색 측정의 종류 2

자극치 직독법

자극치 직독법이란 광학기계로 분광분포를 구하고나서 계산을 하는 절차를 거치지 않고 색을 직접 측정하는 방법이다. 이와 같은 장치를 「광전 색채계」라고 한다. 광전 색채계로 색을 측정하면, 3자극치 S,Y,Z를 각각 구할 수 있다.

1) 광전 색채계

광전 색채계는 분광 측광기에 비해 저가이기 때문에 현재 산업계에서 널리 사용되고 있다. 광전 색채계는 3자극치를 직접 구하기 위해 시료를 조명하는 조명광원의 특성을 측색 일루미넌트로, 또 빛을 받아들일 수광기의 특성을 등색 함수(특정한 원색이 눈에서 같은 색이 되는 양을 구하는 기본 특성을 나타낸 것)로 일치시킬 필요가 있다. 이를 위한 측정 순서는 먼저 그림 (a)에서 시료를 표준백색판으로 바꾸고 흰색의 수치를 측정한다. 이 순서는 색을 올바로 측정하기 위한 조명 광원으로 정해져 있는 흰색의 측정치(CIE 표준 일루미넌트 D65, 혹은 보조 표준 일루미넌트 C에 의한 흰색의 측정치)와 이 색채계에 의한 희색의 측정치를 일치시키는 작업이다. 이 작업을 통해 실제 광원과 표준 일루미넌트의 차이를 보정하고, 광전 색채계에서 측정하는 색의 측정치가 올바르게 되도록 조정한다. 그림에서 (b)는 수광기의 특성을 등색 함수로 맞추기 위한 필터 FF이다. 이 순서로 보정을 충분히 하지 않으면 「분광 측색법」에서 구해진 3자극치와 일치하지 않게 되어서 정확한 측정치를 얻을 수 없게 된다.

2) 조명 및 수광(受光)의 기하학적 조건

물체의 표면에 맞닿아 반사되는 빛은 조명광의 입사각과 그 반사광을 받아들이는 수광부의 위치 관계에 따라 변화된다. 예를 들어 광택이 있는 물체에 45도 각도로 비스듬히 조명을 비추고 그 반사광을 조명광과 반대쪽 45도 위치에서 측정하면, 광택면으로부터 반사되는 조명광의 정반사광이 들어와 색을 정확하게 측정할 수 없다. 이처럼 색을 정확하게 측정하기 위해서는 조명광과 수광부의 위치관계를 고려해야 한다. 이에 필요한 것이 조명 및 수광의 기하학적 조건이다. 기하학적 조건이란 상호 위치관계를 책정한 조건을 의미한다. 표준적인 조명 및 수광의 기하학적 조건으로 필요한 것을 표면에서 반사되는 빛을 피하기 위해 조명광과 수광기의 위치관계를 조정하는 것이다. 색을 측정할 때는 내부르 균일한 흰색으로 칠하고 반사광을 균일하게 섞어주는 「적분구」라는 공 모양의 장치를 이용한다. 표면으로부터의 반사광은 빛의 입사각과 동일한 각도로 반사된다는 특성을 이용해 수광기를 이 각도의 위치에 놓지 않도록 한다. 또는 입사각과 같은 반사각 지점에 표면으로부터의 반사광을 흡수하는 「광트랩」이라는 것을 적분구의 내부에 설치하여 조명광의 정반사 성분을 제거하는 방법을 사용한다. 이러한 조명 및 수광의 기하학적 조건은 분광 측색법에서도 동일하게 적용된다.

 

시감 비색법

이 방법은 지금까지 설명해 온 측색과는 달리 눈으로 보고 색의 차이를 판단하는 것이다. 시간 측색법의 일종인 시감 비색법은 동일하게 보이는 색을 찾거나 만들어내기 위한 등색기술(비색이라고도 한다)로서 널리 실용화되어 있다.

1) 시감 비색에서 주의할 사항

시감 비색법은 같은 시료에 대해서도 관찰자, 빛의 조명 방식, 관찰 방법, 광원의 종류 등에 따라 판정이 달라지는 경우가 있으므로 여러 가지로 주의가 필요하다.

① 견본과 시료의 표면상태

견본이 종이이고 새료가 플라스틱인 경우처럼 비색할 색의 표면상태가 크게 차이가 있을 때에는 주의해야 한다. 종이와 종이, 플라스틱과 플라스틱처럼 표면상태가 동일한 물체끼리 비교하는 것이 배색 오차가 적다. 또한 두 색 모두 광택, 얼룩, 흠집, 오염이 적은 것이 좋다.

