빛과 색의 관계

[동화주인공]

빛(光)과 파장(波長)에 대하여 알아봅시다.

① 빛이란 무엇일까요?

우리가 보고 느끼는 색채가 물질의 특성만이 아닙니다.

극장이나 텔레비젼 앞에서 쉽게 증명되는데 영화가 시작하기 전까지 극장의 스크린이 하얀 막이라는 사실은 누구
나 알고 있고 불이 꺼지고 영사실에서 돌아가는 필름에 강한 빛을 쏘아 스크린에 비치면 화면 위에는 온갖 아름다
운 색채의 세계가 펼쳐지는 것을 볼 수 있습니다. 이 때 우리는 빛을 통해 색을 본다는 사실을 이해하게 됩니다.
모든 물질의 세계에서도 우리는 빛을 통해 색채를 보게되는데 이처럼 색채를 보게되는 첫 번째 과정은 빛입니다.
빛은 여러 가지 색 파장으로 이루어져 있으며 영국의 물리학자 뉴턴경에 의한 프리즘을 이용한 분광실험을 통해
빛이 7가지의 스펙트럼의 색파장으로 구성되었음을 알 수 있었습니다.

파장은 각기 다른 주파수를 가지며 주파수에 따라 서로 다른 색 지각을 가집니다.

빨강색은 장파이며, 보라색은 단파이며 이 범위 안에 있는 파장은 각기 다른 주파수를 가지며 주파수에 따라 서
로 다른 색 지각을 가집니다. 이 중 난색으로 나타나는 장파는 투과율이 높으며 한색으로 나타나는 단파는 공기
중에 입자와 만나게 되면 쉽게 산란되는 특성이 있습니다.
우리가 하늘의 색이 시시각각으로 달라지는 것을 볼 수 있는 이유는 바로 이러한 파장의 특성 때문이며 낮에는 빛
이 공기 중에 수분입자나 먼지에 부딪혀 단파의 산란작용이 빈번하게 일어나므로 하늘이 파랗게 보이게 되는 것
이지요. 또한 황혼이 지는 하늘은 하늘이 기울면서 빛이 통과해야하는 대기층의 거리가 길어지게 되며, 결국 투과
율이 높은 장파만이 우리의 눈에 들어오게 되면서 붉게 보이는 것입니다.

태양빛은 색파장 이외에도 넓은 범위의 파장으로 구성되어 있습니다.

태양빛은 색파장 이외에도 넓은 범위의 파장으로 구성되어 있고 이 중 우리의 눈에 감지되는 빛의 범위를 가시광
선이라고 합니다. 스펙트럼 상에서 빨간색파장 바깥쪽에 위치한 장파는 적외선이고 보라색 파장 바깥쪽에 위치한
단파는 자외선이며 이외에 α선 β선 γ선 χ선 등이 있습니다. 우리가 가시광선 이외의 파장들로부터 색을 지각할
수 있다면 우리의 색채환경은 더욱 다양하고 풍부했을 것입니다.

② 색파장이란?
단순히 사물을 인식하고 색을 구별하는데 그치지 않고 객관적으로 분석할 때 색은 빛이라는 파장의 물리적 작용
을 거쳐 어느 대상에 부딪치게되고 이로 인해 반사되고 흡수되는 과정을 지나 눈의 시신경을 자극하고 이 자극은
뇌로 전달되면서 비로소 색이라는 것은 인식하게 됩니다. 색맹은 망막의 세포구조에 이상이 있어 특정한 색파장
의 자극을 받아들이지 못하는 것입니다.
망막에는 빛의 색파장에 반응하는 세 가지 감각 수용기가 있어서 다양한 색파장 중 빨강, 파랑, 초록의 파장에 대
해 민감하게 반응한다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 다양한 색을 느끼는 것은 이 세 가지 감각 수용기가 각각 얼
마나 자극되었는가 하는 자극수준과 그 조합의 결과입니다. 이 세 가지 수용기가 최고의 수준으로 지각되었을 때
흰색을 느끼게 되며 이 때문에 빛의 삼원색은 빨강, 파랑, 초록이 되는 것입니다.

