컬러가 보여지는 원리

빛과 색

컬러를 보기 위한 기본

우리는 컬러를 언제 볼 수 있나요?

눈을 뜨자마자 컬러로 보여지는 경우도 있고, 아무 것도 안보이는 경우도 있죠. 햇살이 비추는 침실에서는 눈을 뜨면서부터 보여질 수도 있고, 커튼이 쳐진 깜깜한 침실에서는 아무 것도 보이지 않을 수 있죠. 여기에서의 차이는 단 한 가지, 빛입니다. 빛을 과학적인 용어로 사용하면 광원입니다. 그렇다면 광원(빛)만 있으면 컬러가 보이나요? 아무리 밝은 곳에 있어도 그냥 하늘을 보면 우리는 색상을 볼 수 없어요. 물론 여기서 하늘과 구름이 보인다고 말씀하시는 분도 있을테죠. 하늘의 표면에 닿고 반사하여 보여지는 원리입니다. 보여지는 색상은 반사된 색입니다. 빛이 반사가 되고, 흡수가 된다는 얘기는 들어본 적이 있을 법합니다. 물체의 표면에 닿았을 때, 어떤 색상을 반사하고 어떤 색을 흡수하는지 결정합니다. 빛의 모든 색상이 반사가 되면 우리는 흰색을 볼 수 있어요. 반대로 모두 흡수가 되면 검정색으로 보입니다. 그러다보니 햇살이 쨍쨍한 여름에는 흰색을 즐겨 입게 되는 것이죠. 이런 선택을 하는 우리들의 눈이 감겨있거나 눈에 질환이 생긴다면 컬러를 제대로 볼 수 있을까요? 안타깝게도 나이가 들면서 컬러를 보는 것이 힘들어진다고 합니다. 그러다보니 나이가 지긋이 드신 할머니들은 꽃분홍색을 즐겨입는 경우를 많이 보죠. 여자의 눈은 노화에 따라 파란색이 적게 보이고, 붉은 색이 더 잘보인다는 연구 결과가 있습니다. 이 3가지 중에서 한 가지라도 변하면 우리는 다른 색을 보게 됩니다.

우리는 색상을 보기 위해
광원(빛), 물체, 관찰자(눈)가 필요합니다."       

이제 요소를 하나씩 살펴볼까요?

1. 광원

빛에서 색상이 보여지는 원리를 이야기한 사람은 우리가 '만류인력의 법칙'으로 알고 있는 과학자 뉴턴이죠. 뉴턴은 어느날 프리즘에 반사한 빛이 무지개 색상을 발견하게 됩니다. 물리적으로 빛이 색을 인식하는 데에 중요한 역할을 한다는 사실을 알게됩니다. 물체가 어떤 색으로 보이는지는 물체가 받아들이는 빛의 파장에 따라 달라집니다. 일반적으로 사람 눈으로 인식할 수 있는 가시광선의 파장 범위인 400nm(보라색)에서 700nm(적색) 사이의 빛이 색을 형성합니다.

2. 물체

물체의 표면 속성은 물리적 조건으로 어떤 색상을 반사하고 어떤 색을 흡수하는지 결정합니다. 물체의 표면에 닿는 빛은 물체의 속성에 따라 특정 파장을 반사하면서 색을 나타냅니다. 물체의 표면이 빛의 파장을 모두 흡수하면 검정색, 모두 반사하면 흰색으로 보입니다.

3. 관찰자

제일 중요한 관찰자(눈)가 있어야 볼 수 있습니다. 관찰자는 인지적 조건으로 두 가지 - 인간의 눈, 뇌의 처리-가 있습니다. 인간의 눈에은 세 가지 주요 색 감지체인 원추세포가 있고, 이를 통해 빨간색, 녹색, 파란색을 감지합니다. 이 세 가지 색을 조합하면 우리가 보는 다양한 색이 형성됩니다. 이 3가지 원추세포가 문제가 있으면 색맹증이나 색약 등의 시각적 이상이 있는 경우 색을 인식하는 데에 일부 제약이 생길 수 있습니다.

