빛과 색
1. 색의 정의
1) 빛의 이해(41기사)
(1) 빛: 사물에 반사되어 우리의 눈이 색을 지각하게 하는 일종의 전자기파
- 가시광선: 380-780nm
- 자외선: 380nm보다 짧은 파장의 영역
- 적외선: 780nm보다 긴 파장의 영역
(2) 장파장(붉은빛이 가장 적게 굴절됨), 중파장, 단파장(보랏빛이 가장 많이 굴절됨)
(3) 백색광: 파장이 다른 빛들의 혼합체
(4) 발광: 빛 발광(형광/인광), 전계 발광, 화학 발광
2) 분광 실험: 1666년 뉴턴은 태양 광선을 프리즘에 통과시키는 실험을 통해 가시광선 발견
3) 분광 반사율
(1) 조명에 의하여 물체의 색을 결정하는 광원의 성질
(2) 빛을 반사하는 각 파장별 세기
(3) 물체의 색: 표면에서 반사되는 빛의 각 파장별 분포에 의해 정의, 명도가 좌우된다(21기사/40기사)
4) 빛에 대한 학설
(1) 파동설: 빛이 매질을 통해 전파되는 파동이라는 학설(17c 호이겐스)
> 19c 영의 간섭 현상 발견으로 인해 파동설이 확립
(2) 입자설: 빛이 방출되어 진공 상태나 투명한 매질 속을 빠르게 직진하는 입자의 흐름이라는 학설
(3) 전자기파설(49기사)
(4) 광양자설: 빛이 파동과 입자의 성질을 모두 가졌다고 주장한 아인슈타인의 학설
5) 색의 정의(24기사)
(1) 색
- 빛이 물체를 비추었을 때 생겨나는 반사, 흡수, 투과 등의 과정을 통해 생기는 물리적인 지각 현상
- 빛이 우리 눈의 망막을 자극시켜 생겨나는 물리적 현상(25기사/32기사/50기사)
(2) 색채
- 물체의 색이 눈의 망막에 의해 지각됨과 동시에 느낌이나 연상, 상징 등을 함께 경험하는 지각적 현상(13기사)
- 인간에게 주는 느낌을 서술한 심리적 현상
6) 색지각
(1) 색지각의 3요소: 빛, 물체, 관찰자
(2) 색을 지각하게 되는 과정: 광학적인 단계-망막의 단계-대뇌로 전달되는 과정
-전달된 정보를 통합하여 물체의 색으로서 인지하는 과정
7) 색의 3속성(32기사)
(1) 색상: 색의 외관을 구별하는 속성
- 물체의 표면에서 반사되는 특정 파장에 의해 색상 결정
- 유채색: 일부 파장만을 강하게 반사하는 선별적 반사
- 색상환: 가시광선의 스펙트럼을 고리 형태로 연결한 것(유사한 색끼리 근접하여 배열)
(2) 명도: 색의 밝고 어두운 정도(이상적인 흰색 10, 이상적인 흑색 0)
(3) 채도
8) 색에 대한 다양한 견해
(1) 물리학적 견해: 빛의 에너지 분포 양상과 자극 정도에 따른 변화를 물리/광학적으로 본다
(2) 화학적 견해: 안료나 염료 등의 화학적 성분을 분석하여 발색, 착색, 색료의 합성 방법과 변화를 살펴본다
(3) 생물학적 견해: 눈의 망막에서부터 뇌에 이르기까지 신경 계통에서 일어나는 전기화학적이며
생리적인 작용을 바탕으로 한다
(4) 심리학적 견해: 인간의 정신 기제의 작용에 영향을 주는 색채를 개개인의 감성과 기억, 연상 등의
심리적 활동을 통해 규명한다(25기사)
(5) 심리/물리학적 견해: 색채 반응은 물리적인 빛의 양과 자극의 정도에 의해 일어나므로
자극량과 심리량이라는 대응 관계를 가지게 된다
(6) 미학적인 견해
2. 광원색과 물체색
1) 광원색
(1) 광원이 스스로 빛을 내고 있는 동안의 색
(2) 다른 물체의 고유색에 영향을 주기도 하지만 그 자체가 지니고 있는 고유한 색
2) 물체색: 사물들이 색을 가진 것처럼 보이는 지각색
3) 공간색(용적색): 일정한 부피가 쌓였을 때 색의 존재감을 내부에서도 느낄 수 있는 색
(25기사/27기사/34기사/42기사/47기사/48기사)
4) 투과색: 물체를 투과하여 눈에 보이는 빛의 파장
5) 면색, 평면색: 거리감이 불확실하고 입체감이 없는 평면적인 색(35기사/39기사)
6) 표면색: 반사 물체의 표면에서 보이는 색(35기사)
7) 거울색(경영색): 불투명한 물질의 광택면에 비친 대상물의 색(11기사/38기사)
3. 색채 현상