반사된 색파장이라도 우리의 눈을 통과하지 않으면 우리는 색을 볼 수 없습니다. 우리 인간은 수면을 취하고 있
는 시간을 제외하고는 외부세계의 사물들을 보게 되는데 항상 빛에 영향을 받으면서 그 사물들을 인식하고 색을
구별하게 되는 것입니다.

3. 빛(光)과 색(色)의 관계는?

무지개의 색은 반사와 굴절, 즉 빛이 통과해야 하는 대기나 매개물에 의해 빛이 꺾어지는 현상에 의해 만들어집니
다. 무지개를 연구하면서 광학 전공의 과학자들은 색에 대한 더욱더 근원적인 수수께끼에 다다르게 되었고 그들
은 무엇이 빨강과 노랑, 그리고 파랑과 초록의 차이를 만들어 내는지 궁금해했습니다. 오늘날 가장 폭넓게 수용되
는 견해는 빛이 때때로 마치 물결같이 파장을 이루는 것처럼 행동한다는 것입니다. 색채의 차이는 각각의 파장의
길이가 다르기 때문에 생기는 것인데 예를 들어 초록색 계통의 색들은 노랑색 계통의 색들보다 파장의 길이가 더
짧습니다. 모든 색들은 가장 짧은 파장인 보라와 빨강 사이에 속합니다.

① 색(Light)이란?

스펙트럼의 단색광이나 모든 백광 (태양광, 인공적인 텅스텐 전등, 형광등)과 또 백광에 색셀로판지나 색유리 등
을 필터로 사용하여 나오는 색광을 말합니다.

프리즘을 통한 분광실험. 장파인 빨간색은 굴절이 적고 단파인 보라색은 굴절이 큽니다.

물체 자체가 발광하지 않고 빛을 받아서 반사에 의해 보이는 물체의 색으로 색채는 그 대상체가 고유한 색을 지녔
다고 이해하는 것이 아니라 단지 그 대상체가 어떤 빛의 파장을 반사하고 흡수하는지에 대한 표면 특성을 이해하
는 것입니다.

다시 말해 파란색의 물체는 그 물체 표면이 가시광선에서 파란색을 제외하고 나머지 모든 색을 흡수해 버리기 때
문에 파랗게 보여지는 것입니다. 파란 가시광선은 물체 표면에 닿은 후 반사되어 관찰자에게 인지되어지는 것입
니다.

4. 조명과 색채의 관계에 대하여 알아봅시다.

① 표면색 이란?
물체의 색을 색채라고 앞에서 언급하였는데 표면색이란 물체 표면에서 빛을 반사하여 나타나는 색을 말합니다.

② 투과색 이란?
색유리와 같이 빛을 투과하여 나타나는 색을 투과색이라고 합니다.
태양 광을 비롯한 모든 빛은 여러 가지의 색들이 각기 다른 파장을 지니고 있다고 보며 물체 색은 여러 파장 중에
서 해당 색의 파장만 반사하고 다른 파장들은 흡수되어 눈에 보이지 않게 되는 것입니다. 물체색이 흰색이라는 것
은 모든 가시광선이 반사된 결과이고 반대로 검은색은 모든 가시광선이 흡수되어버린 결과입니다.

눈의 작용은 빛과 어떤 관계가 있을까요?

① 시각기관이란?

감각 수용기가 있는 우리의 시각기관은 지나치게 강한 색이나 빛의 자극에 대해 스스로 조절하는 능력도 가지고
있습니다. 그림과 같이 구성되어 있는 시각기관에서 홍채는 빛이 들어오는 동공의 크기를 조절하는 조리개 역할
을 합니다. 밝은 빛에서는 동공이 수축되어 빛을 적게 들어오게 하고 어두운 곳에서는 동공을 확장시켜 빛의 양
을 증가시킵니다. 또한 망막에는 간상체와 추상체라는 세포층이 있는데 간상체는 주로 명암을 구분하는 기능을 하
여 물체의 형태와 움직임을 파악하는 역할을 하고, 추상체는 주로 색채를 구별하는 기능을 합니다.

