색 재현의 방법

혼색을 이용한 색 재현

사진, TV, 인쇄 등은 혼색의 원리를 이용해서 만들어진 화상표시 기기이다. 일반적으로는 비용을 이유로 최소의 원색으로 재현하기 때문에 3원색을 이용하고 있다. 색의 재현에 있어서는 재현해야 할 대상과 표시기기에 재현한 색을 일치시켜야 한다는 기준이 있다. 이 기준을 달성하기 위해서는 양쪽의 분광분포를 일치시키면 되지만, 이는 생산 비용 측면에서 보면 불가능하다. 이 때문에 사람의 눈으로 봤을 때 같은 색으로 보여야 한다는 것이 기준이 되었다. 색을 재현하는 기준으로 측색치(XYZ)를 일치시키는 방법이 이용되고 있다. 재현해야 할 대상과 표시 기기에서 재현된 색의 XYZ를 일치시킴으로 해서 눈에 대한 자극이 같아지고 같은 색으로 인식하게 된다. 3자극치를 일치시키는 것은 3원색으로 달성할 수 있다. 이 3자극치의 일치에는 일정한 전제가 있다. 우리는 빨강과 초록의 색광 혼색에 의해 노란색을 볼 수 있다. 또한 인쇄잉크에서도 노란색을 볼 수 있다. 이 두 종류의 노란색은 색재와 혼색의 원리가 다르기 때문에 그 분광분포는 서로 다르지만, 같은 노란색으로 인식된다. 이처럼 분광분포는 다르지만 같은 색으로 인식되는 것을 「조건 등색」이라고 한다. 즉, 분광분포는 다르지만 XYZ 3자극치가 같기 때문에 같은 색으로 보인다는 것이다. 단, 조건 등색은 조명과 보는 사람이 일정한 조건하에 있을 경우에 3자극치가 일치하는 것으로, 가령 조명 빛이 변하면 같은 색으로 보이지 않는다. 이와 같이 일정 조건에서 같은 색이 된다는 의미에서 조건 등색이라고 한다. TV나 사진 등은 이 원리를 이용해서 표시기기에 색을 재현한 것이다. 그러나 피부색이나 하늘색 등은 사람의 색상 이미지로서 상당히 강하게 인식되어 있기 때문에 실제의 측색치가 아닌 이미지상 호감이 가는 색으로 재현하는 방법을 쓰고 있다.

 

TV의 색 재현

컬러 TV는 형광체를 이용한 CRT와 액정을 이용한 액정표시장치 등이 현재의 주류이다. 그 원리를 살펴보면 시각적으로 하나하나 구분할 수 없는 작은 빛의 점들에 의한 중간혼색(병치혼색)을 이용하고 있다는 점과 원색으로 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 3원색을 쓰고, 이 3색의 발광강도를 바꾸는 신호를 보내서 색을 만들어내는 점으로 보면 조건등색과 같다. CRT 화면의 일부를 확대해서 그 화상을 보면, 3색의 형광체를 관찰할 수 있다.

 

인쇄와 사진의 색 재현

인쇄는 종이에 놓이는 잉크의 크기(망점 면적률)를 변화시켜서 여러 가지 색을 만들어내는 방식이다. 혼색의 종류로는 잉크가 겹치는 부분에서는 감법혼색이, 겹치지 않는 부분에서는 중간혼색(병치혼색)이 이용되고 있다. 즉, 일반적으로 시안, 마젠타, 옐로우와 검정 잉크를 사용하는데, 이 4종류의 잉크로 감법혼색과 병치혼색이 일어나고 있다. 3색의 잉크만 사용된 그림을 확대해 보면 시안, 마젠타, 옐로우가 단독으로 나타나거나 겹쳐져서 새로운 색을 만들어낸 것을 알 수 있다. 시안, 마젠타, 옐로우 색소가 3층으로 겹쳐져서 독립된 3색소의 농도(짙기)를 바꾸고 감법혼색을 일으켜 여러 가지 색을 만들어내는 예도 있다.

