도를나타내는성질을채도라고부르고있습니다. 그림 2 을보면적자와녹각각의색상에서중심에서가로방향으로채도가변화하고있습니다. 중앙으로향할수록칙칙한색 ( 회색 ) 으로되있는것을알수있습니까? 그림 3 에서는명도와채도를나타내는색조 (Tone) 에관한일반적으로부르는방법 ( 수식어 ) 을나타내고있습니말로하면어떤표현으로되는지한번그림 2 와비교해보십시요.
색채의세계를입체로보면... 색상은원형, 명도는세로축, 채도는중심에서의가로축. 세가지의요소를조합하면... 색상, 명도, 채도이세가지요소는색의 3 속성이라고불리워지고그림 4 처럼색상을외부둘레, 명도를세로축, 채도를중심에서가로축으로한입체로서생각할수있습니다. 그림 4 에서표현한 3 속성으로만들어진입체에실제의색을배분해보면그림 5 와같은색입체가됩니다. 채도의단계가색상과명도마다각각다르기때문에색입체는복잡한형을하고있습니다만색상, 명도, 채도가변화해가는모습을잘알수있습니다. 그림 4. 그림 5.
색수치의역사 색상, 명도, 채도에눈금을붙이면색을수치화할수있습니다. 누구나가가장간단하게, 가장확실하게색을서로전하기위해여러사람들이독자의방법으로복잡한계산식을사용하면서색을정량화하여표현하는것에착안하였습니다. 결국, 길이나무게와마찬가지로색을수치로표현하는방법을고안한것입니다. 예를들면 1905 년미국인화가만셀 (Albert. H. Munsell) 은 색상 명도 채도 로각각분류한수많은색지를만들어이것을눈으로비교해보고분류하면서색을표현하는방법을고안했습니다. 그후여러가지검토가더해져현재는수정만셀표색계 ( 일반으로는만셀표색계 ) 로서색상 (H), 명도 (V), 채도 (C) 로분류한색표 (Munsell) 를사용하여색을기호로읽어들일수있습니다. 또한색이나빛에관한여러가지국제적인약속을하는기관으로서국제조명위원회가조직되고이국제조명위원회 (Commission Internationale de leclairage, 약칭 :CIE) 에서는색을수치로표현하는방법으로서 1931 년에 XYZ(Yxy) 표색계가 1976 년에는 L*a*b* 표색계가제정되었습니다. 그후여러가지개량이더해져현재는각종표색계 1) 가색채커뮤니케이션의규칙으로서세계공통으로사용되고있습니다. 주 1) 표색계 : 일반적으로물체의색이나광원의색을수치나기호로표현하는방법을말합니다. 색채계를사용하면색의수치화를간단하게할수있습니다. 색채계를사용하면각종표색계에서순식간에답이나옵니다. 수치표시이기때문에누구라도공통으로정보를공유할수있습니다.
표색계 (1/2) 색의수치화를표색계마다봅시다. L*a*b* 표색계 L*a*b* 표색계는물체의색을표현하는데현재모든분야에서가장대중적으로사용되고있는표색계입니다. 1976 년에국제조명위원회 (CIE) 에서규격화되어일본에서도 JIS(JIS Z 8729) 에있어서사용되고있습니다. L*a*b* 표색계에서는명도를 L*, 색상과채도를나타내는색도를 a*b* 로나타냅니다. 그림 6 은 L*a*b* 표색계색도그림입니다. 그림에서알수있듯이 a*, b* 는색의방향을표시하고있고, a* 는적색방향, -a* 는녹색방향, 그리고 b* 는황색방향, -b* 는청색방향을나타내고있습니다. 수치가커짐에따라선명한색이되고중심이됨에따라칙칙한색이됩니다. 또한그림 8 은 L*a*b* 표색계의색공간을입체적으로이미지화한것입니다. 그림 6 은그림 8 을수평방향 ( 녹색방향 - 적색방향 ) 으로자른단면도에해당합니다. 그림 6. 사과의색을 L*a*b* 표색계로측정하면왼쪽과같은수치가됩니다. 이수치가어떤색을하고있는가를보십시요우선그림 6 에서 a*=47.63 과 b*=14.12 가교차하는 (A) 점이이사과의색도가될뿐입니다. 또한그림 7 은색조 ( 명도와채도 *) 를나타낸것입니다. 이그림에서이사과의명도 L*=43.31(B) 점을알수있습니다. 언어로이사과의색을표현하면 적색방향의색상이고, 선명한색 이라고할까요. 그림 7.
