색채를 감각적인 것 이상으로 효과적으로 사용하기 위해서는 그것의 물리적 특성과 우리 눈의 생리적 지각 작용에 대해서 알 필요가 있다. 색에 대한 학자들의 접근은 어떠하였는지, 그 속성을 어떻게 정의하였는지 알아가면서 우리는 색에 대한 더욱 폭넓은 이해를 갖게 될 것이다.
이 페이지에서는 색의 속성과 지각작용, 학자들의 색체계등을 소개하며 용어에 대한 정의와 설명을 곁들였다.
빛과 색의 관계
.빛
우리가 살고 있는 환경 속에서 빛은 여러 가지 형태로 우리의 시각을 자극한다. 대기권에서는
산란 현상에 의해 우리에게 파란 하늘을 보여주기도 하며 나뭇잎에 닿아서는 반사 흡수되어
녹색의 대지를 보여주기도 한다. 이처럼 빛이 만물에 비칠 때 굴절, 산란, 흡수, 반사 작용을
거쳐 우리 눈에 각기 다른 양상의 밝기와 색을 느끼게 하는 것이다. 물리학적인 의미에서 빛은
일종의 전자파이다. 우리가 빛이라 하는 것은 그 전자파 중에서 우리 눈으로 지각되는 범위를
가리키는 것으로 대략 380nm(nanometer)~780nm의 파장을 띈 전자파를 말한다. 이 이상은
적외선, 이하로는 자외선, 더욱 벗어나면 전파가 있으나 우리 눈으로는 인지 할 수 없다. 그래서
그 사이의 빛을 우리는 가시광선(visible light)이라 부른다.
.빛의 색
백색광으로 보이는 빛 속에는 여러 가지 색광이 포함되어 있다. 빛은 파장에 따라 굴절하는
각도가 다르기 때문에 흔히 프리즘에 의해서 그 스펙트럼(spectrum)을 볼 수 있다. 이렇게 분
리된 빛은 다시 프리즘을 통과시켜도 더 이상 분광되지 않는다. 따라서 어떤 특정한 광선의
색은 그 분광조성에 의해서 설명할 수 있게 된다. 각각의 분광된 빛의 방사량을 측정하여 파장
이 긴 부분의 방사량이 많으면 그 빛은 붉은 빛이며, 파장이 짧은 부분의 방사량이 많으면 그
빛은 푸른 빛을 띄는 것이다.
.빛에 의한 물체의 색
물체는 그 자체가 색을 발하는 것이 아니라 빛을 받아서 흡수, 반사, 투과 등을 거쳐서 독특
한 색을 나타내는 것이다. 결국 물체 표면에서 반사되는 빛의 분광조성에 의해 색이 결정된다.
물체마다 다양한 분광반사율을 갖고 있는 것이다. 예로서 특정 물체의 표면이 장파장을 많이
반사하고 단파장은 흡수해 버린다면 우리 눈에 반사되어 들어오는 빛은 붉게 보인다. 그리고
무채색(흑,백,회색)의 경우에는 어떠한 파장의 빛도 동일한 비율로 흡수하고 반사하기 때문에
그렇게 보이는 것이다. 그러나 같은 물체라도 조명광의 색에 따라 다른 분광반사율을 나타낸다.
일반적으로 우리는 태양광선의 백색광에 적응해 있기 때문에 색상이란 고정된 것이라 믿기 쉬
우나 실상 색은 빛의 색에 의해 결정되는 것이므로 광원에 따라 같은 색도 달리 보인다. 예로서
같은 물체라도 백열등 아래서는 물체색이 황색을 띄고, 형광등에서는 푸른색을 띄는 현상이
일어난다. 국제적으로는 이러한 색의 혼돈을 막기위해 표준광을 결정하여 사용하고 있다.
색의 혼합
.가법혼색/가산혼색(additive mixture of colors)
빛의 스펙트럼을 3등분하여 이들 파장 범위를 대표하는 세가지 색인 적(red), 녹(green), 청자(blue)
를 3원색으로 하는 혼색을 말한다. 이를 색광의 3원색 또는 빛의 3원색이라 하며 색광을 겹칠수록
밝게된다. 3색을 모두 혼합할 경우 백색광이 된다.
