혼색의 원리

혼색의 분류

빛의 혼색인 경우에 빨강과 초록을 섞으면 노란색 빛이 만들어진다. 물감과 같은 색재인 경우에는 노랑과 청록을 섞으면 초록색이 만들어진다. 이와 같이 혼색이란 두 색 이상의 색을 섞어 새로운 색을 만들어내는 것이다. 그러나 같은 색을 섞어도 빛과 색재는 서로 다른 색이 만들어진다. 뉴턴의 실험에서도 알려져 있듯 색의 빛들을 섞으면 그 빛은 흰색 빛이 되지만 물감이나 잉크와 같은 색재의 경우에는 색들을 섞으면 검정이 된다. 이것이 혼색에 있어서 빛과 색재간의 큰 차이점이다. 색을 섞어서 그 결과물이 밝아지는 빛의 혼색을 「가법혼색」이라 하고, 반대로 어두워지는 색재의 혼색을 「감법혼색」이라 한다. 또 혼색에는 팽이에 2가지 이상의 색을 붙이고 고속으로 돌렸을 때 이루어지는 「회전 혼색」과 인쇄할 때처럼 시각적으로는 구별되지 않을 정도의 작은 점들을 늘어놓는 방식의 「병치혼색」이 있다. 이 2가지는 가법혼색의 일종이지만, 이렇게 만들어진 혼색은 원래 색의 면적에 따라 중간 명도가 되기 때문에 「중간혼색」이라고 한다.

 

가법혼색

가법혼색이란 혼합된 색의 밝기가 원래 색의 밝기보다 밝아진다. 즉, 원래 밝기의 '덧셈'(원래 에너지의 덧셈)이 되는 데서 붙여진 명칭이다.

① 동시가법혼색 : 색광을 동시에 투사해서 섞는 방법 (ex. 프로젝터)

② 중간혼색

  ⓐ 회전혼색(계시중간혼색) : 색광을 갑자기 교체해서 시간적 순서에 따라 섞는 방법 (ex. 팽이)

  ⓑ 병치혼색(병치중간혼색) : 각각 하나씩으로 봐서는 구별을 할 수 없을 정도로 작은 색점들을 모아놓고 섞는 방법 (ex. TV) 등으로 분류할 수 있다.

이상과 같이 중간혼색은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 세 대의 프로젝터 앞쪽에 놓인 빨강, 초록, 파랑 3색 필터를 통해 나온 3색 색광을 겹쳐서 여러 가지 색을 만들어낼 수가 있다. 세 종류의 색광을 혼합해서 다양한 색을 표현(색 재현)할 수 있는 것이다. 하지만 이 세 종류의 색광은 어떤 색이든 상관없는 것이 아니라, 가능한 한 적은 수의 색으로 많은 색을 재현할 수 있어야 한다. 가능한 한 적은 수가 3이며, 게다가 재현할 수 있는 색이 많아야 한다는 기준으로 고를 경우 그 색은 빨강, 초록, 파랑이 된다. 가능한 적은 수의 색으로 가능한 많은 색을 만들어내는 색을 원색이라고 하며, 가법혼색의 경우에는 원색의 수가 3이기 때문에 3원색이라고 부른다. 3원색 중 빨강과 초록에서 노랑이, 빨강과 파랑에서 자주가, 파랑과 초록에서 청록색이 만들어지고 3색을 혼합하면 흰색이 만들어진다. 가법혼색은 혼색할 원래의 색들의 분광분포로 각 파장의 에너지를 가산해서 새로운 분광분포를 얻을 수 있다. 혼색할 색의 3자극치(X,Y,Z)의 단순가산으로 새로운 색의 3자극치를 구할 수 있는 것이다. 이것은 혼색의 결과를 예측할 수도 있고, 어떤 색을 만들려고 할 때 어떻게 혼색해야 하는지를 간단하게 알 수 있다는 이점이 있다. 또, 이 가법혼색을 색도도에 표시하면 색도도 상에서 그 2가지 색의 위치를 연결한 직선상에 혼색한 색이 자리하게 된다. 빨강, 초록, 파랑 3원색을 다양한 비율로 혼색하면 R,G,B를 이은 삼각형 내부에 혼합된 여러 가지 색이 나타난다 (여기서 만들 수 있는 색 영역을 「색 재현역」이라 한다). 가법혼색에 있어서 두 색을 혼합하면 혼합된 색은 각각의 색도좌표를 연결한 직선 위를 두 색의 혼합 비율에 따라 이동한다. 그러므로 색도도 위에서 백색점을 통과하는 직선을 그리고 그 양 끝에 있는 색을 적당히 혼색하면 흰색이 되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 혼색해서 흰색이 되는 색들을 보색관계에 있다고 한다. 백색점을 통과하는 직선 양 끝의 파장은 보색관계에 있으며, 이러한 보색관계는 상당히 많다.