아래그림은 L*a*b* 표색계의색상구입니다. L*C*h 표색계 L*a*b* 표색계를기본으로생각해낸표색계이기때문에 L* 은명도를나타내고있습니다. C* 는채도를나타내고있고 C* 의값이작으면원중심에가깝기때문에칙칙한색이됩니다. h 는색상각도를나타내고있고그림 9 처럼 a* 적색방향의축을 0 로해서여기서부터반시계방향의색상에대해이동한각도로색의위치를알수있게되어있습니다. 예를들면 90 이면황색방향, 180 이면녹색방향이됩니다. 그림 9. 사과의색을 L*C*h* 표색계로측정해보면다음과같은수치가됩니다. 채도 C*=48.68, 색상각도 h=16.5 입니다. 이수치를그림 9 에서보면 (A) 점임을알수있습니다. 명도 L*=43.31 이므로 L*a*b* 표색계와같습니다
Hunter - Lab 표색계 미국인 R. S. Hunter 가제창한표색계로미국이중심이고주로도장관계에서사용되고있습니다. L*a*b* 표색계의색도도로확인할수있지만계산식이다르기때문에색의값은변합니다.
표색계 (2/2) Munsell 표색계미술수업등에서한번은보기도하고듣기도한적은없습니까? 이것은미국의화가 미술교육가인 A. H. Munsell 이고안한표색계로색의 3 속성인색상, 명도, 채도를 근거로각각번호나기호로분류된색표를사용물체의색과색표를비교해보고색을표현하는것이특징입니다. 일반적으로디자인관계분야에서많이이용되고있습니다. 일본에서는 3 속성에의한색의표시방법 으로서 JIS(JIS Z 8721) 에서채용되고있습니다. 사과의색을알려고하면우선그림 10 의 Munsell 색상환으로사과의색에가장가까운색을찾습니다. 원주상의각각의색상 (H) 에 5Y(Y 는 Yellow 약자 ), 5YR(YR 는 YellowRed 의약자 ), 5R, 5RP... 라고기호가붙여지고있습니다. 이중에서가장가까운색은 10RP 와 5R 의중간의 2.5R 인것같습니다. 다음으로 2.5R 의명도 / 채도를나타낸 Munsell 색표 ( 그림 11) 로명도 (V) 와채 (C) 에가까운색을찾습니다. 여기에서는명도 (V)=4, 채도 (C)=12 가가까운것같습니다. 이것으로색상 (H)=2.5R, 명도 (V)=4, 채도 (C)=12 를 Munsell 색계 (HV/C) 로나타내면 2.5R 4/12 가됩니다. 표색계에서측정하면값이순식간에표시됩니다. 그림 10. 그림 11. * 색상환은현재실용으로서사용되고있는것은 10 색상 (Y, YR, R...) 의각각을 4 분할한 40 종이든지 2 분할한 20 종입니다. * 이지면의 Munsell 색상환과 Munsell 색표는인쇄처리에의해설명하고있고실제하고는다름을양지해주십시오.
XYZ(Yxy) 표색계 XYZ 표색계는현재 CIE 표준표색계로서각표색계의기초가되고있습니다. 물리학자 T. 야크가발견하고후에 H. 헤륨호루츠가확충빛의 3 원색 (R= 적, G= 녹, B= 청자 ) 의가법혼색의원리에기초를두고발전한것으로색도도를사용하여색을 Yxy 의세가지값으로나타냅니다. Y 가반사율로명도에대응하고 xy 가색도가됩니다. 그림 12 는 XYZ 표색계색도도입니다. 그림에서알수있듯이가로축방향이 x, 세로축방향이 y 입니다. 또한무채색은색도도의중심에있고색도는주변이될수록높아집니다.. 그림 12 그림 13. 사과의색을측정해보면다음과같은수치가됩니다. 이수치가어떤색을나타내고있는가를보십시요. 그림 12 에서 x=0.4832, y=0.3045 의교점 (A) 이이사과의색도가될것입니다.
