색 측정의 종류

색을 표현하기 위해

어떤 제품의 색이 지정한 대로 나왔는지 가려내거나 혹은 허용오차 범위 내에 있는가를 확인하기 위해서는 객관적인 수치나 견본이 있는 것이 편리하다. 또한 제품의 색을 기록하기 위해서도 색을 수치로 바꿔놓는 편이 기재하기가 쉽다. 이렇게 객관적인 수치가 있으면 구두로도 색을 보다 정확하게 전달할 수 있다. 이러한 이유에서 색은 측정할 필요가 있다. 색을 측정한다는 것은 특정 색을 구성하는 모든 수치를 측정하는 것이며 색을 어떤 식으로 표현하느냐에 따라 측정 방법이 달라진다. 이렇듯 색을 측정하는 것을 「측색」이라고도 한다. 측정 대상은 눈으로 들어와서 색 감각을 일으키는 「빛」이다. 물체 표면의 색이든, 물체를 투과한 색이든, 눈으로 들어오는 색은 물체로부터 반사되거나 투과된 빛이다. 또한 광원으로부터 직접 발산되는 빛도 있다. 색상의 측정은 그러한 「빛」을 측정하는 것이다. 그러므로 빛이 파장별로 어떠한 에너지 성분을 포함하고 있는지를 아는 것이 색상 측정의 기본이 된다. 측정 방법은 다음과 같이 크게 「물리적 측색법」과 「시감 측색법」으로 분류된다. 물리적 측색법이란 측정하는 물체를 정해진 조명 및 수광조건 하에서 측색용 일루미넌트(illuminant)로 조명하고, 표준적인 관측자가 봤을 경우의 심리와 물리적인 양(수치)을 구하는 것이다. 단, 이 경우의 일루미넌트나 관측자는 반드시 실제로 존재하는 것은 아니다. 시감 측색법이란 많은 색을 신속히 판정하는 경우 등에 이용되며, 미리 준비된 허용한계 견본 등을 이용하여 사람의 눈으로 판단하는 방법이다. 이 경우 관측자의 눈이 정상이더라도 개인마다 다를 수 있으며, 연령에 따라서도 달라지기 때문에 주의가 필요하다.

 

물리적 측색방법

1) 분광 측색법

분광 측색법이란 색을 보기 위한 3가지 조건 즉, 빛과 눈, 사물에 바탕을 둔 측색 방법이다. 빛은 일반적으로 표준 일루미넌트 D65 치를 사용하고, 눈은 관측자의 특성인 등색 함수의 수치를 이용함으로써 물체(시료)의 분광반사율만을 측정한다. 이렇게 해서 구해진 분광반사율 곡선에서 「3자극치」를 구하게 되고, 거기서 다시 먼셀 표색계의 3속성 등으로 변환한 뒤 색을 표시하게 된다. 

① 분광 측광기

색의 측정은 광원의 색이나 투과색과 같이 빛 자체를 측정하는 방법과 어떤 물체가 어떠한 빛을 반사하는지 파장별 반사율의 특성을 측정하는 방법이 있다. 이러한 방법을 포함해 여러 가지 측정 방법이 다수 존재하는데, 색의 강약이나 파장의 조성을 측정하는 방법을 많이 있으나 빛에 포함된 파장의 조성을 구하기 위해서는 빛을 각 파장의 성분별로 나눌 필요가 있으며, 이를 나누는 장치를 분광기라고 한다. 측정은 빛 에너지를 전기신호로 변환시키는 광전소자라고 하는 장치와 그것으로부터의 전류를 측정하는 전류계가 한 세트엔 측광기를 이용해 빛의 강도를 측정하는 것을 말한다. 이 분광기와 측광기를 합친 광학기계를 「분광 측광기」라고 한다. 분광 측광기는 빛의 파장별 강약을 측정할 수 있기 때문에 색을 측정하기에 편리하다. 측광기는 측정되는 파장의 범위와 파장의 세밀도에 따라 제1종 분광 측광기와 제2종 분광 측광기로 나뉜다. 제1종 분광 측광기는 380nm에서 780nm까지의 범위를 5nm 간격으로 측정하는 것을 기본으로 하며, 제2종 분광 측광기는 400nm에서 700nm까지의 범위를 20nm 이내의 간격으로 측정하는 것을 기본으로 한다. 측정의 정밀도는 파장의 측정 간격이 좁을수록 높다. 따라서 제1종 분광 측광기가 색을 더 정밀하게 측정할 수 있다.

