A6. 빛의 삼원색, 색의 삼원색
빛에 대한 물체의 반응이 색이다.
색 혹은 색깔은 무엇인가? 우리의 눈에는 가시광선을 감지하여 느낄 수 있는 센서가 있다. 빛이 눈으로 들어오면 볼록렌즈 역할을 하는 수정체를 거쳐 망막을 자극한다. 감광 세포는 간상세포와 추상세포로 되어있는데 그중에서 간상세포가 시각의 큰일을 맡고 있다. 각 안구(眼球)에 수억 개의 간상세포가 존재하여 빛과 어둠을 구별한다. 간상세포는 빛의 밝기에 민감하지만 색을 잘 구분하지 못한다. 우리 눈이 색상을 인지할 수 있는 기능은 망막에 있는 원추 모양의 추상세포가 맡고 있다. 추상세포는 간상세포보다 많지 않아서 수정체마다 약 600만 개가 존재한다고 알려져 있다. 보통 사람들은 세 가지 다른 추상세포를 지니고 있는데 각각 파장의 길이가 440, 530, 560nm(나노미터)인 적(赤, red, R), 녹(綠, green, G), 청(靑, blue, B)의 단색광에 반응한다. 이 RGB를 빛의 삼원색이라고 부른다. 추상세포의 3분의 2 가량이 긴 파장의 빛에 맞춰져 있어서 우리 인간은 파랑 계통의 차가운 색보다 빨강, 노랑, 황색의 따뜻한 색을 더 잘 볼 수 있다. 과학의 발달로 우리 인간은 이 RGB에 대한 이해를 활용하여 텔레비전이나 휴대전화 등의 디스플레이 기기에서 컬러 영상을 만든다.
빛의 ‘RGB 3 원색'은 가산혼합을 한다. 우리는 RGB의 색깔로 된 세 개의 큰 원이 교집합 그림 모양으로 얽혀 있는 그림을 많이 본다. 빨강과 녹색 원이 만나는 혼색(混色) 영역에는 노란색이 칠해져 있다. 파장 580nm인 빛과 530nm인 빛을 섞으면 우리 눈은 적(R) 원추세포와 녹(G) 원추세포가 동시에 활성화되어 다른 파장을 갖는 노란색(yellow)으로 인식하게 된다. 단 이때 각각의 단색광은 발광체에서 직접 나온 것이어야 한다. 빨간(R) 전등과 파란(B) 전등을 합쳐서 비춰보면 보라색(violet))이 아니라 자홍색(magenta)이 나온다. 파랑과 녹색을 섞으면 하늘색(cyan)이 나온다. ‘RGB 3 원색' 계열의 빛이 모두 섞이면 흰색으로 느낀다. RGB 세 원의 교집합이 되는 가운데 부분은 흰색으로 표시되어 있다. 물론 빛을 전혀 받지 않으면 새까맣다. RGB 모델에서는 보통 색 좌표로써 0부터 255까지 수치를 부여하고 있다. 빨강, 초록, 파랑의 색 각각에 대해 0으로 설정하면 그 색은 빛이 없으니 안 보이게 된다. 고로 3색 모두에 빛을 주지 않고 (0, 0, 0)으로 설정하면 검정이 되고, 최대수치인 (255, 255, 255)로 하여 빛을 최대로 주면 하얀색이 되는 방식으로 흑백을 표현할 수 있다.
