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색채이론

측색에 관하여

탠 탠 2023. 2. 3. 00:37
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측색 

 색을 객관적으로 측정하기 위하여 국제적인 측정 표준과 색채의 표시 기준이 마련되어 있다. 이와 같은 출생의 목적은 정확하게 색채를 측정하여 색을 관리하고, 소통하는 것에 있다. 즉 색을 정확하게 알기 위해서, 정확하게 전달하기 위해서, 정확하게 재현하기 위해서 측색을 한다. 또한 이는 조색의 정확성을 높이는 역할도 하므로 색채 관리, 색의 커뮤니케이션, 조색'은 측색의 3대 목적이라 하겠다.

측색의 방법으로는 육안으로 직접 보고 판단하여 측색하는 '육안 측색과 표준 광원과 표준 관찰자를 통일하여 정확한 측정을 가능하게 하는 '측색기를 이용하는 방법'이 있다. 인간의 개인적인 눈의 상태가 다르기 때문에 같은 색을 본다고 해도 정확성에 있어서는 신뢰하기가 어렵다. 따라서 정확한 색채를 관리해야 하는 곳에서는 측색기를 이용하 거나 CCM을 활용하고 있다.

색채 관리에서의 정확성과 정밀성에 관한 문제

소비자가 만족하는 새로운 색채를 개발하는 기술력은 요즘 같은 다품종 소량 생산 체제에서는 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 이를 위해 중요한 것이 바로 색채를 정확히 재현하고 생산해 내는 기술인데, 이를 달성하기 위해서는 정확한 측색과 관리가 무엇보다 중요하다. 여기서 '정확성 Accuracy'은 조색할 때 재현한 색이 목표한 색에 가까운 정도, 그리고 색채 값에 도달한 정도를 말하고, '정밀성precision은 여러 번 반복해서 색을 재현해도 얼마나 같은 색으로 재현되는가 하는 정도를 말한다.

 

색채 즉정기

1 색채 측정기의 용도 및 종류

측색기는 '필터식 측색기Colorimeter' '분광식 측색기spectrophotometer

로 크게 나눠볼 수 있다. 필터식 측색은 3사극치를 이용하는 방법으로서 인간의 눈에 대응하는 분광 감도와 동일 감도를 갖는 3개의 센서로 직접 , 1. 2 3자극치를 측정하는 수광 방식이다. 이와는 달리 분광식 측색은 가시광선의 화장별 세기를 모두 측정하여 나타나는 인간의 3자극 효율Color matching functions 함수와 기준 광원의 분광 광도 분포를 사용하여 물체의 색채 값을 산출해 내는 방법이다.

아이작 뉴턴Iseac Newton 1666년 이러한 분광 광도계의 색채 측정에 관한 기본 사고를 제공하였다. 뉴턴은 빛이 유리와 같이 투명한 물체를 통과할 때 각각의 스펙트럼의 띠로 분광된다는 사실을 가정하였다. 그리고 이를 실험으로 증명한 결과 '빛은 곧 모든 색이요, 모든 색은 곧 빛이다'라는 명제를 제시하였다. 이로써 그는 색채를 각 파장별로 분광하여 빛을 조사한 후 다시 반사된 빛을 분석하는 오늘날의 분광 광도계의 기초를 세우게 되었다.

 

(1) 분광 측색치와 분광 반사율 곡선의 특징

분광 반사율은 물체의 고유의 특성으로서 물체가 지닌 염료나 색료에 따라 다른 곡선으로 나타난다. 예를 들어, 형광등 아래에서는 똑같은 색으로 보이는 두 색이 백열등 아래에서 각기 달라 보이는 이유는 두 색의 파장 분포(분광 분포)가 다르기 때문이다.

밝은 색일수록 전반적으로 반사율이 높게 나타나고, 채도가 높은 선명한 색일수록 분광 반사율의 파장별 차이가 크다. 또한 반사율은 색채 시료의 특성에 따라서도 다르게 나타난다.

분광 반사출은 광원과 시야에 따라 변화하는 것이 아니므로 조명을 기반으로 한 혼색계에서 정확한 색채를 얻기 위해서는 빛의 파장별 분 광 반사율의 데이터가 지닌 정확성이 가장 우수한 자료가 된다. 또한 자동 배색(OCMicomputer Color Matching)을 하기 위해서는 분광 반사율로 측정하는 것을 필수로 규정한다.

 

기타 측색기의 용도 및 특성

스펙트로 포토미터 Spectrophotometer

-측색기 중 가장 정확도의 급수가 높은 기기이다. 일명 분광식 측색기로서 3자극치 및 분광 데이터로 색을 표기해 주어 정확한 색채 값을 얻을 수 있다

-여러 가지 상황에서의 메타메리즘을 알려 주어 색채 관리 에도 탁월한 측색기 이다.

-이동형, 고정용 모두 정확성은 1급이다.

