빛의 이해
색을 이해하기 위해서는 ' 색은 빛이다'라는 정의에서부터 시작하고 시각과 연관된 물리적 에너지인 빛의 본질에 대한 이해가 필요하다.
빛은 비교적 파장이 짧은 전자기파의 한 종류로서 에너지 전달 현상이며, 각각 파장의 길이에 따라 여러 가지 특성을 지닌 빛이 된다.
빛은 우리 눈으로 볼 수 있는 가시광선과 적외선이나 라디오 전파 등에 쓰이는 장파장과 자외선이나 X선인 단파장이 포함된다.
빛은 파장이 짧아 균일한 매질 내에서는 거의 직진한다. 이 때문에 빛의 흐름 폭이 파장에 비교하여 좁거나, 광학적인 상의 주변 부분을 자세히 조사하는 등 파동에 특유한 회절 현상이 영향을 주는 경우를 제외하면 빛은 직진하는 선으로 볼 수 있기 때문에 빛을 관선이라 하고, 이에 반하여 빛을 파동으로 고찰하는 경우에는 광파라 한다.
일정한 파장의 빛은 각각의 파장에 대응하는 색감을 주게 되므로 파장이 모두 같은 빛을 단색광, 단색광이 혼합된 보통 빛을 복합광이라 한다. 복합광은 프리즘이나 회절격자를 이용하여 단색광으로 나뉘고 이렇게 나누어 나열한 것을 이 빛의 스펙트럼이라고 한다.
빛은 일정한 주기가 있는 파동으로 움직이는데 파동이란 소리와 물결과 자연 현상에서도 관찰된다. 소리는 공기를 매질로 하여 전해지는 파동이며, 물결은 물을 매질로 하여 이동하는 파동이다. 그러나 빛은 매질이 없어도 전달되고 움직인다.
이것은 우리가 태양의 소리는 들을 수 없어도 태양의 빛은 볼 수 있는 이유가 된다. 또한 소리와 마찬가지로 공기의 입자에 대한 영향을 받으며 변화할 수도 있다.
좀 더 구체적으로 정의하면 빛은 전자기파로서 전기 에너지와 자기 에너지의 일정한 상호작용으로 진공 상태에서도 운동이 가능하다.
빛은 진공 상태가 아닌 대기 중에서는 직진하거나 굴절하는데 오이겐스의 원리를 사용하면 편리하다.
호이겐스는 빛이 수면에 생기는 파도와 같이 3차원적으로 반복적으로 진동하면서 전파한다고 하였다.
전자기파인 빛은 파동이 있고 파동은 파장과 진폭 진동수로 좀 더 나눌 수 있다. 파장은 파동의 한 주기의 거리를, 진폭은 파장의 크기를, 진동수는 초당 진동 횟수를 말한다. 파장은 거리의 단위인 미터법을 사용하고 표기하나 색을 연구하는 데 있어서 가장 중요한 것은 빛과 시각적인 특성을 보여줄 수 있는 파장의 길이, 즉 전자기파 파장의 한 주기 거리이다.
물리적 현상으로서의 색
색은 빛을 발하는 광원과 빛의 반사 대상 그리고 이 결과를 관찰하는 관찰자가 있기에 존재한다. 그러므로 빛과 물체 그리고 관찰자를 색채 지각의 3요소라고 한다. 아무것도 존재하지 않는 진공의 상태라고 할 때 우리는 빛의 줄기나 반사된 물체를 인식할 수 없다. 빛은 그 자체로써 보여지는 성질에 따라 세 가지로 나뉘는데 광원 또는 발광체로부터 오는 빛의 파장인 광원색, 물리적인 물체에 반사되어서 보여지는 빛의 파장인 물체색, 물체를 투과하여 보여지는 빛의 파장인 투과색으로 구분한다.
앞서 살펴본 빛의 영역을 구체적으로 설명하면 빛의 파장 길이가 380nm ~ 780nm인 가시광선은 정확한 수치로 정해진 것이 아니라 그 영역 근처에 갈수록 시각적 능력을 잃게 되는 것이다. 따라서 정확한 수치 개념보다는 점차 보이지 않게 되는 것으로 이해하는 것이다. 측색기의 경우 400nm ~ 700nm로 영역을 한정하여 측정하기도 한다.
스펙트럼 중심부의 연두색이 가장 인간의 눈에 뚜렷하고 가장 밝게 느껴지며 주변으로 갈수록 밝기가 감소하여 가시광선의 영역 밖의 색은 보이지 않게 된다. 이러한 색 감각의 가시광선에 관한 주파수 이론은 광입자설의 뉴턴이나 파동설의 호이겐스, 광양자설의 아인슈타인도 설명할 수 있지만 영국의 물리학자인 맥스웰의 전자파설로 대부분 설명된다.
맥스웰이 전자기파의 존재를 이론적으로 설명하여 그 속도가 광속도와 일치함이 발견되어 빛의 전자기파설이 확립되었고, 빛의 매질은 공간 그 자체이고 물질을 매질로 생각할 필요가 없음이 명확히 확인되었다.
빛의 영역 중 단파장의 영역은 침투력이 약하고 파장의 길이가 짧아 인체, 물속, 공기층 등을 깊게 침투하지 못한다. 따라서 에너지가 인체에 고루 퍼지지 못하고 인체 중 막이 옅은 피부에만 영향을 주게 되어 피부 질환 등을 일으키게 된다. 반면에 적색광인 장파장은 침투력이 강해서 인체에 닿았을 경우 깊은 곳까지 열로서 전달되게 된다.
물리적 분류에 의한 종류
면색
푸른 하늘과 같이 순수한 색만 있는 느낌으로서 실체감, 구조, 음영이 아니라 깊이가 애매모호하여 끝없이 들어갈 수 있게 보이는 색을 말하며 가장 원초적인 색이 나타난다.
표면색
반사가 된 물체의 표면에서 보이는 색의 경우로 그 면은 정확한 거리에 위치하며 어느 경향을 가지고 불투명감, 재질감 등이 있다. 우리 가 평상시에 가장 많이 관찰하는 색의 현상이다.
공간색
어떠한 투명한 착색액이 투명 유리에 들어 있는 것을 볼 때처럼 어느 면적을 차지하는 투명체 색의 현상이다. 유리나 물의 색등 일정한 부피가 쌓였을 때 형성된다.
광원색
전구나 불꽃처럼 발광을 통해서 보이는 색의 현상을 말한다. 발광체는 광원색으로서 반사 물체는 표면색으로서 반드시 나타나지는 않는다.
색의 물리적 성질을 알면 여러 방향의 제품 개발이 가능하다. 광원색을 이용한 리어스크린이나 와이드 비전 공간색의 개념을 이용한 장신구류와 조명색의 원리와 난반사의 원리를 이용한 무대 장치 등 모든 이용과 응용이 가능한 색채의 세계는 끊임없이 연구되고 있고, 우리가 일상적으로 접하는 물체색이나 모니터에서 보여지는 빛의 광원색으로만 국한되지 않는다.
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