.감법혼색/감산혼색(subtractive mixture of colors)
색필터와 같은 흡수매체의 겹침에 의해 별개의 색이 생기는 것을 감법 혼색이라 한다.
색필터 청(cyan), 적자(magenta), 황(yellow)을 조합해 2중으로 겹친 필터에 백색광을 투과시킬
경우 빛이 필터를 통과할 때 흡수되기 때문에 혼색 결과는 원래 개개의 색보다도 어두운 색이 된다.
예를 들어 황과 청을 겹친 필터를
통해 백색광을 통과시켜보면 황색 필터에서 단파장의 빛이 흡수
되고 청색 필터에서 장파장의 빛이 흡수되어 최종적으로는 녹색 광만이 나오게 된다. 같은 원리로
청과 적자에서는 청자색의 광이 나오며 황색과 적자에서는 적색 광이 나온다. 이와 같이 색광의
혼색의 경우와는 반대로 원색이 역(보색)으로 되어 있다. 이상적인 청, 적자, 황의 삼색필터를 모두
겹치면 빛이 투과하지 않기 때문에 검은색이 된다.

색의 지각
.눈의 색 지각
외부의 빛이 망막에 상을 맺으면 망막의 시세포에서 빛에너지를 수용해 물체의 색을 분별한다.
시세포는 간상체와 추상체의 두가지로 구성이 되어있는데 간상체는 주로 명암의 판단에 작용하며,
추상체는 색상의 판단과 관련해서 작용한다. 이렇게 망막에서 시신경 섬유를 거쳐 보내진 신호는
뇌세포를 자극한 결과로 우리에게 색상을 지각하게 한다. 색은 눈으로 지각한다기 보다는 뇌 속에
서 지각된다고 볼 수 있는 것이다.


* 방법 : 왼쪽 눈을 감은 채 오른쪽 눈으로 동그라미를 보면서 눈과 그림과의 거리를 서서히
조절하면 오른쪽의 별표가 완전히 사라져 버린다.
.학자들의 색각 이론
1. 영/헬름홀즈의 3원색설
1807년, 영국의 과학자인 Young은 망막 조직에 R,G,B의 색각세포와 색광을 감광하는 수용기인시신경섬유가 있다는 가설을 발표했다. 이후 Helmholtz에 의해 시신경의 전달 과정이 보충되어
3원색설이 완성되었다. 이 이론에 따르면 망막에는 3가지 색각세포와 거기에 연결된 시신경섬유 가 있어서, 세포자극의 혼합에 의해 여러가지 색지각이 일어난다고 한다. 따라서 이들 수용기에
문제가 있을 경우 보통 사람과 달리 색각이상자가 된다고한다.
2. 헤링의 반대색설
1872년독일의 심리학자이자 생리학자인 E.Hering의 이론으로서 그는 3종의 광화학 물질인
white-black substance, red-green substance, yellow-blue substance가 존재한다고 가정하고 망막에 빛이 들어올 때 분해와 합성이라고 하는 반대의 반응이 동시에 일어나 그 반응의 비율에 따라서 여러 가지 색이 보이는 것이라고 설명하였다. 예를 들어 red-green substance는 Red광을 받을 때 분해되고 Green광을 받을 때 합성된다는 것이다. 그에 따라 혼색은 이들 물질의 동시
분해, 동시합성에 의해 일어나는 것으로 설명하고, 각 물질이 보색(반대색)관계에 있다는 특성에 따라 반대색설이라고 칭하였다.
3. 혼합설
위의 두 가설은 각기 장단점을 갖고 있어서 혼색과 색각이상등은 3원색설로 잘 설명되지만 대비와 잔상등의 현상은 반대색설로 설명이 가능하다. 최근에는 1964년 미국의 Edward F. Mc Nichol 연구팀에 의해 위의 두가지 색각이론을 모두 받아들이는 혼합설이 발표되어 널리 인정받고 있다.
혼합설에 따르면 망막의 수용기 수준에서는 3원색설과 일치하며, 신경계와 뇌에서는 반대색설과 일치하는 두가지 단계의 과정에 의해 색각이 일어난다고 한다. 즉 3원색의 정보는 망막에서 특정한 정보로 가공되어 하나하나의 신경세포에 의해 2색의 on-off신호로 부호화되어 뇌에 전달된다
는 것이다. 결국 색이란 망막에서 일어나는 신경자극이 뇌의 재해석에 의해 일어나는 반응인 것이다. 실제로 뇌를 다치면 색맹이 되는 경우가 있는데 이는 그것을 증명하는 근거이다.
