사진이 만들어지는 요소 중 빛과 물체
사진이 만들어지기 위해서는 빛, 피사체, 촬영자 3가지 요소가 필요합니다. 색을 만드는 3요소 또한 빛, 물체, 관찰자로 이루어졌습니다. 사진의 결과를 만들기 위해 색 관리에서 중요한 3요소에 대해 파악해야 합니다. 빛은 어떻게 이루어졌으며 어떠한 특성이 있는지 알아보고 물체와 관찰자에 관해서 알아봅시다. 기원전부터 인류는 빛에 관해서 궁금증을 가지고 있었습니다. 아리스토텔레스는 빛은 파동의 일종이라고 추론하였고, 기원전 55년 주크레셔는 그리스의 원자이론의 아이디어에 대해서 썼습니다. 또한 여러 과학자들이 다른 주장을 해왔습니다. 이러한 주장들은 19세기 실증적 근거를 확립하며 파동설과 입자설로 전개되었습니다. 빛은 연속적인 파동으로서 공간에 퍼지는 것이 아니라 입자로서 불연속적으로 진행한다는 아인슈타인의 광양자설로 전개되며 지금도 과학자들이 연구를 계속 진행하고 있습니다. 태양광은 우리가 볼 수 있는 가시광선 영역과 비가시광선 영역으로 나뉩니다. 가시광선 영역은 380~780 나노미터 파장의 영역입니다. 이 영역 이외의 가시광선보다 짧은 파장을 가지고 있는 자외선, 엑스레이(X-ray), 긴 파장의 적외선, 전파 등이 있습니다. 대부분의 카메라는 자외선과 가시광선 영역에 반응하게 만들어져 있고 특수한 카메라의 경우 적외선을 이용해서 사진을 촬영하기도 합니다. 태양광은 분광분포 곡선을 스펙트럼의 성분에 따라 색온도 K단위로 나타냅니다. 이를 색온도라고 합니다. 우리가 보는 태양광, 흐린 하늘, 형광등, 백열등의 분광분포는 아래와 같고 각각의 분포에 따라서 푸르게 혹은 붉게 나타납니다. 광원에 따라서 다른 분광분포를 나타내는 것입니다. 이 분광분포는 뉴턴의 실험에서 6가지 색으로 나뉘었으나 7개로 나누어 현재의 '빨주노초파남보'로 표현되고 있습니다. 다색광은 여러 파장이 섞여 있는 광원을 나타냅니다. 우리가 보는 대부분의 광원이 다색광입니다. 단색광은 한 가지 파장만으로 이루어진 광원을 나타냅니다. 한 가지 파장밖에 없기 때문에 물체의 특성과는 관계없이 한 가지 색밖에 보여 줄 수 없습니다. 우리가 보는 물체는 물체의 색에 따라 특정 파장의 빛의 흡수와 반사로 인해 특정 색을 띠게 됩니다. 우리가 사과를 빨간색으로 보는 이유는 광원의 RGB 파장 중에 사과가 붉은색 파장의 빛은 반사하고 녹색과 파란색 파장의 빛은 흡수하기 때문입니다. 이와 같이 물체의 색은 빛과 물체의 흡수, 반사로 인한 결과물입니다.