색차 색채계를사용하여여러가지색을측정해보십시오. 인간의눈으로는색을수치화하는것은할수없지만색채계라면간단합니다. 이제까지봐왔던것처럼색채계는인간의감각적표현과는달리색의표현방법이국제적으로규격화되어수치로재현할수있습니다. 어디에서나누구나공통언어로서서로전할수있을것입니다. 인간의눈이광원의차이나배경의차이에의해서같은색이라도다르게보이기도하는것에비해색채계는인간의눈에상응하는센서를탑재하여더욱이일정의조명광원과조명방법에의해서색을측정하기때문에낮이나밤이나측정조건에좌우되지않고간단히색을측정할수있습니다. 지금까지봐왔던각표색계를사용하여측정물의수치를확인해봐주십시요. 미묘한색의차이 ( 색차 ) 를전하는것도색채계는자신있습니다. 수치로차이를알수있습니다. 색 을사용하는현장에서가장문제가되는것은미묘한색의차이 ( 색차 ) 입니다. 색채계가있다면색과색과의미묘한차이도수치로나타낼수있습니다. 그럼두사과의색차를 L*a*b* 표색계와 L*C*h 표색계로보십시오. 우선 L*a*b* 표색계로사과 1(L*=43.31 a*=47.63 b*=14.12) 의색을기준으로하여다른사과 2(L*=47.34 a*=44.58 b*=15.16) 와의색차를측정하면 A 의표시가됩니다. 아래그림에서보면그차이를알수있습니다. A. L*a*b* 표색계 B. L*C*h* 표색계 사과 1 사과 2 L*a*b* 표색계의경우 ΔE*ab( 델타이스타에이비 ) 의수치로색차를나타냅니다. 두가지색의차이, 방향의차이는알수없지만색차를한가지수치로나타낼수있습니다. A 의경우 ΔE*ab=5.16 ΔL*=4.03 Δa*=-3.05 Δb*=1.04 입니다. 이것을계산식으로나타내면아래와같습니다. ΔE*ab=[(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2] 1/2
한편 L*C*h 표색계에서측정한경우의색차는 B 처럼됩니다. 명도차 ΔL* 는 L*a*b* 표색계와같지만채도차 ΔC*=-2.59, 색상차그림 14ΔH*= 에서채도가마이너스가되고색상은 b* 방향으로변화하고있습니다. 또한그림 15 에서 1 는 2 와비교해서 다소엷은색 임을알수있습니다. 이것을종합적으로보고사과 1 의색을사과 2 와비교해서언어로나타내면 적색계통의색상이고다소엷은색 이라는정도이겠지요. * Δ 는차이를표시할때의기호로서사용됩니다. 그림 14. 그림 15. 그림 16.
색차계의적용 인간의눈으로는같게보이더라도색채계로측정해보면미묘한차이가있음을알수있습니다. 앞장처럼인간의눈으로는거의같은색으로보이는두개의사과도실제로색채계로측정해보면미묘한색의차이를알수있었습니다. 이처럼색채계는색의차이를확실히수치로나타내줍니다. 만약상품의색이다른채로눈치채지못하고출하되어트러블을일으켰다면... 판매부분은물론유통부분, 생산부분만아니라회사전체에큰손해를끼치게될지도모릅니다. 이와같은일을미연에방지하기위해서도색채관리는매우중요한역할을담당하고있습니다. 그럼색채계를사용한색채관리가어떻게도움이되고있는가를보십시오. M 사에서는플라스틱제품을발주처로부터발주받아생산을하고있습니다. 발주처는 M 사이외의회사에도같은제품의생산을의뢰하고있습니다. M 사에서는생산라인에서의제품색관리를전담검사스텝이담당하여제품의색견본에의한육안검사로제품의색검사를하고있었습니다. 육안검사는숙련된인간의눈에의해서제품이견본색의허용범위에들어오고있는가어떤가를검사하는작업입니다. 이작업은적임자가한정되어있어누구나곧할수있는것은아닙니다. 또한인간의눈으로검사했기때문에작업시간에도한도가있으며연령이나그때의컨디션에의해서도평가가달라집니다. 때로는 M 사가납품한제품과타사로부터납품받은제품과의색차를발주처로부터지적받아 M 사에반품된것도있었습니다. 그래서 M 사에서는생산라인의제품색관리에색채계를채용하기로하였습니다. 편하고휴대하기에알맞은것으로생산라인에서도즉시사용할수있다. 간단하게누구나사용할수있다. 검사가빨라언제나사용할수있다. 등현장에서의평가는상당한것같습니다. 또한 M 사에서는제품의납품시에색채계의데이터를함께첨부하여품질의관리를어필하고있다고합니다.