보통 인간의 눈을 카메라에 비유하는 경우가 있지만 인간의 눈은 기계적인 기능 이외에도 다양한 역할을 합니다.
물론 정확도에 있어서는 다르지만 중요도를 판단하여 선별하는 융통성은 유기적 기관이라 할 수 있고 인간의 눈
은 생리적 평형상태를 유지하기 위하여 여러 가지 방어기제를 가지고 있는데 시감도 차이현상, 순응현상, 동시대
비와 계시대비 현상의 세 가지로 나누어 볼 수 있습니다.

② 시감도 차이현상이란?

똑같은 에너지를 가진 파장이라도 색이 다르게 지각되는 현상을 말합니다. 이러한 차이를 비교한 곡선을 비시감
도 곡선이라고 하는데 이 경우 시각기관 중 간상체와 추상체가 중요시되며 밝은 곳에서는 추상체가 반응하고 어두
운 곳에서는 간상체가 반응하여 어두워지면 추상체에서 간상체로 이동하게 되어 600ｍμ이상의 긴 파장은 볼 수
가 없게 됩니다.
쉽게 이야기하면 낮에는 빨갛게 보이는 사과가 어두워지면 검게 보인다든지 낮에는 파랗게 보이는 공이 어두워지
면 밝은 회색으로 보인다든지 하는 현상은 어두워지면 추상체가 반응하지 않아 빨간색이 먼저 없어지기 때문입니
다. 이를 푸르킨예 현상이라고 합니다. 따라서 빨간색을 어두운 곳에 사용하는 것은 적합하지 않습니다. 시각기관
의 이러한 현상을 이용하여 비상계단이나 어두운 곳에서는 명시도를 높이기 위해 초록이나 파랑색을 사용하면 효
과적입니다.

③ 순응현상이란?

순응현상은 명암순응현상과 색순응 현상을 포함합니다.
명암순응현상은 극장에 들어갔을 때 경험하는 현상으로 우리가 갑자기 밝은 곳이나 어두운 곳에 들어가면 일시적
으로 시야가 안보이다가 서서히 보이게되는 경우를 말합니다. 이는 밝기가 변화된 환경에서 우리의 시각기관이 적
응하는데 시간이 걸리기 때문이죠. 어두운 곳에서 적응한 상태를 암순응이라 하고 밝은 곳에서 적응하는 상태를
명순응이라고 하는데 암순응이 명순응보다 더 긴 시간이 필요합니다. 터널의 출입구 부분에 터널의 중심 부분보
다 더 많은 조명을 설치하는 이유가 이러한 시각기관의 특성을 고려한 것입니다.
색순응 현상은 색광에 따라 색이 다르게 지각되는데 시각기관이 항상 같은 색으로 느끼게 되는 현상입니다. 즉 색
광의 차이에 순응하는 현상을 말하며 이를 색지각의 항상성이라고 부릅니다. 선글라스를 끼고 있는 동안 선글라스
의 색을 느끼지 못하다가 선글라스를 벗으면 눈의 순응으로 떨어진 색이 다시 선명하게 보이는 현상을 말합니다.

④ 동시대비와 계시대비현상이란?

시각기관의 조절능력은 동시대비나 계시대비와 같은 다양한 색채지각 현상으로도 나타납니다. 지나치게 강한 색으
로 한 가지 수용기만 자극하면 나머지 수용기가 스스로 작용하여 감각의 균형을 유지하려는 현상들입니다.
동시대비는?
여러 가지 색을 동시에 볼 경우 강한색의 반대색이 약한색과 혼합되어 보이는 현상을 말합니다.

계시대비는?

한가지 강한 색을 보고 난 후에 그 색의 반대색이 잔상(after image)으로 나타나는 현상을 말하는데 이러한 현상
은 모두 시각기관이 감각적 기관을 이루기 위해 스스로 일으키는 생리작용의 결과입니다.