한편 감산혼합을 하는 '색채의 3 원색'이 있는데 Cyan, Magenta, Yellow의 CMY 3 원색을 의미한다. 단 이때 빛은 발광체에서 나온 빛이 아니라 물체에서 반사된 빛이다. 초등학교 미술 시간에 배우게 되는 그것이다. CMY 색으로 된 큰 원이 교집합을 이루도록 겹쳐 있는데 중요한 점은 가운데 세 가지 색이 겹치는 영역이 검정이라는 이야기이다. Cyan과 Magenta의 혼합은 Blue, Cyan과 Yellow의 혼합은 Green, Magenta와 Yellow의 교집합은 Red가 된다. 20세기말 컴퓨터의 보급이 진행되던 시점에선 색채의 3 원색이 일반적으로 더 와닿는 개념이었지만 21세기에 접어들어 빛의 3 원색의 개념이 더 쉽게 접할 수 있게 되면서 현재는 색채학이라고 전문적으로 배우지 않는 이상 통념상 흔히 3 원색이라 한다면 RGB라고 할 수 있다.
'인쇄의 4 원색'이라면서 CMYK라고 있는데 색채의 3 원색에 인쇄 시 필요한 검정인 키 판(key plate)을 합친 것이다. CMY를 전부 섞으면 검은색이, 하나도 안 쓰면 하얀색이 되지만 인쇄에서는 텍스트 하나를 찍을 때 3가지 색을 일일이 조합하는 게 합리적이지 못해서 검정을 따로 쓰는 것이다. 편의성 문제도 있지만 CMY 세 가지 잉크를 섞어서 좋은 검정을 만드는 게 어려워서 검은색을 따로 쓰고 있다. 이외에 컬러 모델로 HSI, YCrCb, YUV 등이 있지만 너무 전문적인 영역이므로 여기서는 설명을 생략한다.
보통 색은 무채색과 유채색으로 나뉜다. 여기서 유무 여부는 색상(Hue)이 있느냐 없느냐이다. 일반적으로 흑백 디지털 영상은 검은색과 흰색의 이진법(binary)으로 되어있다. 여기에 회색을 추가하면 그레이(gray) 레벨 영상이 된다. 색상(Hue)은 가시광선의 여러 파장으로 우리 눈에 들어오는 색의 느낌을 말한다. 채도(Saturation)는 원색에 흰색이 섞인 정도를 말하며 색의 순수성을 의미한다. 예를 들어 분홍색은 원색인 빨강에 흰색이 섞여서 생기는데, 색이 바래거나 희미한 느낌을 준다. 반면 빨강은 선명하고 활기차게 보이는데, 흰색이 전혀 섞이지 않아 채도가 높다고 말한다. 명도(Intensity)는 빛이 물체에 반사되어 느껴지는 강도로 범위는 빛의 밝고 어둠을 나타내는 흰색과 검은색까지이다. 무채색은 명도만 있고 채도가 0인 색으로, 사실상 빛의 세기만을 나타내고 있어서 색이라고 칭하지 않는 사람들도 있다. 대표적으로 검은색, 회색, 흰색이 무채색이고, 무지개에 나오는 색깔이 유채색이다. 뒤에 무채색에 대해서 먼저 살펴보고, 자연에서 분광을 경험할 수 있는 무지개 현상을 검토하고 빨주노초파남보의 순서대로 유채색에 대해서 살펴볼 예정이다.
색채는 감산혼합을 한다는 말의 의미를 다음의 예에서 알 수 있다. 빨간색 자동차를 대낮에 실내주차장에 주차하고 위치를 제대로 기억하지 않은 채 근무하다가 밤에 귀가하려고 주차장에 가서 차의 색깔만으로 자기 차를 찾으려 할 때 쉽지 않다. 주차장 전등이 수은 증기 램프로 되어있으면 특히 그렇다. 수은 램프는 파란색(B) 계통의 빛을 강하게 발하고 있다. 주차장의 수은 램프에서 차체에 입사하는 빛이 붉은빛(R)을 포함하고 있지 않아 차체에서 붉은빛을 반사할 수 없어 우리 눈에는 빨간색 자동차가 검은색으로 보인다. 그래도 형체 등으로 자기가 운전해 오던 차를 구별한다. 주차장에서 차를 몰고 나오면 RGB 균형이 어느 정도 맞는 빛을 발하고 있는 시내 가로등 아래에서는 자기 차 앞부분은 다시 붉은색으로 보인다.