색채계의특징 색채계에는색채측정을위한뛰어난기능이많이탑재되어있습니다. 광원조건 ( 조명광원 ) JIS 등의규격에규정되어있는특성과등가인광원을내장하고있기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 색의기억정확하게기억할수있고프린트로출력할수있습니다. 통신기능 RS-232C 준거의디지탈신호를입출력하는기능이있습니다. 색의표현감각적인표현뿐만아니라각종표색계로수치표시할수있기때문에누구에게라도정확하게전할수있습니다. 보는방향의차이 ( 조명각도 ) JIS 등의규격에규정되어있는조건에준거하고있기때문에항상같은조건으로측정할수있습니다. 관찰자의차이 JIS 등의규격에근접한수광부 ( 센서 ) 를내장하고있기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 배경 / 크기의차이인간의눈과달리착각을일으키지않기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 색채의판단수치표시로순식간에알수있습니다.
왜, 사과는빨갛게보일까? 색에대해좀더상세하게공부해봅시다. 그런데이제까지는색이보이는방법이나표현방법등에대해서이야기해왔습니다. 색대해가장기본적인 사과는왜빨갛게보이는것일까? 색이보이는방법의차이는어째서일어나는것일까? 라는아주당연한것처럼생각할수있는것을의외로잘모릅니다. 생산현장이나학술연구의장에있어서색채관리에한층더엄밀함이요구되어지게되자더욱자세하게색의정체를아는것도필요하게되었습니다. 그색의세계에좀더깊게파고들어가봅시다. 빛이없다면색도없다. 우리가색을느끼는데에는, 광원 물체 시각 의 3 요소가필요합니다. 칠흑같은어둠속에서는색은알수없습니다. 눈을감아버리면색은보이지않게되어버립니다. 더욱이중요한물체가없다면색은존재할리가없습니다. 광원 물체 시각 의세가지가갖추어있지않으면색을느낄수없습니다. 그럼빨간사과, 노란레몬... 일경우에색의차이가생기는것은왜일까요?
인간은특정의파장을색으로느낄수있습니다. 빛을파장성분으로나눈것을 분광 이라고합니다. 나눈빛의강약 ( 혼합한경우 ) 에따라, 여러가지색이생깁니다. 태양광을프리즘으로통과시키면무지개같은색띠가생긴다는것을알고있는분은많을것입니다. 이것을발견한분은만유인력을발견한 I. Newton입니다. 이색띠를스펙트럼이라고부르고빛을스펙트럼 ( 파장성분 ) 으로나눈것을 분광 이라고합니다. 스펙트럼이인간의눈으로보인다고하는것은이특정의파장이인간의눈의망막에자극을주어색으로느끼게하는것입니다. 스펙트럼은적 주황 황 녹 청 남 자의순서로줄지어져있지만이것은각각의파장의길이가다르기때문에생기는현상으로빛중에서가장파장이긴부분이빨갛게보이고짧은부분이보라색으로보입니다. 사람의눈으로볼수있는빛의영역을 가시광선 이라고부릅니다. 이영역에서더욱파장이길어지면적외선영역이되고역으로파장이짧지면자외선영역이되지만이영역은인간의눈으로는볼수없습니다. 그런데 파장 이라는말이나온것으로도알수있듯이빛은공중에날고있는여러가지전자파중의하나입니다. 전자파중에는파장이수천 km나이르는전파에서십억분의 1mm이하의 γ선까지여러가지종류가있습니다만 가시광선 은 380 780nm의범위입니다. 물체에서반사되어시각에서색으로인식되는빛은 ( 단일파장의인공광을제외하고 ) 여러가지파장성분의빛이서로혼합되어있습니다.. 그림 17. 그림 18
그럼, 빛이우리눈에들어와서색을감지하는프로세스와색채계와의차이를알아봅시다. 인간과색차계의색감지방법 ( 개념도 ) 사람의경우눈 색차계. ( 자극치직독방법 ) 물체 ( 사과 ) : 망막이물체로부터빛을받아뇌로전달한다. 뇌 : 색을지각한다. 빨간색 물체 ( 사과 ) : 인간의눈과같은감도로구성된 3가지 : 3가지센서로부터정보를모아수치화한다. 센서가물체로부터빛을받는다 수치화된색을표시 색차계 ( 분광측색방법 ) 분광센서 물체 ( 사과 ) : 복수의센서로물체로부터반사되는빛 : 분광된파장성분 ( 반사율 ) 을측정하여수치화와분광 ( 가시광선영역의파장성분 ) 을분광한다. 마이크로컴퓨터그래프표시를한다.) 수치화된색을표시여기에서본것처럼인간의눈에보이는것은가시광선영역이지만빛은색그자체는아닙니다. 눈의망막을자극하여시감각을일으킬수있는방사선 이라고정의되어있는대로눈에들어온빛에대해서눈의망막이자극을받아뇌가반응하는것에의해서처음으로 색 이라는개념이생긴것입니다. 그림19sms 인간과색채계와의색감지방법의원리를개념적으로비교한것이지만이제까지보아왔던색채계는일반적으로자극치직독 ( 刺戟値直讀 ) 방법이라고불려지고있으며, 인간의눈과같은원리로구성되어있습니다.