② 견본과 시료의 크기

비색 대상의 크기는 가능한 큰 편이 좋고, 도장 견본은 대략 150mm x 100mm 이다. 비색할 때는 시야에 맞춰서 관찰거리와 시료의 특정 부위만을 보여주고, 그 이외의 부분을 가려주는 정사각형 마스크의 구멍 치수를 맞춘다. 원래 육안은 시야를 좁게 할수록 채도가 낮게 보인다. 따라서 치수가 작은 색 견본과 같은 색을 벽면에 바르면 완성된 벽면의 채도는 색 견본보다 높게 보인다. 베테랑 도장공은 채도를 약간 낮춰서 바르기 때문에 견본과 같은 색으로 완성된다고 한다.

③ 시료를 배치하는 방법

보통은 색을 비교하는 경우에, 시료를 가로로 늘어놓고 관찰한다. 이웃하는 색의 경계선의 폭은 시각 1분 이하를 유지한다. 즉, 비교하는 색이 서로 가능한 한 근접해 있는 편이 좋다. 경계선의 폭이 눈에 띌 정도로 넓으면 색의 차이를 판별하기 어려워진다. 이러한 성질을 이용해서 건축을 시공할 때 타일 사이와 벽에 적당히 이음매를 넣거나 디자인, 의상 등에서 적당한 액센트 라인을 넣는 경우가 있다. 그렇게 함으로 해서 이웃되는 색의 차이가 두드러지지 않고 완성도 높게 보이게 만드는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 시각 1분 이내라는 것은 견본과 시료에서 눈까지의 거리(시거리)를 30cm로 유지할 경우, 경계선의 폭이 0.1mm 이내가 된다는 것이다. 그리고 견본면, 시료면 및 배경 표면의 높이가 동일 평면상에 있는 것이 좋다.

④ 마스크의 구멍

마스크란 시료의 특정 부분만을 보여주고 그 이외의 주변부를 가리기 위한 것이다. 비색 작업시에는 무채색 종이 등에 정사각형의 구멍을 뚫고 그 구멍을 색 견본과 시료에 맞추어 색 견본과 시료의 동일한 면적을 관찰한다. 마스크의 정사각형 구멍의 크기는 시각 2도 이상 10도 이하로 규정되어 있다. 그 치수는 시거리를 30cm로 했을 때 시각 2도인 경우에는 한 변이 1cm인 창 (이 창 부분을 개구부라고 한다)으로, 시각 10도인 경우에는 한 변이 5cm인 창으로 하면 된다. 색 측정기로 구한 측정치를 「2도 시야의 수치」, 「10도 시야의 수치」로 구분하는데, 전자는 시각이 1도~4도까지의 시료를 본 경우의 색각 결과에 적합하고, 후자는 시각이 4도 이상인 시료를 본 경우의 색각 결과에 적합하다. 시거리 30cm에서 비색할 경우를 상정했을 때, 그 시료의 치수가 1cm 이내라면 「2도 시야의 수치」를, 시료의 치수가 1cm를 넘으며 「10도 시야의 수치」를 채택하는 것이 눈으로 비교한 결과와 측정기의 계측 결과가 동일하게 나타난다. 이것은 3자극치를 구하기 위한 등색 함수에 2도 시야용과 10도 시야용이 준비되어 있기 때문이다. 마스크는 비색을 할 때 관찰 시료의 크기를 외관상 조율하기 위한 도구로써 표면은 형광이나 광택이 없고, 시료면의 명도와 유사한 부채색 면이어야 한다.

⑤ 관찰 작업 환경

시감 비색을 할 경우 암실이나 창가에서 아무렇게나 하기 쉬운데, 관찰 작업환경에 충분히 신경을 쓰지 않으면 같은 시료인 경우에도 판정이 다르게 나올 수 있으므로 주의해야 한다. 최근에는 비색용 표준 광원 장치 (색 비교용 부스)가 시판되어 환경적인 정비가 훨씬 용이해졌다. 부스 안이 아닌 실내에서 작업하는 경우에도 「작업면(자료나 표준견본을 놓는 면)」의 정비가 중요하다. 작업면의 색은 무광택, 무채색(N5)으로 하고, 크기는 적어도 300mm x 400mm 이상이어야 한다. 작업면을 둘러싼 칸막이나 벽의 색은 무광택의 N4~5 정도가 좋다.