4. 색좌표란?? (1) - 정의

Posted by 주인장 남보르
2017.05.21 23:00 OLED 이야기/OLED 이슈들

색상에 이름을 달아주자!!


오늘은 OLED이슈라기 보다는 디스플레이 분야를 알아간다면 반드시 알아야할 기본 교양지식에 대하여 정리를 하고자 합니다. 그 대상은 바로 색좌표라는 놈입니다. 색과 관련된 이야기이니 당연히 시각적 정보에 관한 이야기를 나눌생각입니다.


시각은 인간의 오감 중 가장 중요한 감각입니다. 

만약 불특정 다수에게 


"너 지금부터 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각 중 하나를 잃는다고 하면 무엇을 포기할래??"


라고 질문을 한다면 시각을 첫번째로 포기한다는 의견은 거의 나오지 않을겁니다.(혹시 제 생각일 뿐인가요??^^;;) 그만큼 시각이라는 감각은 중요한 정보이고 시각은 우리 인생의 경험과 추억의 정보 중 거의 압도적인 비율을 차지하고 있습니다.


시각은 두가지 특징을 가지는 정보로 나눌 수 있습니다. 바로 명암과 색상인데요. 명암은 얼마나 어두운지 밝은지를 구분해 대상의 윤곽이라든지, 대상과의 거리, 빛의 유무 등을 파악하는 정보를 명암으로부터 얻을 수 있습니다.


그렇다면 다른 한가지 정보인 색상은 무엇을 의미할까요?? 우리가 오늘 알아보려는 색상 특히 색좌표에 관한 이야기를 하기위해 색(Color)라는 것이 무엇을 의미하는지 알아보고 이 글을 읽으신 분들은 "색? 색이 색이지 뭐야"라는 수준을 벗어날 수 있도록 한번 정리를 해봅시다.


<디자인적인 요소의 글이 아닙니다. 혹시나 디자인관련한 글로 검색해서 들어오신분들은 스킵하셔도 좋으나 어쨋건 연관된 상식이니 읽어두셔도 좋을 듯 합니다.>




<사진1. 비슷한계열 색상의 파스텔 펜 *출처:http//blog.naver.com/tabo4515>



사진1.을 보시면 여러 파스텔 펜들이 있습니다. 디자이너가 아닌 제가 보기에는 이 펜들의 색을 표현하기에는 단지 '불그스름한색(reddish)'이라는 표현 밖에는 없는 것 같군요. 여자들은 거의 비슷한 색조 화장품에도 '몇호색이 이뻐, 그건 나한테 안어울리드라'하면서 색을 세부적으로 너무나도 잘 구분하지만 저는 불가능한 일입니다.


꼭 우리는 이러한 상황이 아니더라도 일상적으로 색을 구분하여 사용하며 살아가고 있습니다. 인간은 태어난지 대략 4살 정도 지나면 빨주노초파남보의 무지개 색 정도는 구분할줄 압니다. 실제로 인생을 살아가면서 이 일곱가지 정도의 생상의 표현이면 거의 대부분의 색상을 표현할 수 있습니다. 빨간색, 진한 빨간색, 검붉은색 등 머리속에 정형화 되어있는 색상의 느낌을 일곱가지 색이름에 형용사나 색생끼리 조합하여 부름으로써 표현이 가능하다는 겁니다.


그럼 위 사진1.에서의 파스텔 펜들도 분명 나름의 색구분 표현들이 있을 겁니다. 사진1.에서의 붉은색 계열 펜이 10개가 있으니 빨강 1호부터 10호 펜이라 이름을 붙이면 우리는 색상에 이름을 넣는 일을 훌륭히 끝내게 됩니다. 왜냐하면 색이 10색이 있기 때문에 너무나도 쉬운 일이 될 수있습니다. 물론 구분하는 일은 또 만만치 않겠지만 아무튼 우리는 색에 이름을 넣는데는 성공합니다. 그렇다면 다음 사진2.에서의 색들에도 이름을 한번 넣어봅시다.