빛 ( 색 ) 의성분은어떻게되어있는가? 분광측색계를사용하여, 실제로측정해보십시요. 분광광측색계는색의수치화는물론색의파장성분 ( 반사율 ) 을그래프화해서표시합니다. 앞장의설명에서도알수있듯이색은스펙트럼 ( 파장성분 ) 이여러가지비율로서로혼합하여생겼습니다. 이제까지봐왔던색채계 ( 자극치직독방법 ) 의수치화방법에서는각표색계를사용하여그안에서얻어지는색이어느위치에있는가만알수있었지만분광측색계 ( 분광측색방법 ) 에서는물체로부터반사된빛을내장된여러가지센서를사용하여파장마다세밀하게분광하여각파장마다반사율 ( 빛의양 ) 을측정하여그래프화하는것으로색 ( 색의정체 ) 을알수있습니다. 물체는광원으로부터빛의일부를흡수하고나머지는반사합니다. 이반사된부분이인간의눈에들어와 색 으로서인식될뿐이지만빛의어느부분을어느정도흡수하고반사하는가는물체에따라다르기때문에각각고유의색을가지게되는것입니다. 한편, 이곳에서설명할색채계는일반적으로분광측색계 ( 分光測色械 ) 방법이라고불려지고있으며, 수치표시외에색의분광성분을그래프로표시할수있는등여러가지특징을가지고있습니다.
사과사과를측정하면오른쪽과같은분광반사율그래프가됩니다. 모든파장의빛이서로혼합되어있고여러가지색이포함되어있음을잘알수있습니다. 더욱이이그래프에서적색계통의파장성분의반사율은높고 ( 광량이많고 ) 다른파장성분의반사율은낮음 ( 광량이적다 ) 을알수있습니다. 이것은사과가주황색이나적색의파장성분은반사하고자색이나남색, 청색, 녹색의파장성분은흡수하고있다는것을의미합니다. 이처럼분광측색계로측정하면분광반사율그래프에의해서사과의색의정체를볼수있습니다. 가시광선영역에배치된분광측색계의복수 (40 개 ) 의센서가각각의파장성분을정확히보고측정하고있다는것입니다. 따라서인간의눈으로는감지할수없는색요소를모두측정할수있습니다. 레몬레몬을측정해보면역시오른쪽과같은분광반사율그래프가됩니다. 이그래프에서황색계통과적색계통의파장성분의반사율은높고 ( 광량이많고 ) 자색, 남색의파장성분의반사율은낮아져 ( 광량이적게 ) 있음을알수있습니다. 이것도레몬이황색이나녹색, 적색의파장성분은반사하고자색이나남색의파장성분은흡수하고있다는것을의미하고있습니다. 즉, 이것이레몬의색의정체입니다. 이것은인간의눈에서는물론이제까지 (PART I) 봐왔던색채계 ( 자극치직독방법 ) 에서는불가능하고분광측색계에서만의고정도측정인것입니다.