1) 흡수: 물체에 들어온 빛이 그 에너지를 잃어버리는 현상
(1) 흑체: 빛을 가장 이상적으로 흡수하는 물질
(2) 100% 빛을 모두 흡수 > 검정색 but 현실적으로 모두 흡수하는 것은 힘들기 때문에
검정색에 가까운 색으로 보인다
2) 반사: 빛의 파동이 한 매질에서 다른 매질로 전파될 경우, 경계면에서 전체 또는 일부 파동이
원래의 매질 안으로 되돌아오는 현상
(1) 모든 빛 85% 이상 반사: 흰색
(2) 3% 미만의 반사율: 검은색
(3) 50% 정도만을 흡수+스펙트럼 전반에 걸쳐 비교적 고른 반사율: 중간 정도의 회색
3) 투과: 장애물에 빛이 비치거나 액체가 스미면서 통과하는 현상(37기사)
4) 굴절: 공기 속의 빛이 매질에 입사하여 닿을 때 선택적으로 반사가 일어나는 동시에 흡수되면서
그 경계면에서 빛의 방향이 바뀌는 현상(29기사)
5) 산란: 빛이 거친 표면에 입사되었을 때 여러 방향으로 분산되어 퍼져나가는 현상
(1) 대기 변화를 일으키는 것과 관계가 있다 > 청색 빛은 산란, 장파장의 주황빛만을 투과
(2) 다중 산란: 빛의 파장보다 입자가 큰 수증기의 경우 가시광선의 전 영역에서 산란이 일어나는 것(17기사)
6) 간섭: 빛의 파동이 둘로 나누어진 후 다시 결합되는 현상
7) 회절: 빛의 파동이 물체의 그림자 부분에 휘어져 들어가는 현상
4. 색의 분류 기법
1) 무채색
2) 유채색
색채 지각
1. 눈의 구조와 특성
1) 눈의 구조
2) 눈과 카메라의 비교
(1) 눈꺼풀<>렌즈 뚜껑: 외부로부터 이물질이 들어오면 자동 세척을 하여 표면을 보호하는 역할
(2) 각막(47기사/48기사)<>렌즈: 빛을 굴절하여 초점을 만들고 외부로부터 눈을 보호한다
(3) 홍채<>조리개
- 빛의 강약에 따라 긴장 또는 이완하여 동공 크기 조절
- 눈에 들어오는 빛의 양을 조절하여 눈의 색깔이 다르게 보이게 한다
(4) 수정체<>렌즈: 물체의 거리에 따라 수정체의 두께가 조절(34기사)되어 빛이 굴절되는 정도가 달라진다
(5) 망막<>필름: 상이 맺히는 부분(21기사/42기사)
(6) 동공: 빛의 양이나 거리에 따라 수축과 팽창이 일어난다(37기사)
(7) 모양체: 수정체이 두께를 조절하는 직삼각형 모양의 조직
(8) 맹점: 시세포가 없고 망막에서 뇌로 들어가는 시신경 섬유다발 때문에 광수용기가 없어 상이 맺히지 않는 부분
(25기사/41기사)
(9) 유리체(43기사): 안구의 3/5을 차지하며 망막에 광선을 통과시키고 눈의 모양을 유지하며
망막을 눈의 벽에 밀착시키는 작용
(10) 맥락막: 안구 내에서 빛의 반사를 방지하며 눈에 영양을 공급한다
3) 시세포(23기사/24기사/38기사): 망막에 맺힌 상을 뇌에 전달하기 위해 전기적 신호로 변환하는 역할을 하는 것
(1) 추상체(21기사/39기사/40기사/41기사): 망막의 중심와에 약 650만 개가 모여있는 원뿔 형태의 세포
- 색을 판단하는 색채 시각과 관련 있음
- 밝은 곳에서 작용/560nm의 빛에 스펙트럼 민감도가 강함
- 3종류의 추상체 존재
(2) 간상체(23기사/29기사/35기사/37기사): 망막의 외곽을 따라 약 1억 2천만 개가 분포되어 있는 막대 모양의 세포
- 어두운 곳에서 주로 기능/명암 판단
- 해상도가 떨어지지만 빛의 세기에는 더 민감함 (500nm의 빛)
4) 색각 이상
- 색각: 빛의 파장 차이에 의해서 색을 분별하는 감각
- 색맹: 색각을 일으킬 수 없는 경우(추상체의 이상)
(1) 색각 이상의 분류
(2) 색각 이상 검사 방법
- 가성동색표 검사: 동일 색점으로 구성된 글씨, 숫자와 같은 형태가 혼동을 유발할 수 있는 비슷한 색점과 비색점으로 무작위 구성된 배경 위에 나열되어 있는 검사표
- 색각배열 검사: 알련의 순서로 배열된 색패들을 무작위로 섞은 후 다시 원래의 순서대로 배열케 하고 정상 배열 순서와 차이를 알아내어 색각 이상을 검사하는 방법
- 색등 검사: 9가지의 색광의 조합이 제시되며 오답의 개수를 측정