뇌의 처리: 뇌는 눈에서 수신한 색 정보를 해석하고 처리합니다. 색은 주관적인 경험으로, 각 개인의 경험과 문화적 배경에 따라 해석이 다를 수 있습니다. 그 속성이 심리적인 현상으로 전해지는 현상이다. 색을 정확하게 인식하려면 눈과 뇌가 정상적으로 작동하고 주변의 물리적 환경이 일정한 조건을 충족해야 합니다. 색에 대한 경험을 토대로 우리는 색이 다르게 느껴지기도 합니다.

빛이 우리에게 영향은?

우리 일상에도 빛은 중요한 역할을 합니다. 빛이 부족하면 우리는 우울증이나 수면 장애로 인해 만성피로를 느끼게 됩니다. 햇빛 노출 부족으로 의사들은 비타민 D를 처방하는데요, 빛은 우리 정신적 건강과 육체적 건강에 모두 영향을 미칩니다. 일조량이 적은 영국은 햇살이 나는 날은 사람들이 나와서 일광욕을 즐깁니다. 반대로 밤12시가 되어도 낮과 같이 밝은 백야가 있는 경우, 사람들은 숙면을 취하지 못해서 힘들어 한다고 합니다. 빛의 변화는 우리의 감정, 에너지 수준, 활동 수준 등에 영향을 미치며, 이는 문화적이고 개인적인 경험에 크게 의존하죠. 우리는 다양한 조명이나 건축 양식을 통해 그 빛을 조절하고자 노력합니다.

자연의 빛 변화: 일출과 일몰: 일출과 일몰 시간에는 태양의 각도가 낮아져 빛의 색상이 따뜻한 톤으로 변합니다. 이러한 순간은 일상에서 에너지를 얻고 평온한 분위기를 느끼기 좋은 시간으로 여겨집니다. 하루 중 시간대: 낮 동안의 햇빛은 더 밝고 강렬하며, 밤에는 어두워지는 등 일상에서 빛의 세기와 색이 변하는 것을 경험합니다.

조명의 영향: 인공 조명: 가정이나 작업 공간에서 사용되는 전등의 종류 및 색온도는 빛의 색을 결정합니다. 따뜻한 흰색 빛은 일상에서 편안함을 주는 반면, 차가운 흰색 빛은 명도가 높아 활기찬 느낌을 줄 수 있습니다. 색온도 변화: 일상에서는 다양한 환경에서 빛의 색온도 변화를 경험합니다. 온난한 조명이나 자연광에 둘러싸인 공간에서는 느낌이 다르게 느껴질 수 있습니다.

같은 색을 가까이 보면 같다고 느낄까?

동일한 색을 100m 거리에서 볼 때와 500m 거리에서 보는 경우 같다고 생각할까요?

우리 뇌는 거리, 각도, 크게에 따라 다르게 인식한다고 합니다. 이러한 현상을 "색상 변환" 또는 "색상 차이"라고 합니다. 이는 색상의 인지가 물체의 크기, 거리, 주변 환경, 조명 조건 등에 의해 영향을 받기 때문입니다.  

물체의 크기: 동일한 색상을 가진 두 물체 중에서 크기가 다를 경우, 더 큰 물체는 더 많은 빛을 반사하므로 시각적으로 더 강하게 나타날 수 있습니다.

물체의 거리와 각도: 물체의 거리가 변하면서 빛의 경로가 변화하면, 그 물체의 색도 변할 수 있습니다. 이는 대기 중의 먼지, 습도 등과 상호작용하여 발생할 수 있는 현상입니다. 특히, 일출이나 일몰 시간에는 빛의 경로가 길어지면서 색상이 변하는 현상이 두드러지게 나타날 수 있습니다.