색온도와 연색성

색온도(色溫度, 영어: Color temperature)

색온도는 흑체복사에서 나오는 빛의 색이 온도에 따라 다르게 보이는 것에 착안하여 색을 온도로 나타낸 것으로 보통 온도의 표준단위인 K(켈빈)을 쓴다.

 

우리가 보는 물체의 색은 보통 반사(reflect)되는 빛과 방출(radiation)되는 빛이 있다. 이와 같이 방출되는 빛을 다른 말로 복사라고 하며 전자기파 혹은 유사한 형태로 에너지가 방출된다. 양자역학에 따르면 이와같이 복사에 의해 빛(혹은 전자기파)의 형태로 에너지가 방출될 때 온도에 따라 방출되는 빛의 분포, 즉 스펙트럼이 변화한다. (즉 특정 온도에 따라 최대로 많이 방출되는 빛의 파장이 변하게 되는데 이를 빈의 변이법칙이라고 부른다.)

이와 같은 스펙트럼의 변화를 인간은 색의 변화로 인식하게 되고 결국 방출되는 온도의 변화를 색의 변화로 인식하게 되는 것이다. 붉은색 계통의 광원일수록 색온도가 낮고, 푸른색 계통의 광원일수록 색온도가 높다. 실제 조명등에서는 흑체복사(100 % 방사(복사)로만 이루어지는 복사 혹은 유입된 에너지의 100 %가 복사에너지로 방출되는 이상적인 복사) 가 이루어지지 않으므로 CIE색도표 상의 근사값인 상관색온도(Correlated Color Temperature)를 사용한다.

 

사진술에서 색온도는 일반적으로 색조화(화이트 밸런스라고도 한다)를 조절하기 위하여 주로 사용한다. 카메라의 측광센서를 통해서 인지하는 색상의 균형은 회색 명도 18%를 기준값으로 사용하고, 이에 따라 노출과 색조화를 동시에 인지할 수 있다. 이것은 기준점을 설정하는 것이기 때문에, 기준 색온도를 낮게 설정하면 사진의 톤은 푸른색으로 변화하고, 기준 색온도를 높게 설정하면 사진의 톤이 붉은색으로 변화하게 된다. 색조화에서는 색온도 뿐만 아니라 색조(일명 틴트)를 조절하여 보다 정확한 색을 설정하게 된다.

 

그림. 색온도 (출처 : wikimedia commons)

 

 

연색성(演色性 , 영어 : color rendering)

어떤 빛으로 물체를 조사해서 볼 때 보이는 물체의 색의 느낌 혹은 물체색의 겉보기를 결정하는 조명 광원의 성질을 연색성이라 한다. 연색성에 미치는 광원의 성질은 주로 분광 에너지 분포이다. 따라서, 기준 광원, 예를 들면 CIE(국제 조명 위원회)의 C광원과, 현재 대상이 되고 있는 광원으로 비춘뒤 그 차이에서 연색성을 판단한다.

 

광원의 연색성 : 물체색의 겉보기는 그 물체에서 눈에 들어오는 빛의 분광 에너지 조성과 그것을 관찰하는 눈의 상태에 의해 결정된다. 또한, 물체에서 눈에 들어오는 분광 에너지 조성은 그 물체를 조명하는 광원의 분광 에너지 조성과 물체의 분광 반사율로 결정된다. 따라서, 조명 광원의 분광 에너지 조성이 변하면 물체에서 눈에 들어오는 빛의 분광 에너지 조성도 또한 변화되고, 다시 새로운 광원의 빛에 대한 눈의 순응이 작용하여 다른 색으로 느끼게 될 수 있다. 예를 들면 주광색(晝光色) 형광등은 빛의 색 자체는 주광(맑은날 한 낮의 햇빛으로 색온도는 5500 ~ 6000 K이다.)에 가까우나 분광 에너지 조성이 실제 주광과 다르기 때문에 이것으로 조명된 물체색의 어떤 종류의 색은 실제의 주광에서 보는 색과 다른 색으로 보인다. 이것을 광원의 연색성이 좋지 않다고 한다.

 

물체색의 연색성 : 보통의 물체색에서는 색의 겉보기 변화가 극히 적은 조명 광원의 변화에 의해서도 특별한 분광 반사율을 가진 물체색에서는 색의 겉보기가 크게 변화되는데, 이것을 물체색의 연색성이라고 한다.