색(色, color)은 색깔, 색채, 빛깔 등으로 불린다. 색은 결국 어떤 물체의 표면에 빛이 반사하는 정도에 따라 시각 계통에서 감지하는 성질의 차이로 나타나는 감각적 특성이다. 영유아 시절에는 흑백으로 세상을 본다고 한다. 외부 빛에 우리 눈이 노출되기 시작하면서 경험과 학습으로 색에 관한 감각이 키워진다. 사람마다 색각(色覺)이 다르다. 같은 문화권에 있으면 어려서부터 문화나 언어활동으로 비슷하게 훈련이 되지만 그래도 미세한 개인차가 있을 수 있다. 언어나 문화가 다르면 인종마다 색에 대한 인식이 천차만별일 수 있다. 인간에게는 같은 색이라고 느끼는 두 색채도 다른 사람이나 색각(色覺)이 있는 동물 혹은 텔레비전이나 휴대전화의 디스플레이에서는 다르다고 느낄 수 있고 그 반대도 가능하다. 즉 물체의 색은 맛(미각)이나 냄새(후각)와 같이 뇌에서 합성된 주관적 감각이다. 색은 우리 눈과 뇌에서 느끼는 합성된 감각이지 물체 고유의 물리량이나 성질은 아니다. 옛날에는 물체 고유의 색이 있다고 가정했고 지금도 일반인들은 그렇게 생각하고 있으나 현대 과학 지식에 의해 이는 부정되고 있다.
우리 몸에 색상 인지가 가능한 유전자는 X염색체에 있다. 이 중 특정 영역의 색상을 인지하지 못하는 형질의 X염색체가 있는데, 이러한 형질의 X염색체를 받으면 색맹(色盲)이 발현된다. 세계 인구의 약 4.5%가 추상세포의 결함 때문에 색맹이거나 색약이라고 한다. 드물게는 아예 색상 자체를 인지하지 못하는 전색맹 형질도 존재하는데, 이 경우 세상이 흑백으로만 보이게 된다. 참고로 반성유전이라서 성별에 따라 다르게 발현되고, 색맹은 대부분 남성에게 나타난다. 여성의 경우 X염색체 중 한쪽에 색맹 형질이 위치하면 열성이 되어, 형질이 발현되지 않는 보인자가 된다. 그리고 색상 인지 능력은 여성이 더 뛰어나다. 정확히는 빛의 삼원색이나 무지개 등 아주 기본적인 색상을 인지하는 능력은 남녀가 차이가 없지만, 색상의 명암, 농담 등 톤의 차이를 인지하는 능력이 여성이 남성보다 높다고 알려진다. 이는 여성이 X염색체를 2개, 남성은 1개를 가지기에 색 인지 능력 관련 유전자를 더 많이 가지기 때문으로 보인다. 색맹이나 색약이 남성은 12명에 1명꼴로 여성은 200명에 1명꼴로 나타난다고 한다.
이와 같은 생리적인 색맹은 어쩔 수 없는 현상이지만, 우리는 문화적인 색맹도 경험하고 있다. 우리말은 색을 표현하는 색채어(色彩語)가 다채롭게 발달한 언어로 기본단어에 다양한 접사의 첨가, 모음이나 자음의 교체 방법 등으로 수많은 색채어를 만들어 화자의 미묘한 감정을 전달하고 있다. 그러나 우리는 언어적으로 녹색(green)과 청색(blue)을 엄밀하게 분리해서 표현하지 않고 있다. 우리말은 산도 푸르고, 하늘도 푸르다고 한다. 도로에 설치되어 있는 신호등에서 ‘출발’을 의미하는 색상은 분명 초록색이며, 언중(言衆)이 인지하는 색 또한 초록색이다. 그러나 국어대사전이나 방송에서는 청신호 혹은 파란불이라고 표현된다. 요즘에는 초록색과 청색을 어려서부터 구분하는 훈련을 시키고 언어적으로도 분류해서 표현하고 있지만, 아직도 노년층에서는 두 색의 명칭을 혼용하고 있고, 훈련받은 사람이라도 무의식적으로 잘못된 표현이 튀어나온다.