자극치직독방법 ( 색채계 ) 과분광측색법 ( 분광측색계 ) (1/2) 분광측색계를사용하여여러가지색을측정해보십시오. 이제까지봐왔던색채계 ( 자극치직독방법 ) 는색의수치화정도였습니다. 분광측색계를사용할수있다면수치화외에분광반사율그래프로색볼수있습니다. 또한분광측색계는고정밀센서나여러가지조명광원정보등을내장하고있기때문에자극치직독방법의색채계에비해보다고정밀도의측정이가능합니다. 자극치직독방법과분광측색방법과의차이에대하여. 인간은특정의파장을색으로느낄수있습니다. 에서스펙트럼 ( 적 주황 황...) 에대한이야기가있었지만, 이중 적 녹 청 세가지색이일반적으로빛의 3 원색이라고불려지고있습니다. 인간이색을지각할수있는것은이 3 원색의빛에대응한감각 ( 센서 ) 이인간의눈에있다고생각되고있기때문입니다. 그림 19 는인간의눈에대응하는분광감도 ( 색을분별하는세가지감도 ) 를나타낸것입니다. 이것을등색함수라고부르고 x(λ) 는적색의파장역에서큰감도를갖고있으며, y(λ) 는녹색파장역에서큰감도를가지고있습니다. 또한 z(λ) 는청색의파장역에서큰감도를가지고있습니다. 이것이물체로부터빛을받아의비율 ( 자극 ) 의변화에의해서여러가지색으로되는것입니다. 이분광감도는 CIE( 국제조명위원회 ) 에서표준관찰자의분광감도로서규정되어있습니다. 자극치직독방법이란앞장의인간과색차계의색감지방법 ( 개념도 ) 의가운데그림처럼인간의눈에대응할분광감도와거의동일감도를가진세가지센서에서시료를측정하여직접 삼자극치 라불려지는 X, Y, Z 의세가지값을측정하는방법을말합니다. 한편, 분광측색방법은인간과색차계의색감지방법 ( 개념도 ) 의아래쪽그림처럼복수 (40 개 ) 센서로시료에서반사된빛을분광하여각파장마다반사율을측정합니다. 그리고그데이터를근거로마이크로컴퓨터부에서적분계산을하여삼자극치값 X, Y, Z 의세가지값을산출합니다. 여기에서는시료 ( 사과 ) 의값이각각 X=21.21, Y=13.37, Z=9.32 로되어있습니다. 이세가지수치를근거로해서 L*a*b* 등각종표색계에의해서색의수치표시를할수있습니다. 또한그림 20 은색채측정에있어서삼자극치 (X, Y, Z) 를구하는방법의원리를나타낸것입니다. 그림 21 에서 a 시료 ( 사과 ) 에서반사광 ( 분광분포 ) 이 b 센서로들어가면각각세가지색으로분해되는삼자극치 (X, Y, Z) 를알수있습니다. c = a b 로구할수있습니다. c 를각분광감도별로보면 c-1 : x(λ), c-2 : y(λ), c-3 : z(λ) 처럼됩니다. 각각사선부 (X, Y, Z) 를적분계산으로구한값이삼자극치가됩니다.
그림 19 그림 21 그림 20
자극치직독방법 ( 색채계 ) 과분광측색법 ( 분광측색계 ) (2/2) 색채계와분광측색계의비교 색채계 분광측색계 광원조건 ( 조명광원 ) JIS 등의규격에규정되어있는특성과등가인광원을내장하고있기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 보는방향의차이 ( 조명각도 ) JIS 등의규격에규정되어있는조건에준거하고있기때문에항상같은조건으로측정할수있습니다. 관찰자의차이 jis 등의규격에근접한수광부 ( 센서 ) 를내장하고있기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 배경 / 크기의차이인간의눈과달리착각을일으키지않기때문에항상같은조건에서측정할수있습니다. 색의표현감각적인표현뿐만아니라각종표색계로수치표시할수있기때문에누구에게라도정확하게전할수있습니다. 색채의판단수치표시로순식간에알수있습니다. 색의기억정확하게기억할수있고프린트로출력할수있습니다. 통신기능 RS-232C 준거의디지탈신호를입출력하는기능이있습니다. 광원조건 ( 조명광원 ) JIS 등의규격에규정되어있는특성과등가인각종광원데이타를기억하고있기때문에여러가지광조건하에서측정데이타를얻을수있습니다. 보는방향의차이 ( 조명각도 ) JIS 등의규격에규정되어있는조건에준거하고있기때문에항상같은조건으로측정할수있습니다. 수광부 ( 受光部 ) 수광부에분광센서를탑재하고있기때문에고정도측정이가능합니다. 각종표색계 XYZ, L*a*b*, Hunter - Lab, Munsell... 등여러가지표색계로표시할수있습니다. 분광반사율그래프색의파장성분 ( 반사율 ) 을그래프화해서표시합니다. 색채의판단수치표시로순간에알수있습니다. 분광반사율그래프로도표시됩니다. 색의기억정확하게기억할수있고프린트로출력할수있습니다. 통신기능 RS-232C 준거의디지탈신호를입출력하는기능이있습니다.
