패션디자이너, 디자인학과 등 필수 디자인개론 요점 정리 31. 빛과 색

31. 빛과 색

 

가. 색이란 무엇인가
물체의 표면에 파장이 다른 빛이 반사하는 정도에 따라시각계통에서 감지하는 성질의 차이 때문에 나타나는
감각적 특성이다. 색깔, 색채, 빛깔 등으로도 불린다.

하지만 눈과 뇌에서 느끼는 합성된 감각이지 물체 고유의 물리적 양이나 성질은 아니다. 인간에게는 같은 색
이라고 느끼는 두 색채도 다른 (색각이 있는) 동물이나기계는 다르다고 느낄 수 있고 그 반대도 가능하다. 즉
물체의 맛이나 냄새와 같은 뇌에서 합성된 주관적 감각이므로 물리적으로 핑크빛이라는 건 존재하지 않는다.
빛이 물체를 비추었을 때 생겨나는 지각현상으로 반사, 흡수, 투과, 굴절 분해의 과정을 통해 인간의 눈을
자극한다. 물리학적으로 색은 빛이라 하며, 인간이 지각할 수 있는 빛의 영역을 가시광선(可視光線: Visible
Light)이라고 한다.

 

태양으로부터는 수많은 종류의 전자파가 방출되고 있는데 전자파는 파장의 종류에 따
라서 여러 종류로 구분되며, 파장이 짧은 감마선이나 X선은 의료용으로 쓰이고 파장이
긴 TV파나 라디오파는 회절현상이 강하기 때문에 주로 방송용으로 사용 되 고 있다.
일반적으로 인간이 색을 지각하는 경우는 3가지 조건이다.
첫째, 발광체에서 빛을 직접 보는 경우, 둘째, 물체가 빛을 흡수하거나 반사하는 경우,
셋째, 물체가 빛을 투과하는 경우이다.
인간의 눈에 보이는 전자파를 빛이라고 하는데, 방사되는 수많은 전자파 빛 중에서 파
장이 380nm∼780nm(Nanometer) 범위 안에 있는 것을 가시광선이라 하며, 그 파장
의 영역을 가시역(可視域)이라 부른다. 그리고 가시역 내(內)에 있는 같은 파장의 전자
파만을 포함하는 순수한 빛을 스펙트럼이라고 하며, 프리즘에 분광되어 나타난 빨강,
주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라의 7가지 색상을 단색광이라고 부른다. 단색광을 처
음 발견한 사람은 영국의 과학자 뉴턴 (Newton)으로 그는 빛을 입자로 보고 프리즘을
사용해서 백색광을 굴절시켜 여러 단색광으로 분리한 다음 그 단색광이 특유의 굴절률
을 가진다는 사실을 보여주었다.

분광 현상

인간이 지각하는 색은 물체의 존재를 지각시키는 시각의 근본으로 눈에 들어오는 빛(물
리적 자극)의 파장이 대뇌피질의 시각 중추에 생기는 감각으로 느끼게 된다. 따라서 색
채는 주관적인 감각으로 느낄 수 있으나 어떤 특정한 관찰조건 하에 색채를 객관화하고
색채를 정량적으로 표시할 수 있다.

가시광선의 영역

일반적으로 태양의 빚은 무색(無色)이며, 빨강이나 초록과 같은 색을 느끼는 것이 아니
라 보통 백색광이라고 하는 색이 없는 빛을 말한다. 우리들이 색을 느끼는 것은 물체의
표면에 반사한 빛이 눈에 들어와 색을 지각하는 것이며, 스스로 빛을 내는 다른 광원에
서 나오는 빛이 직접 눈에 들어올 때, 그 광원에 색이 있을 경우에 색을 느낀다. 이와
같은 빛의 색을 광원색이라고 한다.