 

<참고>

과거의 혼색이론

① 브루스터의 3원색

역사를 거슬러 올라가면 1904년에 이미 「색채학」이라는 책이 발간되었고, 거기에는 혼색에 관한 설명이 다음과 같다. 「색의 종류는 무수히 많지만, 화가는 단지 몇 종류의 물감만 있으면 거의 모든 색을 표현할 수 있다. 그 몇 종류의 물감은 노랑, 파랑, 빨강 3가지 색이다. 설령 완전히 똑같은 색은 얻을 수 없다고 해도, 유사한 색은 쉽게 만들어낼 수 있다. 빨강과 노랑을 섞으면 주황이 나오고, 노랑과 파랑을 섞으면 초록이 나오며, 파랑과 빨강을 섞으면 보라가 나온다. 또한 세 색을 모두 섞으면 검정이 된다. 화가들은 이 3가지 색을 실용 3원색이라고 하고, 특히 빨강, 노랑, 파랑을 '브루스터의 3원색'이라고 했다.」 그러나 물감 대신 「색의 빛」을 이용한 혼색의 경우는 방법이 완전히 달라진다. 3색을 섞어도 검정이 되지 않고 엷은 빨강이 된다. 따라서, 전자와는 다른 3원색이 있을 것이라고 생각하고, 현재의 「빛의 3원색」과 「색료 3원색」으로 나누게 되었다. 덧붙여서 브루스터의 3원색과 현재의 물감이나 인쇄용 잉크의 3원색은 색이 다르므로 유의해야 한다.

② 맥세웰의 원판

영국의 수학자 맥스웰이 1860년에 연구한 것으로 「원반」이라고도 한다. 이 원반과 그에 의한 색의 혼합 현상에 관해서는 상당이 오래전부터 알려져 있다. 주황 8은 빨강 5와 노랑 3을 섞으면 만들 수 있다고 적혀 있지만, 원반에 칠한 원색이 교과서에 이용된 인쇄 색을 개념적으로 가리키는 것으로 보이므로 반드시 표준색인 것은 아니다. 따라서 수치에 따라 섞는다고 해도 생각한 대로 색이 나올지는 미지수이다. 다이쇼 시대의 저서, 「색의 지식」(1926년)에 게재된 기사에 따르면 귤껍질의 색=30R+30Y+40O는 원판에 밀튼 브래들리 사(미국, 보스턴)에서 나온 표준 색종이의 빨강, 노랑, 주황을 원둘레의 눈금 백분비에 맞춰 30,30,40으로 붙이고, 매분 1,200회 이상 빠르게 회전시키면 실험물에 가까운 색이 나온다고 한다. 이처럼 메이지 시대의 혼색은 매번 나오는 색이 불규칙했지만, 다이쇼 시대에는 표준색과 혼색률을 정하면 언제든 거의 같은 색을 쉽게 재현할 수 있게 되었기 때문에 「이 색은 원색을 이런 비율로 섞은 색」, 다시 말해 원색의 종류와 각각의 혼색 비율로 색을 표시할 수 있게 되었다. 그 후, 더 정밀하게 표시하기 위해 물체의 3원색 대신 빛의 3원색인 빨강, 초록, 파랑을 기본으로 한 3자극지 X,Y,Z를 사용하는 XYZ 표색계 등이 고안되었다.

③ 로비본드의 색조계

앞의 원반 혼색에서 원색으로 사용된 것은 물감(도료)의 물체색이었다. 투명 착색유리(색 필터)도 물체색이므로 그것을 겹쳐서 보면 쉽게 혼색할 수 있다. 영국의 로비 본드는 1885년에 그 원리를 이용해서 색을 표시할 수 있는 광학기계를 고안했다. 그 기계의 기본 원리는 브루스터의 3원색에 맞는 빨강, 노랑, 파란색 유리판을 색의 농담 순으로 155장 준비하고, 그것을 겹쳐서 나오는 색에 이용한다. 그리고 겹친 각각의 유리판에 붙은 번호를 차례로 적어서 그 색의 측정치로 사용한다. 로비본드의 표시 방법은 설탕 용액, 석유, 맥주, 플라스틱 등의 원료 측색에 이용된다.