광원이변하면색이보이는방법은어떻게변화할까요. 물체의색은조명하는광원에의해서다르게보인다. 라는것은 5 페이지에서도봤습니다. 색채계 ( 자극직독방법 / 분광측색방법모두 ) 에는측정용조명광원이내장되어있지만물체의색을측정하기위해서는각종광원의대표적인특성을규정해둘필요가있으며, 이것들은 CIE( 국제조명위원회 ) 나 JIS 등에규정되어있습니다. 그림 21 은대표적인광원의분광분포입니다. 분광측색계에서는그림 21 의조명광원의데이터가내장되어있어각각목적에맞는조명광원에의해서색채값측정을할수있습니다. 동시에어떤제품이 여러가지조명광원하에있어서어떻게보이는가 라는시뮬레이션을실시할수도있습니다. 자극치직독방법의색채계는일반적으로표준광 D65 / 표준광 C 어느그림 22. 쪽이든한종류로측정합니다. 표준광 D65 : 자외선영역을포함하는자연광원 ( 정오기준 ) 에서비추고있는물체색측정용광원입니다. CIE, ISO 의기준광입니다. 색온도는 6504k 입니다. 표준광 C : 자연광원에서비추고있는물체측정용광원입니다. 색온도는 6774k 입니다. 3 표준광 A : 백열전구에서비추고있는물체색측정용광원입니다. 그림 21 색온도는 2856k 입니다.. F6 : 백색 F8 : 演色 AAA 자연광백색 F10 : 삼파장형자연광백색 F2 : 백색 F7 : 演色 A 자연광색 F11 : 삼파장형자연광백색
예를들면분광측색계의표준광 D65 로시료 ( 사과 ) 를측정한경우와표준광 A 로시료 ( 사과 ) 를측정한경우의비교를보십시오. 위에서 a 는표준광 D65 의분광분포그래프입니다. b 는시료 ( 사과 ) 의분광반사율그래프입니다. c 는시료 ( 사과 ) 에서반사된빛의분광분포 a b = c 가됩니다. 그림중아래의 a 는표준광 a 의분광분포그래프입니다. b 는중간그림과같은시료 ( 사과 ) 의분광반사율그래프입니다. c 는시료 ( 사과 ) 에서반사된빛의분광분포로 a b = c 가됩니다. 인간과색차계의색감지방법 ( 개념도 ) 의 a 가 c, c 가될것입니다. c 와 c 를비교해보면 c 쪽이붉은성분의빛이강하게되어있습니다 붉은기가강한사과 라는식으로보일것입니다. 이처럼물체의색은조명광원의차이에의해여러가지로변화하여보입니다. 광원측색계는실제로는 b 시료의분광반사율을측정하여본체에메모리되어있는각종광원의분광분포데이터와인간의눈에대응하는분감도데이터에서각종광원하에서의색채값을연산하여표시합니다.
상당히복잡한 조건등색 (Metamerism) 의문제도분광측색계로해결할수있습니다. 앞페이지에서물체의색은조명광원의차이에의해서여러가지로변화해서보인다라고했습니다만예를들면 태양아래에서같은색으로보이고있던두개의시료가실내에들어와서보면다른색으로보인다. 라는경우가있습니다. 그림23을봐주십시요. 시료A와시료A를분광측색계로측정하면분광반사율그래프에서알수있듯이그림23 분광반사율이각각다릅니다. 또한표준광 D65로측정한값 (L*, a*, b*) 은같지만표준광A로측정한값 (L*, a*, b*) 은다릅니다. 이처럼분광반사율이다른두개의색이특정광원하에서같은색으로보이는것을조건등색 ( 메타메리즘, Metamerism) 이라고부르고있습니다. 조건등색은착색재 ( 안료, 염료 ) 종류가다르면쉽게일어나게됩니다. 불가사의하군요. 그럼이 조건등색 의문제를해결하기위해서는어떻게하면좋을까요. 조건등색의평가는표준광 D65와표준광 A처럼발광특성이크게다른두종류이상의광원으로측정할필요가있습니다. 자극치직독방식의색채계에는한종류광원밖에내장되어있지않습니다. 따라서조건등색을측정할수없습니다. 그점, 분광측색계에서는앞페이지에서도봤던것처럼많은조건광원의데이터가내장되어있기때문에조건등색을측정할수있습니다. 더욱이분광측색계의큰특징이기도한분광그래프표시기능에의해서두가지색의차이 ( 파장성분의차이 ) 를그래프에의해서확실하게나타내준것입니다. * 이지면에서는인쇄처리에의한차이를이미지로서설명하고있기때문에실제조건등색의보이는방법과는다르므로양지해주십시요.