<사진2. 기준 색상환 100색 표>



사진2.에는 100가지의 기준 색상환표가 있습니다. 비슷한 계열끼리 배치하고 색에 이름을 붙여놓아서 빨간색의 경우 한국표준색표기호로 5R 4/14로 표현이 가능합니다. (자세한 명명법은 생략합니다. 모릅니다.) 뭐 여기까지는 어떻게 힘들게라도 색이름을 명명하고 또 이분야의 전문가라면 구분하고 외울 수 있다고 가정합시다.


그런데 진정한 문제는 자연계의 태양광을 우리눈에 보이는 영역만 따로 잘라놓은 가시광영역(이름 그대로 볼수있는 빛의 영역)은 인간이 구분할 수 있는 색의 숫자만 무려 100만개!!가 넘습니다. 물론 당연히 사람에 따라 색을 구분할 수 있는 능력도 많이 다르지만 아무리 감각이 무딘 사람이라도 색맹이 아니라면 기본적으로 수만개의 색은 힘들이지 않고 구분이 가능하다는 겁니다.


그럼 이 수많은 색에 이름을 전부 붙여서 색을 표현해야 할까요?? 당연히 빨강, 파랑, 노랑 등의 명명법으로는 표현이 불가능하고 가능하다고 해도 이러한 명명법보다는 더 효율적인 방법으로 색을 지칭하는 방법을 우리는 찾아야했습니다. 이러한 노력들이 모여 색채공학이라는 이름아래 체계적으로 연구가 진행되어 왔고 현재는 이러한 분석과 이론이 상당히 체계화 되었으며, 산업 분야 및 이론 분야 별로 편의상의 많은 방법들로 색을 구분하고 지칭하고 있습니다.


그러면 디스플레이 분야에서는 색을 과연 어떻게 구분하고 명명하는지 알아보도록 합시다.


<사진3. CIE 색좌표 [CIE1931(왼쪽), CIE1976(오른쪽)] >



디스플레이 분야의 기사나 논문을 조금이라도 읽으신 분들이라면 이러한 내용의 문구는 많이들 보셧으리라 생각됩니다.


'최근 xx교수의 연구실에서는 CIE(0.14,0.08)의 진청색의 장수명 OLED소자를 개발하는데 성공하였다'


여기서 말하는 CIE가 바로 색좌표를 칭하는 용어입니다. CIE는 'International Commission on Illumination, 국제조명위원회'의 약자입니다. '엥?? 약자인데 왜 ICI가 아니고 CIE이지??'라고 생각할 수도 있습니다. 이 이유는 이미 영국 Imperial Chemical Industries, Ltd. 약자가 ICI이기 때문에 이를 구분하기 위하여 국제조명위원회의 약자를 CIE라 부르고 있습니다.


이 위원회에서 1931년에 국제 표준으로 제시한 색좌표가 현재의 CIE1931이며 현재 흔히 말하는 색좌표들은 모두 이 좌표를 기준으로 하고 있습니다. 문제는 1931년도는 무려 90년전에 제시된 국제표준이기 때문에 현재 기준에서보면 색표현에 있어서 왜곡된 정보를 포함할 수 있는 문제가 제기되고 있습니다.


그래서 1976년에 새로 CIE1976이라는 개선된 색좌표를 위원회에서 제시했지만 이미 1976년에는 다양한 색관련 장비들, 연구들 모두 CIE1931을 기반으로 제작되고 통용되었기 때문에 이를 기반으로 정보들이 공유되었습니다. 이러한 학계의 풍토는 변하지 않고 큰 문제 또한 없었기 때문에 아직까지고 색좌표 하면 CIE1931이 흔히 말하는 색좌표의 기준이 되었습니다. 제 블로그에서도 색좌표가 언급되면 모두 CIE1931을 기본으로 하니 참고바랍니다.