빛의 반사와 흡수

나. 색채지각이론
빛이 우리 눈에 색채로 느끼도록 바뀌는가 하는 것을 연구한 근대적 이론은 19세기 초
빛의 파동 이론을 수립했던 영국의 물리학자 토마스 영(Thomas young)의 업적이다.
1801년에 난시에 대해 처음으로 설명하였고 그가 했던 강의에서 후에 헤르만 폰 헬름
홀츠(Hermann von Helnholtz)가 세웠던 각각 망막에 있는 빨간색, 초록색, 파란색에
반응하는 3가지 종류의 신경조직이 색을 인식시킬 수 있다는 가설을 발표했다. 눈이 각
각 다른 파장 범위를 지각하는 3가지 색깔의 감각기관을 가지고 있다는 특별한 발견을
했고 이 발견은 색을 지각하는 시각의 현대적 이해의 전조가 되었다

그 후 1852년 독일의 생리학자 헬름홀츠가 수정하여 ‘영-헬름홀츠의 3원색설’이 탄생
되었다. 이 학설은 우리 눈의 망막조직에는 빨강, 녹색, 파랑의 색각세포가 있고 색광
을 감광하는 시신경 섬유가 있어 이 세포들의 혼합이 시신경을 통해 뇌에 전달됨으로써
색지각을 할 수 있다는 가설을 발표하였다.

영-헬름홀츠의 3원색설과 헤링의 4원색설

이 가설에 의하면 장파장의 빨강(R), 중파장의 녹색(G), 단파장의 파랑(B)에 의해
녹색과 빨강의 시세포가 동시에 흥분하면 노랑의 색각이, 빨강과 파랑의 시세포가 동시
에 흥분하면 마젠타의 색각이, 녹색과 파랑의 시세포가 동시에 흥분하면 시안의 색각이
생긴다. 즉 빨강, 녹색, 파랑의 흥분도에 의해 각 색을 지각하고 이것이 시신경을 통해
뇌로 전달되어 각 색을 느끼게 된다는 학설이다. 빨강, 녹색, 파랑의 흥분도가 동일할
때 흰색이나 회색이 되며, 색채의 흥분이 크면 밝게, 색채의 흥분이 적으면 어둡게, 색
채의 흥분이 없어지면 검정에 가까운 색으로 지각된다는 것이다.
그러나 1874년 독일의 생리학자 헤링(Edwald Hering)은 반대색설이라는 가설을 발표
하여 눈에는 노랑과 파랑물질, 빨강과 녹색물질, 그리고 검정과 흰색물질의 세가지 유
형의 시세포가 있고 이들의 분해작용과 합성작용에 의해 색을 지각할 수 있다고 설명하
였다.
장파장의 빛이 들어오면 노랑과 파랑물질 또는 빨강과 녹색물질이 분해작용을 일으켜
노랑이나 빨강의 색각이 생기며, 단파장은 반대로 합성 작용을 일으켜 녹색과 파장의
색각이 생기게 된다. 한편 중파장은 빨강과 녹색물질의 합성작용으로 황록색의 색각이
생긴다. 또한 검정·흰색물질은 모든 파장에서 분해작용이 일어나며, 빨강, 녹색, 파랑
의 자극이 동시에 생기면 합성·분해 작용에 의해 무채색으로 지각된다는 학설이다. 헤
링은 사물을 보고 나서 자극이 남아 만들어 내는 보색의 부정적 또는 음성적 잔상을 해
명하지 못한 영-헬름홀츠의 3원색설을 수정하기 위한 이론을 세웠다. 그런데 헤링의
‘4원색설’은 생리적으로 동화작용이나 분해작용 등 어느 한쪽으로만 작용해야하기 때
문에 동시적으로 작용하는 중간단계의 색채들은 해명하지 못하는 결점을 가지고 있다.
영-헬름홀츠의 3원색설 이론은 가산혼합과 거의 일치하는 동시에 색채 대비의 일부를
해명할 수 있으며, 헤링의 반대색설은 색채의 잔상효과와 대비현상을 설명하는데 적절
한 것으로 인정되고 있다.

 

다. 물체의 색
빛을 받은 물체의 표면은 빛의 일부를 흡수하고 나머지는 반사하거나 투과시킨다. 물체
색은 표면색과 투과색 2가지로 나누는데 물체색은 표면이 거울처럼 고른 면에서 반사
하는 것으로 평면거울에 평행한 빛이 입사하면 각각의 입사각과 반사각이 모두 같으므
로 반사되는 빛도 평행한데 이러한 반사를 정반사라 하며, 표면이 고르지 않고 울퉁불
퉁한 상태에서 빛이 비추어져서 반사하는 것을 난반사라고 한다. 물체색에서 색의 3속
성 이외의 요소인 투명함, 윤기, 거칠음 등을 느낄 수 있다. 투과색은 빛을 투과시키는
투명체의 색으로 투명체의 소재가 일부 파장의 빛을 흡수하는 경우 이를 뺀 나머지 파
장의 빛만이 투과되므로 색을 띄게 된다.