- 색각경: 피감자로 하여금 3가지의 기본색을 조합하여 특정 색을 만들게 함으로써 색각 이상을 알아내는 방법
(3) 색약: 먼 거리에 있거나 채도가 낮은 경우에는 색을 잘 식별하지 못하고
단시간에 색을 분별하는 능력이 부족한 경우
(4) 선천성 색각 이상과 후천성 색각 이상
2. 색채 자극과 인간 반응
1) 빛에 대한 반응 :: 순응 : 조명의 조건에 따라 광수용기의 민감도가 변화하는 현상(37기사/38기사/42기사/50기사)
(1) 명순응: 밝은 빛에 적응한 시각의 상태, 어두운 장소에서 밝은 장소로 바뀔 때 민감도 증가 (by 추상체의 활동)
(2) 암순응(23기사/25기사): 어두운 빛에 적응한 시각의 상태, 밝은 장소에서 어두운 장소로 바뀔 때 민감도 증가
(by 간상체의 활동) >> 약 30분 정도 소요
(3) 박명시: 추상체와 간상체가 모두 활동하고 있는 시각 상태(27기사/43기사/47기사/48기사)
>> 색각: 시력이 저하되고 사물의 형태가 정확하지 않다
(4) 색순응: 주어진 환경이 변하여도 3종류의 추상체의 감도를 스스로 보정하는 기능의 작용
2) 색의 연색성: 조명이 물체의 색감에 영향을 미치는 현상(12기사)
3) 색의 항상성(기억색과 관련있음): 주변의 광원이나 조명이 되는 빛의 강도가 달라져도
색을 본래의 모습 그대로 느끼는 현상(38기사/41기사/49기사)
4) 푸르킨예 현상: 간상체 시각과 추상체 시각의 스펙트럼 민감도가 서로 다르기 때문에 일어나는 현상
(38기사/39기사/43기사)
5) 베졸드-브뤼케 현상: 동일한 파장의 빛이라도 강도를 변화시키면 색상이 다르게 보이며
다른 유사한 빛도 강도에 따라서 동일하게 보이는 현상
(1) 478nm 파랑, 503nm 초록, 572nm 노랑: 불변 색상
(2) 병치 혼색 효과/점묘법과 비슷한 원리: 색점을 배열함으로써 혼색된 것처럼 중간색이 보이게 할 수도 있다
(31기사/37기사/44기사/50기사)
6) 애브니 효과: 빛의 파장이 동일해도 채도가 변함에 따라 색상이 달라 보이는 색채 지각 효과
(31기사/37기사/44기사/50기사)
7) 면적 효과(소면적 제3색각이상): 동일한 색이라도 면적의 크기에 따라 색이 다르게 느껴지는 현상
>> 면적이 커지면 명도와 채도가 증가되어 보인다(23기사/37기사)
8) 헌트 효과: 유채색의 선명도가 조명광의 조도 레벨에 의존하여 변화하는 효과(36기사)
9) 브로커-슐처 효과: 자극에 반응하는 시감각의 속도를 나타낸 효과
10) 헬슨-저드 효과
11) 스티븐스 효과: 빛이 밝아지면 명도 대비가 더욱 강하게 느껴지는 시지각적 효과
12) 맥콜로 효과(29기사): 잔상색이 망막상의 위치를 규정하지 않아 줄무늬 방향에 따라 변화하는 효과
13) 페히너 효과: 원반의 반에 하양을 나머지 반에 검정을 칠한 후 회전시킬 때 유채색을 경험할 수 있다
(24기사/29기사)
14) 하만 그리드 효과: 흰 배경에 검정색 사각형이 배열되었을 때 교차 지점에 하만 도트라는
회색 잔상이 보이는 대비 현상(29기사)
15) 착시 효과
16) 리프만 효과: 색이 서로 달라도 밝기의 차이가 별로 없으면 색의 차이가 뚜렷하게 인식되지 않는 현상
17) 네온컬러 효과
18) 색음 현상(괴테 현상): 물체에 어떤 빛을 비추면 빛의 반대 색상으로 그림자가 아른거리는 효과
19) 주관색: 흑백의 반짝임을 느끼게 하면 실제 무채색의 자극밖에 없는데도 유채색이 보이는 현상
3. 색채 지각설
1) 영/헬름홀츠의 삼원색설
- 우리 눈의 망막에 각기 다른 스펙트럼 민감도를 갖는 세 종류의 수용기가 발달되어 있고 색광을 감광하는 시신경 섬유가 있어 이 세포들의 혼합이 시신경을 통해 뇌에 전달됨으로써 색을 지각할 수 있다(20기사/29기사/42기사)
- 빨강과 파랑의 시세포가 동시에 흥분하면 마젠타의 색각이 지각되며 초록과 빨강의 시세포가 동시에 흥분하면 노랑의 색각이 지각된다(35기사)
2) 헤링의 반대색설
3) 맥니콜의 혼합설