색체계
.색의 3속성
1. 색상(hue)
빛의 파장에 따라 우리의 감각기에 의해 인식되는 색의 종별을 말한다.
색의 구별을 위한 명칭을 말하기도 한다.
2. 명도(value/lightness)
색상 간의 명암 정도와 색채의 밝기를 비교할 수 있는 척도를 가리킨다.
백색을 가할수록 명도가 높아지며 흑색을 가할수록 명도는 낮아진다.
명도의 기준 척도로 gray scale(무채색 스케일)을 사용한다.
3. 채도(chroma/saturation)
색의 순수한 정도나 강약을 나타내는 성질을 말한다.
순색에 가까울수록 채도가 높으며 다른 색상을 가하면 채도가 낮아진다.
무채색은 채도가 0인 색을 가리킨다.
.색상환(hue circle)
색의 순환적인 질서에 따라 순색 간에 균등한 색상차를 두어 고리 형태로 배열한 것을 말한다.
학자에 따라 여러가지 형태의 색상환으로 설명하고 있다.

.색입체
색의 3속성에 따라 3차원의 공간속에 정리한 것을 말한다. 색의 체계적인 분류와 조직적인 색채
계획을 위하여 사용된다. 일반적인 색입체에서 색상은 원(색상환)으로, 명도는 직선으로 채도는
방사선상으로 배열되어 있다. 이런 공간 속에서 명도는 무채색 축을 따라 위로 올라가면 고명도,
아래로 내려가면 저명도가 되며, 채도는 방사선상에서 무채색 축으로 들어가면 저채도, 바깥으로
나오면 고채도가 된다.

.먼셀 표색계
미국의 화가/색채 연구가인 Alber H.Munsell에 의해 창안된 표색계로서 후에 수정먼셀표색계로서
국제적으로 널리 사용되는 표색계이다. 색감각 3속성으로 색상(hue), 명도(value), 채도(chroma)
를 두고 시각적으로 고른 색채단계가 되도록하여 세로축에 명도, 원주상에 색상, 중심에서 방사상
으로 나가는 축을 채도로 구성한 것이다. 색표시 기호는 HV / C 순서로 기록한다. 예를 들어5R4/6
이라 기록되었다면 색상은 5R, 명도 4, 채도 6 인 색을 나타내는 것이다.

.오스트발트 표색계
독일의 물리화학자인 Wilhelm Ostwald에 의해 창안된 표색계로서 이것은 이상적인 흑(B), 백(W),
순색(C)을 가정하고 이들 3색의 혼합에 의해 물체색을 체계화한 것이다. 이렇게 이루어진 등색상
삼각형에서 B+W+C=100이 되는 혼합비에 의해 구성되어 있다.

색에 관한 용어 (Glossary of Color Terms)
용 어 |
해 설 |
빛(light) |
1. 망막을 자극함으로써 감지되는 방사의 시각적 양상. 2. 망막을 자극해서 시감각을 일으킬 수 있는 방사. 방사의 파장 범위는 실용상 380nm~780nm로 생각해도 좋다. |
분광분포 (spectral distribution) |
각각의 파장에 대해, 단위 파장폭 당의 방사량의 상대치와 파장과의 관계. |
분광조성 (spectral composition) |
각각의 파장에 대하여, 단위 파장폭 당의 방사량의 절대치와 파장과의 관계. |
비시감도 (relative luminous effciency) |
특정의 측정조건에 있어서 파장λm의 방사휘도N λm와 그것과 동등한 밝기의 감각을 주는 파장λ의 방사휘도Nλ와의 비. 파장λm은 1이 되도록 선택한다. |
표준 비시감도 (relative luminous efficiency of a monochromatic radiation for photopic vision for the CIE 1924 photometric standard observer) |
파장 λ의 명순응에 있어서의 비시감도로서, 1924년 CIE에서 선택된 값.