이같이 상당히 주관적인 색 감각을 객관화하기 위하여, 물감, 염색, 패션, 인쇄업계 등에 종사하는 색 전문가들은 컬러차트(color chart)를 정의하고 삼차원적인 색 좌표로 색을 표시해서 소통하고 있다. 색 좌표계는 형식별로 달라서 단순 비교가 불가능하다. 그러므로 색 정보를 소통할 때는 반드시 색 좌표계 형식을 명기해야 한다. RGB 3 원색의 배합으로 각종 색을 표시할 수 있으므로 색 좌표는 결국 삼차원으로 나타나는데, 실제 색을 지면에 표시하기는 어려워서 컬러차트는 결국 2차원적으로 나타나 있다. 아무리 노력해도 인공적으로 만든 디스플레이가 모든 색의 영역을 커버할 수는 없다. 디스플레이에서 사용하는 색 프로파일은 삼각형의 형태로 색 영역을 지정하는데, 당연히 아귀가 맞을 리가 없으니 완전한 색 표현이 불가능하다. 실제로 모니터에서 이 컬러차트를 보면 대부분 초록색 부분의 색 변별이 어렵다. 눈의 색각 이상이 아니어도 그렇다. 이렇게 복잡한 색 표현의 문제를 해결하기 위해 실물로 색 패턴을 만들어 이름이나 번호를 붙여서 당사자들이 패턴을 직접 눈으로 보고 확인하는 방법으로 소통하고 있다. 실제로 요즘 디자인 분야에서는 팬톤(Pantone) 사가 제안한 색 패턴(color pattern)인 Formula Guide를 활용한다고 한다.
색을 정의하고 표현하는 방법으로 다양한 색채어나 객관화된 색 좌표가 등장하여 색에 관한 소통에 문제가 없도록 우리는 노력하고 있지만, 색감에 대한 개인적인 차이는 어쩔 수 없다. 우리 개인들은 새 옷이나 새 차를 고를 때 색깔을 정해야 하는 고민을 안고 있다. 평소에 색깔에 대한 분명한 선호도가 있는 사람은 적절한 양보와 함께 자신의 호불호를 정하면 되지만, 그렇지 못한 경우 누구나 순간적으로 난감해진 경험이 있을 것이다. 대개는 주위의 평을 반영하여 결정하게 된다. 동물은 의태(mimicry)라고 주위 환경에 따라 보호색이나 위장무늬를 하고 있다. 사람도 군대에서 사람이나 무기에 색깔을 입혀서 위장하거나 눈에 잘 띄지 않게 하려고 한다. 보통 해당 지역의 환경에 맞춰서 얼룩무늬를 만드는데 여름에는 녹색 계열을 사용하지만, 겨울에는 회색이나 흰색의 전투복을 입는다. 사막지형이 많은 중동 지방에서는 갈색과 황토색 계열을 사용한다.