그렇다면 정리를 해봅시다. 색좌표란 인간이 인지할 수 있는 색을 말그대로 좌표로 표현한 도표입니다. 가로축은 x, 세로축은 y로 각각 정해져 있으며, 우리가 익숙한 2차원 도표이기 때문에 x, y값 두가지 좌표만 알면 우리가 인지할 수 있는 모든색의 이름을 좌표의 개념으로 이름을 붙이는 것이 가능하다는 것입니다.


예를들어, 디스플레이 분야에서는 색좌표안에 여러 색기준들이 있는데 대표적인 색표준에 대해서 아래와 같이 정리합니다.




<사진4. CIE1931 색좌표에서의 여러 색표준들>



사진4.에서 표시되는 색표준 중 NTSC가 자장 대표적인 색표준범위입니다. NTSC는 'National Television System Committee, 미국텔레비전시스템위원회'의 약자입니다. 과거 컬러TV가 처음 출시되었을 때 방송국에서 방송송출용 색표현을 위해 만들어 놓은 색좌표 기준이 NTSC가 됩니다.


NTSC 기준에 들어오는 색좌표를 갖는 삼원색을 표현이 가능하다면 디스플레이에서 구현하고자 하는 색은 모두 표현이 가능하다는 겁니다. 그러나 최근에는 포토샾, 일러스트레이션 등 디자인 프로그램의 절대 강자인 adobe社 에서 제안한 Adobe RGB도 색표준으로 많이 사용되고 있습니다.


그러면 본론으로 돌아와서 색좌표를 통해 색을 표현하는 방법에 대해 정리를 해봅시다. NTSC표준에 맞는 범위중 가장 짙고 순수한 빨간색의 좌표를 한번 찍어볼까요?? x, y 축을 각각 나타내보면 CIE(0.68, 0.32)정도 되어보입니다. 이러한 방식으로 녹색을 찍어보면 CIE(0.21, 0.72), 파란색은 CIE(0.14, 0.08) 쯤 되어 보이는군요.




<사진5. CIE1931 색좌표 상의 RGB색상분포>



색좌표에서 위 해당 색좌표에 해당하는 삼원색을 표현가능한 디스플레이라면 색혼합을 통하여 면적안에 있는 그 어떠한 색도 구현이 가능하게 됩니다. 그래서 흔히들 'OLED는 NTSC 색재현이 120%인데 LCD는 80%다.' 이러한 표현들을 사용하고 있는 것입니다.


여기까지는 색좌표에 관한 굉장히 시시콜콜한 이야기이며 인터넷을 돌아다니면 5분이면 누구나 알 수 있는 내용들입니다. 그러나 쉽게 인터넷에서 찾을 수 있는 정보라면 굳이 이렇게 시간들여가며 글을 올리지 않았을 겁니다.


다음 글에서는 색좌표가 만들어지는 실질적인 원리와 함께 연습용 스펙트럼으로 실제 색좌표를 찍어보는 작업들을 해볼 생각입니다. 물론 최근 측정장비들은 자동적으로 색좌표가 계산되어 나오지만 이 원리를 알고 접근하는것과 색좌표 숫자만 인식하고 있는 것과는 차이가 굉장히 큽니다.


그럼 다음글에서 만나요!! 



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    • 공부할께요
    • 2019.02.10 23:27
    안녕하세요. 이 블로그 너무 잘보고 있는데, 여기서 이해안되는것이 있어 글 올립니다. CIE와 NTSC의 관계인데요. 그림을 보면 NTSC가 CIE를 전부 커버하지 못하는것으로 보입니다. 결국 NTSC를 100퍼센트 표현하더라도 CIE는 전부 표현못하는거구요. 이말이 맞다면 제가 지금 스마트폰으로 보고있는 저 NTSC영역 외의 CIE 색들은 뭘까요?(사실 내 스마트폰은 CIE 100프로 커버하고 있었다?)
    • 음... 어느 그림에서 NTSC가 CIE 색좌표 범위를 넘고 있는지 알려주실 수 있나요?

      사진 4, 5 둘다 NTSC는 CIE 범위안에 위치하고 있습니다 ㅋㅋ