 

중간혼색

중간혼색이란 인간의 외부에서 일어나는 빛의 혼색이 아니라 원래의 색이 독립된 색으로 존재하는 데에도 불구하고 혼합된 색처럼 보이는 인간의 내부에서 일어나는 「시각적 혼색」을 말한다. 예를 들어 인쇄물처럼 색을 작은 점으로 배열했을 경우, 각각의 색은 혼색된 것이 아니지만 일정한 거리에서 봤을 때 각각의 색이 시각적으로 분간할 수 없는 상태로 병치되어 있는 상태의 혼색으로 보인다. 이것을 「병치혼색」이라 한다. 또한 팽이를 2가지색으로 나누어 칠하고 고속으로 돌리면 각각의 색을 분간할 수 없게 되어 마치 1가지 색인 것처럼 보이게 된다. 이것은 회전이라는 시간적 요소에 의해 만들어지는 중간혼색으로써 「회전혼색」이라고 한다. 이 병치혼색과 회전혼색에 의한 색은 색 각각의 면적비에 따라 영향을 받는 색으로써 명도도 면적비에 맞게 더해진 색으로 보인다. 중간혼색은 시각적 혼색이지만 색도도 위에서는 그 혼색 결과를 원래의 색들을 연결한 직선 위에 표시할 수 이싿. 즉, 혼색된 색의 3자극치는 가법혼색과 같이 원래 색의 3자극치를 더한 값이 된다. 다만 원래 색의 면적과 관계가 있으므로, 그 면적도 함께 고려해야 한다. 단순히 원래 명도를 더하기만 하면 되는 가법혼색이 아니라, 면적과 관련되어서 원래 색 명도의 평균이 되기 때문에 중간혼색이라고 불리는데, 중간혼색도 가법혼색의 일종이라고 봐도 무방할 것이다.

 

감법혼색

감법혼색은 선택적으로 일부의 빛을 제거하여 색을 만들어내는 혼색이다. 즉, 색 필터를 겹치거나 안료, 염료 등의 물질을 혼합해서 빛의 일부를 흡수시킴으로써 다른 색을 만들어내는 것이다. 그리고 혼색된 결과가 원래 색에 비해 명도가 떨어지기 때문에 감법혼색이라고 한다. 감법혼색의 경우 색재의 특성에 따라 필터나 안료의 색 수가 많아지면 많아질수록 혼색 결과는 어두워진다. 감법혼색에서 3원색은 시안, 마젠타, 옐로우이며 빛의 3원색인 빨강, 초록, 파랑과는 다르다. 1대의 프로젝터 앞에 옐로우와 마젠타 필터를 겹쳐둔다. 이 프로젝터에서 모든 파장에 걸쳐 균일한 에너지를 가진 흰색 빛이 나온다고 가정하면, 이 빛은 옐로우 필터에서는 단파장 성분이 흡수되고, 마젠타 필터에서는 주로 중파장 성분이 흡수되기 때문에 이 두 장의 필터를 통과한 빛은 장파장 성분만 남은 빨간색 빛이 된다. 이 두 장의 필터로 감법혼색이 일어났기 때문이다. 이 감법혼색은 물감이나 잉크를 섞거나, 색깔 있는 물을 섞을 때도 일어난다. 가법혼색의 경우에는 원색의 3자극치의 덧셈으로 나타낼 수 있었지만, 감법혼색은 3자극치의 뺄셈으로 나타낼 수 없다. 감법혼색은 혼색 결과를 2가지 색재의 투과율의 곱으로 나타낼 수 있기 때문에 색도도 위에서 직선상에서 이동하지는 않는다.