* CIE(Commission Internationnal de l'Eclairage) : 국제조명위원회 |
시감반사율 (luminous reflectance) |
물체면에서 반사하는 광속φr과 물체면에 입사하는 광속φi 와의 비. |
시감투과율 (luminous transmittance) |
물체를 투과하는 광속φt 와 물체에 입사하는 광속φi 와의 비. |
규약반사율 (luminous factor) |
특정한 조명 및 관측 조건에서의 물체 표면의 휘도 L과, 산화마그네슘의 표준 백색면의 휘도 Lo와의 비. |
휘도 (luminance) |
광원에 향한 방향에의 광원의 정투영의 단위 면적당 광도. |
색, 색채 (color) |
1.빛의 분광조성의 차에 의하여 성질의 차가 인정되는 시감각의 특성 2.위의 감각을 일으키는 광자극의 특성. 이를테면 붉은 빛의 빨강, 흰빛의 흰색 등 3.위의 광자극을 일으키는 물체의 특성. 이를테면 붉은 종이의 빨강, 검은 천의 검정 |
광원색 (light source color) |
광원에서 나오는 빛의 색 |
색자극 (color stimulus) |
눈에 들어와서 시감각을 일으키는 방사로서, 이것은 분광조성에 의해 결정된다 |
색자극치 (color stimulus specification) |
3자극치에 의하여 결정되는 색자극의 성질을 나타내는 양 |
물체색 (object color) |
물체에서 반사 또는 투과하는 빛의 색 |
색의 표시표색 (color specification) |
색을 정량적으로 표시하는 것 |
표준광, 표준광원 (specified achromatic lights) |
1931년 CIE에서 분광분포가 정해진 표준광 A,B,C
표준광 A : 색온도 2854 'K 로 점등한 가스입 텅스텐전구에서 나오는 빛 표준광 B: 표준의 빛 A에 규정의 데이비스깁슨 필터를 걸어서, 색온도를 약 4870 'K로 한 것. 표준광 C: 표준의 빛 A에 규정의 데이비스깁슨 필터를 걸어서, 색온도를 약 6740 'K로 한 것 |
데이비스 깁슨 (Davis-Gibson filter) |
데이비스와 깁슨에 의하여 고안된 색온도 변환용 용액필터, 이를테면 표준광 A와 조합시켜서, 표준광 B, C 등을 얻기위하여 사용하는 것, DG필터라고도 함. |
등에너지 스펙트럼 (equi-energy spectrum) |
단위 파장폭 당의 에너지 밀도가 가시범위에서 일정한 빛의 스펙트럼 |
개구색 (aperture color) |
개구를 통해서 보이는 색 빛을 발하는 물체가 무엇일까 하고 지각을 일으키지 않게하는 조건에 있어서의 색을 말한다. 실제로는 색채계, 광도계 등의 시야속에서 보이는 것과 같은 색을 가리킨다. |
원자극 (reference stimulus) |
3색 표색계에서 가법혼색의 바탕이 되는 3개의 특정한 색자극 |
CIE(1931) 표준 표색계 (CIE(1931) standard colorimetric system) |
CIE 1931년의 회의에서 결정된 스펙트럼 3자극치를 근거로한 표색계.xyz표색계라고도 불리운다. |
색도 (chromaticity) |
색도 좌표에 의하여 또는 주파장(혹은 보색 주파장)과 순도에 의하여 표시되는 색자극의 측색적 성질 |
주파장 (dominant wavelength of a coloured light, not purple) |
스펙트럼 자극과 특정의 백색 자극과의 적당한 비율의 가법혼색에 의하여 시료의 색자극과 동색이 되는 스펙트럼 자극과 파장 |
순도 (purity) |
단색표시에 사용되는 양의 하나로서, 백색점으로부터의 차이를 나타내는 것. 순도에는 자극순도, 휘도순도 등이 있다. |
무채색 스케일 (gray scale) |
검정색부터 흰색까지 명도가 감각적 등차가 되도록 선정된 무채색 색표의 계열로서, 색표에 의한 명도 판정 기준이 되는 것 |
프르킨예 현상 (Purkinje phenomenon) |
시야 휘도가 낮게 됨에따라 스펙트럼의 청색부의 비시감도가 황-적색부에 비하여 상승하는 것. 이 현상은 명소시에서 암소시로의 이행에서 일어난다. |
* - 한국 공업 규격Korean Industrial Standard)에서 발췌 |