대뇌

눈은 색을 보지만 우리는 색을 보고 느낀다. 색채는 여러 가지의 의미를 느끼게 하는 심리적인 반응을 이끌어낼
때 비로소 지각되는 것입니다. 따라서 색채를 보게되는 마지막과정은 대뇌이며 색파장에 의해 자극된 망막은 시신
경을 통해 그 자극을 대뇌에 전달하게 됩니다.
대뇌에는 색채에 대한 우리의 경험과 인상, 그리고 많은 지식들이 함께 저장되어 있으며 전달된 색파장에 대한
자극은 이러한 기존의 자료들과 함께 연합되어 색채를 느끼게 됩니다.
빛, 물체, 시각기관, 대뇌로 이어지는 색채의 지각과정은 상호 관련성이 깊으며 순차적으로는 과정이 아니라 물체
를 보는 순간 동시에 일어나게 되는 것입니다.

학습정리를 해 봅시다.

▶색의 힘은?
- 인간의 건강, 심리, 영양, 실내장식, 노동환경, 사회학, 마케팅 등에 적절히 응용
- 색의 힘은 병을 치료하고 심리적 안정을 유지할 수 있게 해서 의사 결정에 영향
- 심리 상태에 영향을 주고, 감정을 통제하고 구매 욕구를 불러일으킴으로써
사람들의 행동 양식을 좌우한다.

▶색의 역사?
- 색의 심리적 역사, 사회적 역사, 과학적 역사, 그리고 색의 역사적인 사용이 있다.

▶뉴턴?
- 역사상 처음으로 색상환을 고안
- 뉴턴은 태양광을 유리 프리즘에 투영 = 빛(여러 가지의 색으로 이루어져있다)

▶색(Light)이란?
- 스펙트럼의 단색광이나 모든 백광 (태양광, 인공적인 텅스텐 전등, 형광등)과
또 백광에 색 셀로판지나 색유리 등을 필터로 사용하여 나오는 색광을 말한다.

▶표면색이란?
- 표면에서 빛을 반사하여 나타나는 색을 말한다

▶투과색이란?
- 색유리와 같이 빛을 투과하여 나타나는 색을 투과색 이라고 한다.

▶간상체와 추상체란?
- 간상체는 주로 명암을 구분하는 기능을 하여 물체의 형태와 움직임을 파악하는 역할을 하며, 추상체는 주로
색채를 구별하는 기능을 한다.

▶색채의 지각과정은?
- 빛, 물체, 시각기관, 대뇌로 이어지는 색채의 지각과정은 상호 관련성이 깊으며 순차적으로는
과정이 아니라 물체를 보는 순간 동시에 일어나게 되는 것이다.

참고문헌 및 참고 사이트 소개

- 색채와 디자인 / 박영순, 이현주 지음
- 색의 현장 1, 2, 3 / 일본시각디자인 연구소 편 / 강화선 옮김
- 팔리는 색채, 대판 상공회의소/도서출판 국제
- 컬러비즈니스(왜 이색이 잘 팔리는가) / 미미 쿠퍼,앨린 매튜-안진환역
- 색채계획, 박상호 편저 / 효성
- 색채와 컴퓨터그래픽 / Lindsay Macdonald 지음, 김동호 옮김
- Charles Wallschlaeger. Cynthia Busic-Snyder, Basic Visual Concepts and Principle: 안그라픽스, 1998
- 박도양, 실용색채학 / 이우출판사, 1989
- 파워 오브 칼라 / 모턴 워커(Morton Walker), 김은경 번역 (주)교보문고
- 일본색채연구소 / http://plaza16.mbn.or.jp/~JCRI/
- 한국색채연구소 / http://www.kcri.or.kr/
- 산업디자인진흥원 / http://www.designdb.com
- 멀티미디어 색채연구소 / http://id.kaist.ac.kr/dccd/index.html
- 한국디지털대학교 색채학 / 이창수교수
- 김동호 CyberCoLor / http://myhome.thrunet.com/~donghokim/