물질에 고유의 색깔은 없다고 하지만, 물질마다 빛과의 상호작용으로 내는 고유한 빛깔이 있다. 우리 인류는 역사적으로 특정한 색을 내는 염료, 안료, 물감 등을 개발하였다. 고대 이집트의 유물에서 발견되는 청색은 수천 년이 지난 뒤에도 그대로 있다고 생각된다. 이 파란색 물감은 라피스 라즐리라는 보석에서 추출한 것인데, 지금의 아프가니스탄 지역에서 산출되어 무역으로 도입하였다고 알려져 있다. 지금부터 2천여 년 전 옛날에 근동이나 유럽에서는 자주색 옷이 부자나 권력자의 의복으로 인기가 있었다고 한다. 조개의 일종인 고둥의 내장에서 자주색 염료를 뽑아내는 기술이 일찍이 개발되어 그 사회에서 인기가 있었나 보다. 자주색 염료 생산과 유통에 관련되는 산업이 발달하고 그 업에 종사하는 사람들이 큰 이익을 취하고 있음을 성경 같은 기록에서 볼 수 있다. 자연에서 얻는 동식물이나 광물에서 뽑아낸 천연염료를 사용한 역사는 아주 오래지만, 유기화학의 발달로 공업적으로 합성한 염료 물질이 많이 개발되어 색을 구현하는 방법이 다양화되었다. 훌륭한 염료는 옷감에 물들인 후 쉽게 물이 빠지지 않고 그 색깔을 오래 보존하여야 한다. 아무리 오묘한 색깔이 나오더라도 세탁 시에 그 색깔이 쉽게 바래면 염료로 사용할 수 없을 것이다. 페인트 등에 쓰이는 안료는 벽에 발랐을 때 그 색깔이 선명한 것이 생명이지만 시간 경과에 따라 쉽게 변색이 되면 큰일이다. 변색(變色)과 유사한 말로 퇴색(退色). 탈색(奪色)이 있다. 탈색(脫色)이라는 표현도 있고, 그 반대로 착색(着色)이란 말도 있다.
인류에게 색의 인지 능력은 미술이라는 예술로 승화하였다. 초기의 미술에는 물체의 형태를 스케치하는 데에 만족해야 했지만, 물감의 발견으로 더욱 사실적으로 그릴 수 있었다. 고대 동굴이나 암벽에 있는 짐승이나 사람의 그림에 아직도 색채가 남아 있으면 더욱 가치가 인정된다. 중세시대에는 화가가 부자의 주문을 받고 인물화를 그렸다고 한다. 먼저 형상을 스케치한 이후에 그림의 주인이 물감을 구한 후에 색을 칠했다고 한다. 가난한 화가가 좋은 물감을 구할 수 없었기 때문이다. 19세기 후반에 근대미술의 발달도 화학적으로 합성된 저렴한 물감의 출현으로 가능해졌고, 아울러 그림물감을 튜브에 넣어 운반과 사용이 편리해진 것이 큰 몫을 하였다고 한다. 그림 그릴 때 쓰이는 물감은 쉽게 변하지 않고 다른 물질과 혼합했을 때 일관성이 있어야 화가들이 좋은 물감이라고 하였다. 훌륭한 화가는 물감들의 적절한 배합으로 나름대로 아름다운 색깔을 내는 자신만의 기교가 있었다. 그러나 아무리 유명한 미술 작품도 세월이 지나면 그 색깔이 미묘하게 변하게 마련이다. 일부 화가들은 팔레트에서 물감의 배합으로 색다른 색을 만들어서 화폭에 바르기보다는 원래의 색을 화폭에 미소하게 바르면 우리 눈에 더 멋있는 다른 색으로 보이게 된다는 이론을 믿고 있었다. 오늘날 전자 디스플레이 화면에서 미소한 화소에 RGB의 비율을 순간적으로 변하게 해서 입체 동영상을 구현하는 수법을 일부 화가들은 일찍부터 파악하고 있었는지 모른다. 다만 화가들의 붓끝이 너무 굵어 미소한 화소를 그림에 구현할 수 없어서 오늘날의 디스플레이 같은 멋진 화면을 애초에 만들 수 없었을 것이다. 옛날에는 물감처럼 어떤 색을 나타내는 물질을 합성하고 개발하려고 노력하였지만, 그 물질의 색은 시간이 지나면 변하게 된다. 어떤 물질이 내는 원색을 섞으면 감산혼합이 되어 복잡한 양상을 띠지만, 디스플레이 기기처럼 발광체에서 나오는 빛을 조절하면 가산혼합이 되어 훨씬 신뢰성 있고 생기 있는 색을 구현할 수 있다.