 

크로마미터 Chromameter

광원 측정용 측색기로서 3자극치 측정 방식으로 조도과 색 온도를 측정해준다

 

글로스미터 Glossmeter

인간의 눈으로는 애매하게 식별되는 광택을 수치화해서 표현해 주는 광택 측정기이다.

 

덴시토미터 Densitometer

일쇄물의 경우 Cyan, Magenta, Yellow , back 각각의 잉크만을 찍도록 전용 필름을 제작하여 사는 경우에 인쇄 강도가 알맞은가를 테스트하는 측색기이다.

 

2 색채 측정기의 구조 및 사용법

 

측색기의 구조는 필터식과 분광식 모두 시료의 반사광을 모으는 장치인 시료대, 빛을 전기적 신호로 바꾸는 광검출기, 측색 신호를 처리해 색채 값을 구하는 전산 장치로 구분된다. 여기서 분광식의 경우 시료대 전후에 분광 장치가 별도로 설치된다. 그리고 필터와 센서가 일체되어 X, Y, z. 자극치를 읽어 내는 측색 방법은 필터식 측색 방법에 해당된다.

 

(1) 필터식 측색기의 구조

필터식 측색기는 대개 색차계color difference meter로 많이 활용된다.

필터식 측색은 색 필터와 광측정기로 이루어지는 3개의 광검출기로 3자극치 CIE X,Y,Z 값을 직접 측정하는 방식이다. 또한 측색 데이터를 사용해서 시료색을 목적색으로 유동해 나가는 방법이다.

필터식 색체계는 측정이 간편하고 구조가 간단하며 비교적 저렴하다는 장점이 있어 현장에서의 색채 관리, 이동형 색채계 등으로 많이 활용되고 있다.

광원으로는 주로 백열전구가 많이 사용되며, 유리 필터 F와 조합하여 표준 광원 C 또는 표준 광원 D65의 조명을 사용한다.

① 시료대

시료대는 시료에 빛이 조사될 수 있도록 광원을 설치하고 반사광을 모으는 장치로서 시료가 직접 놓이는 곳을 말한다.

② 광검출기와 필터

광원으로 시료를 비추면 반사광이 3개의 필터를 통과한다.

④ 전류계

수광기로 들어온 빛은 평점기에서 전기적 신호로 변한되어 전류계를 통해 3자극치의 값이 산출된다.

 

(2) 분광식 측색기의 구조

필터식 측색기의 경우 광원이 하나로 고정되어 있는 반면, 분광식의 경우 여러 가지 광원으로 측색할 수 있으므로 광원의 변화에 따른 등색성 문제나 색료 변화에 다른 색 재현의 문제 등에 대치할 수 있어 좋다. 분광식 측색기는 보다 정밀한 색채를 측정하거나 자동 배색 장치에서 색채 값을 산출할 때, 다양한 광원과 시야에서의 색채 값을 동시에 산출할 때 사용된다. 하지만 분광식 측색기로 표준 광원을 측정하는 데는 어려움이 따른다.

분광식 측색기 사용되는 광원은 주로 연색성이 좋은 텅스텐 램프인데, 눈과 흡사한 가시광선의 영역을 측정하거나 가시광선에서 근 적 외선까지의 단위를 측정할 경우에는 '실리콘 포토 다이오드의 광원을 사용하기도 한다.

분광식 측색기로는 형광색의 측정이 불가능하다. 그래서 형광이 들어 있는 색채를 측색할 경우에는 후방 Polychromatic 방식을 사용하는 것 이 적당하며, 그 외에 정밀한 측정을 위해서는 전방Monochromatic 방식을 사용하는 것이 효과적이다.

분광식 측색기는 광원과 분쟁 장치, 시료대, 광검출기 등으로 이루어져 있다.

 

① 시료대

광원과 시료를 장착하고 반사광을 모으는 장치이다

② 광원

적의선을 측정할 수 있는 텅스텐 할로겐 램프를 사용한다.

③ 집광 렌즈

측정된 데이터를 직접 관찰하는 우리의 눈과 같은 역할을 한다.

④ 분광기

회절격자, 프리즘, 간섭 필터를 이용하는 방법이 있다.

⑤ 적분구

반사율이 높은 물질로 코팅되어 있는 속이 빈 공 모양으로서 내부로 입사된 빛을 고르게 반사시키는 확산광으로 이루어져 있다. 적 분구 방식에는 Single beam 방식과 Double beam 방식이 있다.

⑥ 분광 장치

시료대 전후에 빛을 각 파장별로 나누어 분광 강도 값을 산출할 수 있도록 하는 장치로서 정밀한 색채 측정과 분광 반사율을 필요로 하는 자동 배색 장치에 이용된다.

SCI SCE 방식

SCI specular included 방식은 표면에서 반사되는 거울 반사광을 포함하여 검출하는 경우를 말한다. 반면, SCE specular exclue는 거울 반사광을 제외시키고 검출하는 경우를 말한다.

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