사진이 만들어지는 요소 중 관찰자, 그리고 색채계
인간의 눈은 카메라와 같이 각막, 수정체(렌즈), 시신경(수광소자)으로 이루어져 있습니다. 시신경은 밝기를 감지하는 간상체와 색상을 감지하는 추상체로 구성되어 있습니다. 간상체는 명암을 구분하며 어두운 빛에서도 형태를 구분할 수 있게 감지합니다. 추상체는 우리가 색상을 감지할 수 있게 해 줍니다. 추상체는 각각 하나의 특정 색만을 감지하게 되어 있으며 빨강(장파장: 565nm), 초록(중 파장: 545nm), 파랑( 단파장: 440nm)으로 존재하면 L(40): M(20): S(1) 정도 비율로 분포합니다. 우리의 시신경은 중심 와를 기준으로 주변으로 갈수록 시세포의 밀도가 다르게 분포합니다. 따라서 시야 방법에 따라서 색이 다르게 보이는 이유가 여기에 있습니다. 물체 A, B를 같은 태양광에서 보았을 때 같은 색으로 보였지만 실내의 다른 광원에서 볼 때 다르게 보일 수 있습니다. 이와 같은 경험은 옷을 고르거나 물건을 구입할 때 경 험할 수 있습니다. 상점의 조명 아래에서 볼 때와 집에서 볼 때 다르게 보이는 경우, 두 물체 A와 B는 다른 스펙트럼을 가진 물체였으나 일부 광원 아래에서 같은 색으로 나타날 수 있는 현상을 조건등색(메타머리즘, metameris m)이라고 합니다. 사진의 경우 또한 전시장에 사진을 디스플레이할 때와 출력소에서 볼 때가 다른 경우입니다. 이런 현상은 분광특성이 달라도 우리의 시지각에는 같은 자극으로 보일 수 있기 때문입니다. 색채계에서 색이 만들어지는 요소와 색이 무엇인지에 관한 이해를 통해 색을 측정하고 관리하는 방법을 살펴볼 것입니다. 사진에서의 색을 일관되게 하는 색 관리 방법을 알아보고 활용해 보고자 합니다. 색의 수치화에서 색을 표현하는 방법은 화가이자 색채 교육자인 먼셀이 색상, 명도, 채도의 단계를 결정함으로써 구체화되었습니다. 먼셀의 색 표현 방법은 색의 정량적 표현의 근간이 되었습니다. 색을 운영, 관리하기 위해서는 색을 정량적 표현으로 수치화해야 합니다. 사진이나 다른 목적으로 색을 표현할 때 어느 곳, 어떤 방식의 표현이나 같은 색을 표현할 수 있는 표준화 작업이 필요합니다. 색채 분야의 표준화를 위해 1931년에 CIE(국제조명위원회)가 발표한 측색 시스템이 근간이 되고 있습니다. 측색, 측광을 위해서는 빛, 광원, 관찰자의 개념을 구축해야 합니다.
색의 수치화를 위한 방법과 색 측정 장비
삼자극 실험은 1931년에 CIE는 표준 관찰자, 특정 광원에서 볼 빛의 다른 파장과 특정 각도별로 20명 미만 남성 테스트에서 평균 인간 관찰자의 반응을 설립했습니다. 표준 관찰자에 기초하여, CIE XYZ 삼자극 실험(우리 눈에 세 추상체) 값 및 색상 자극을 측정하기 위한 모델을 제작하여 마침내 몇 가지 실제 측정 기초값을 얻을 수 있었습니다. CIE-xy 색도 다이어그램 먼셀의 색 모형과 유사한 HCV 모델에서 CIE-xy 색도 다이어그램(Chromaticity Diagram)을 발전시켰습니다. 사람의 육안으로 지각할 수 있는 영역이 말굽 모양의 영역에 포함됩니다. 외곽의 곡선 모양 경계선은 단색광에 해당하며, 각각의 단색광의 파장이 나노미터로 표시되어 있습니다. 가장자리는 채도가 높고 광원의 백색광은 중앙에 있습니다. 밝기축은 보이지 않는 제3의 차원으로 존재합니다. 이 도표는 XYY CIE 색공간이라고 하고 CIE XYZ 색공간 자극값으로부터 유도됩니다. 이러한 색공간 모두 하나의 문제가 색상 사이의 거리가 색상의 차이와 일치하지 않는다는 것입니다. CIE LAB은 1976년에 CIE는 인식색차에 대응하는 CIE XYy로부터 유도된 CIE-Lab 삼차원 색상 모델을 채용하였습니다. 인간이 색채를 감지하는 노랑-파랑, 초록-빨강의 반대색설에 기초하여 CIE에서 정의한 색공간입니다. 이 모델은 L=명도, A=+적색,-녹색, B=+노랑, -파랑으로 중성색은 중앙에 있고 중심부에서 멀리 있는 부분이 채도가 높은 값을 갖습니다. 색 측정 장비는 표준 색채 값을 측정하는 장비입니다. 측색기, 색채계라고도 합니다. 두 가지 종류로 나뉩니다. 비색계 컬러리미터 빨강, 녹색, 파랑의 3 색광을 혼합하는 원리로 측정 색광과 혼합 색상을 비교하도록 만들어져 있습니다. 색검출기와 필터를 이용하여 자극 치를 직접 읽을 수 있게 만들어졌습니다. 구조가 단순하며 메타머리즘을 확인할 수 없는 단점이 있습니다. 분광 광도계 분광 광도계는 내부의 분광장치에 의해 모든 파장의 스펙트럼을 측정할 수 있습니다. 물체의 색뿐만 아니라 물체와 광원의 분광파장, 삼자극치를 측정할 수 있습니다. 메타머리즘을 확인할 수 있고 모니터, 프린터, 조명, 물체색을 측정할 수 있는 측색 장비는 분광식 광도계를 채용하고 있습니다.