② 분광분포(분광반사율) 곡선

분광반사율을 알람표에 나타낸 것처럼 수치로만 표시해서는 색의 특성을 인식할 수 없다. 그래서 가로축에는 파장을, 세로축에는 분광반사율을 보여주는 그래프를 그리면 특성을 보다 구체적으로 알 수 있다. 측정할 대상이 물체 표면의 색인 경우에는 빛의 반사율을 측정하게 되므로, 그 반사율을 나타내는 곡선은 「분광 반사율 곡선」이라고 하고, 색유리와 같은 투과 물체의 색을 측정할 경우에는 빛의 투과율을 측정하게 되므로 그 경우엔 「분광 투과율 곡선」이라고 부른다. 또 광원의 색 그 자체를 측정한 경우에는 「분광방사율 곡선」이라고 하나, 어떠한 경우든 빛을 분광해서 그 분포를 나타내는 것이기 때문에 이들 모두를 하나로 묶어 「분광분포 곡선」이라고 하기도 한다.

③ 3 속성과 분광분포(분광반사율) 곡선

분광분포(분광반사율) 곡선을 통해 색의 3속성 즉, 색상 H(Hue), 명도 V(Value), 채도 C(Chroma)를 알아본다. 먼셀 표색계에서 측색이란 이 3가지의 수치를 아는 것을 말한다. 파장 600nm 이상을 장파장, 500nm에서 600nm까지의 범위를 중파장, 500nm 이하를 단파장이라고 하며, 대표적인 색상으로 빨강 5R, 주황 5YR, 노랑 5Y, 초록 5G, 파랑 5B, 보라 5P의 「색상별 경향」의 (a)를 보면, 5R은 장파장 범위(600~700nm)에서 강하게 반사된다. 5YR이나 5Y는 중파장 범위(500~600nm)의 반사가 강해진다. 5G는 장파장 범위의 반사가 약해지고, 중파장만 강하게 반사한다. 그 외에, 5B는 단파장에서 중파장의 범위(400~550nm)가 강하게 반사한다. 또한, 5P는 단파장 범위 외에 장파장의 범위도 강해진다. 이상에서 색상은 반사가 강한 파장의 위치에 따라 정해진다고 할 수 있다. 「명도별 경향」을 보면 먼셀 명도 V=8의 반사가 가장 강하며, V=7, 6, 5의 반사는 약해지고 V=4가 가장 약하게 반사되고 있다. 이상에서 명도는 파장 전역에 걸친 반사의 강약으로 정해진다고 할 수 있다. 「채도의 경향」을 보면, C=14의 반사율 곡선이 가장 기복이 심하며 C=10, 6, 2 순으로 기복이 약해지고, C=0 즉 N7이 되면 기복은 완전히 없어진다. 이상에서 채도는 분광분포(반사율) 곡선에서 기복의 강도에 의해 정해진다고 할 수 있다.

 ④ 3자극치

3자극치란 색에 대한 사람의 눈의 특성을 고려하여 원리적으로 어떤 색이 빛의 삼원색마다 같게 보일(등색하는) 때의 삼원색의 혼합량을 나타내는 수치를 바탕으로 계산되어 구해지는 것이다. 3가지 색을 적당히 섞으면 대부분의 색을 만들 수 있다. (삼원색) 하지만 이 경우 3가지 색은 서로 독립된 색이어야 한다는 조건이 붙는다. 일반적으로 빛의 경우는 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 3가지 색이 대표적이다. 그 3색을 실제로 존재하는 빨강, 초록, 파랑으로 규정짓지 않고 새로운 가상의 원색 X,Y,Z로 변환하여 그 수치로 모든 색을 표현하고자 하는 것이 「XYZ 3자극치」이다. 「자극」이라고는 해도 뜨겁거나 차가운, 인체가 느낄 수 있는 생리적인 자극을 말하는 것이 아니다. 그리고 「자극치」란 실제로 존재하지 않는 색 즉, 색채학에서 규정한 가상의 색으로 추상적인 색 공간 속에서 적당히 선택한 색이지만, X는 대체로 빨강과 관련된 양, Y는 대체로 초록과 관련된 양, Z는 대체로 파랑과 관련된 양이라고 생각하면 된다. 체형을 나타낼 때는 예를 들어 신장 h=164cm, 체중 w=62kg처럼 양을 나타내는 기호로 쓸 경우의 h, w는 기울임체로 쓴다. 그러나 cm, kg는 이미 많은 사람이 알고 있는 단위 기호이기 때문에 반드시 정자체로 쓴다. 3자극치의 경우는 신장이나 체중과 같이 3가지 자극이 양을 나타내므로 X,Y,Z 식으로 기울임체로 쓰는 것이 관례가 되어 있다. 일반적으로는 어떤 색을 3자극치로 표시할 경우 X,Y,Z를 이어서 표기한다.