여러가지色용어 여기에서는이전까지의문장중에나온색에관한용어를중심으로상세하게해설하고있습니다만 JIS( 일본공업규격 ) 에근거를둔문장표현으로정리하고있으므로이제까지의문장과비교해서어려운말이나계산식등이많이나오고있습니다. 따라서여기에서는색에관해참고할자료로서일독해주시기를바랍니다. ( 음냥... 아직제가울나라에서나온재대루된자료를못구해서이렇습니당... 울나라에서도본격적으로색채를연구하는곳이있습니다만... 쩝...) 관용색명관용적이고부르는방법으로표현한색명 계통색명모든색을계통적으로분류하여표현할수있도록한색명. 2 시야와 10 시야앞장에서도설명한것처럼인간의색감각에는각각개인차가있습니다만시각 ( 물체의크기 ) 이변해도색감각은변화합니다. 따라서색측정때에는인간의색감각을규제할필요가있고 2 시야와 10 시야의분광감도가 CIE이나 JIS로결정되어지고있습니다. 예를들면관찰자가 50cm 위치에서직경 1.7cm의시료를관찰하여색을판정할경우가 2 시야이고, 같은거리에서직경 8.8cm의시료를관찰하는경우가 10 시야입니다. 이글에서설명한내용은 2 시야에근거를둔것입니다. 2 시야는시각이 1 4 용이고 10 시야는시각이 4 이상의경우에이용합니다. 등색함수 W. G. Wright 와 J. Guild 의등색실험에근거를두어 CIE 에서정해진등 ( 等 ) 에너지스펙트럼에대한눈의감도를스펙트럼자극치라고하고, 이감도곡선을등색함수라고합니다. 이글에서는앞장에서이것을 인간의눈에대응하는분광감도 ( 등색함수 ) 라고설명하고있습니다. 등색함수는 2 시야와 10 시야의경우가 CIE 에서채용되고있습니다.
여러가지色용어 XYZ 표색계 (CIE 1931 표색계 ) CIE 에서 1931 년에채택한등색함수에근거를둔삼색표색계입니다.(2 시야 XYZ 표색계라고도합니다.) 관측시야가시각 4 이하의경우에적용합니다. XYZ 표색계에있어서반사에의한물체색의삼자극치 X, Y, Z 는다음식에의해서구할수있습니다. X = K 780 380 S(λ) x(λ) R(λ) d(λ) Y = K 780 S(λ) y(λ) R(λ) d(λ) S(λ) : 색표시에이용하는표준광의분광분포 380 x(λ), y(λ), z(λ) : XYZ 표색계의등색함수 Z = K 780 S(λ) z(λ) R(λ) d(λ) R(λ) : 분광입체각반사율 380 100S(λ) y(λ) d(λ) K = 780 380 X10 Y10 Z10 표색계 (CIE 1964 표색계 ) CIE 에서 1964 년에채택한등색함수에근거를둔삼색표색계입니다.(10 시야 XYZ 표색계라고도합니다.) 관측시야가시각 4 이하의경우에적용합니다. X10 Y10 Z10 표색계에있어서반사에의한물체색의삼자극치 X10 Y10 Z10 는다음식에의해서구할수있습니다. X10 = K 780 380 S(λ) x10(λ) R(λ) d(λ) Y10 = K 780 S(λ) y10(λ) R(λ) d(λ) S(λ) : 색표시에이용하는표준광의분광분포 380 x10(λ), y10(λ), z10(λ) XYZ 표색계의등색함수 Z10 = K 780 S(λ) z10(λ) R(λ) d(λ) R(λ) : 분광입체각반사율 380 K = 100 S(λ) y10(λ) d(λ) 780 380
여러가지色용어 색도좌표삼자극치 X, Y, Z 에서예를들면 XYZ 표색계에서는색도좌표 X, Y, Z 은다음식에의해서정의됩니다. x = 다. X X + Y + Z X10 Y10 Z10 표색계의색도좌표는 x10, y10, z10 을이용합니 y = Y X + Y + Z z = Z = 1 - X - Y X + Y + Z 색도도색도좌표를평면상으로나타낸그림입니다. XYZ 표색계 (2 시야 ) 및 X10 Y10 Z10 표색계 (10 시야 ) 에있어서는원칙으로서색도좌표 x, y 또는 x10, y10 에의한직교좌표를이용하고각각 CIE 1931 색도도및 CIE 1964 색도도라고합니다. 또한 xy 색도도및 x10 y10 색도도라고도합니다. 본서 16 페이지에서설명하고있는그림은 XYZ 표색계 (2 시야 ) 의색도도입니다.