광원의 이해

광원의 종류와 색온도 사물의 색상은 어떻게 만들어 지는가

광원의 색이 파장의 구성 비율에 따라 결정된다면 사물의 색은 어떻게 결정되는 것일까? 사물의 색은 그 표면의 반사특성에 따라 결정된다. 즉 어떤 파장의 빛을 흡수하고 반사시키느냐 하는 것에 따라 그 사물의 색상이 결정되는 것이다. 우리는 어떤 사물을 볼 때 그 사물 자체를 보는 것이 아니라 그 사물로부터 반사되어 나온 빛을 보게 되는 것이다.
우리 눈에 보여지는 빛의 원리를 알아 보고 이해하고 있다면 이미 당신은 빛을 조절할 수 줄 아는 고수가 되어있을 것이다.

광원의 색 우리 주위에는 빛을 발산하는 여러 가지 광원이 존재한다. 여기에는 자연광인 태양뿐만 아니라, 인공광원도 무수히 많다. 실내로 들어오면 각종 형광등이나 백열등이 있으며, 길가의 가로등도 사진 촬영을 위한 광원 중에 하나이다. 이렇게 다양한 종류의 많은 빛들이 모두 사진 촬영을 위한 광원으로서의 역할을 훌륭하게 해 낼 수가 있는 것이다. 이와 같은 광원은 다양한 색상을 나타내게 되는데, 태양광만 하더라도 대부분 백색광으로 보이지만 어떤 경우에는 붉게 보이기도 하고 푸르스름한 색상을 띄는 경우도 있다. 또한 인공광원의 경우에는 종류가 많기 때문에 그에 따라 다양한 색상을 만들어 낸다. 그렇기 때문에 이와 같은 광원의 색상을 판단하는 기준이 필요하게 되고, 이것을 수치로 나타낼 필요성도 생기게 되는 것이다. 광원의 색상은 그 파장의 구성비율에 따라 달라지게 된다. 즉, 삼원색이 같은 비율로 섞여 있으면 백색광으로 나타나게 되고, 그 균형이 깨지게 되면 특정 색상이 두드러져 나타나게 되는 것이다. 예를 들어 붉은 색을 띄는 광원의 경우 빛의 삼원색인 BGR 중에서 청색과 녹색에 비해 적색광이 훨씬 더 많은 비율로 구성되어 있는 것이다. 일반적으로 백열등의 경우 대개 붉은 색상을 많이 포함하고 있지만, 형광등의 경우에는 녹색을 많이 포함하고 있기 때문에, 형광등 아래에서 사진을 촬영하면 전반적으로 녹색기를 포함한 사진으로 나타나게 된다. 이와 같이 그 광원에서 나오는 파장의 구성 비율에 따라 광원 자체의 색상이 결정되는 것이다.

[광원의 색상은 파장의 구성 비율에 의해 결정된다. ]

색온도란 무엇인가? 우리는 광원이 나타내는 색상을 수치로 표시하고 있으며, 이것을 색온도라고 한다. 색온도란 이상 흑체에 열을 가했을 때, 그 흑체의 온도에 따라 흑체가 발산하는 색을 대입시킨 것이다. 그리고 절대온도를 기준으로 캘빈도(K)를 그 단위로 해서 표시하고 있다. 이 흑체에 열을 가하게 되면 붉은 색으로 변하고, 온도가 상승함에 따라 노란색, 백색, 푸른색으로 변하게 된다. 우리가 말하는 백색광이라고 하는 것은 맑은 날 정오 무렵 태양광의 색온도인 5500K(캘빈도)를 말하는 것이다. 그리고 이를 태양광의 기준 색온도로 정하고 필름이나 CCD와 같은 감광체의 색재현 기준으로 정해 놓았다. 그렇기 때문에 이보다 색온도가 높으면 푸른색을 띄게 되고, 색온도가 낮으면 붉은 색을 띄게 된다. 예를 들어 해질 무렵 태양광은 붉은 색을 띄게 되며 이때 색온도는 낮아지게 된다. 그리고 푸른 하늘의 색온도는 높게 나타나는 것이다. 이와 같이 색온도는 일반적으로 색상이 갖고 있는 고유의 색감과는 반대라고 생각하면 된다. 즉, 푸른색은 차가운 색감을 갖고 있지만 푸른빛의 색온도는 높고, 붉은 색은 따뜻한 색감을 갖고 있지만 그 색온도는 낮은 것이다.

[색온도가 높으면 푸른색을 나타내며, 낮으면 붉은 색을 나타낸다. ]

태양광의 변화 하루 중 태양광은 지속적인 변화를 보이게 된다. 아침에 해가 떠올라서 저녁에 저물 때까지 시시각각 변화를 보이게 되는 것이다. 태양광은 그 밝기에서도 심한 변화를 보이지만, 더욱 흥미로운 것은 태양광이 만들어 내는 색상의 변화이다. 태양광의 색온도가 변하는 이유는 여러 가지로 생각해 볼 수가 있다. 우리가 말하는 백색광이라고 하는 것은 태양의 직사광과 하늘에서 내려오는 천공광이 합쳐진 것이다. 즉, 색온도가 높은 푸른 하늘의 빛과 태양의 직사광이 합쳐져서 백색광으로 인식되는 것이다. 그런데 이 같은 상황에서 벗어나 그 균형이 깨지게 되면 색온도는 변하게 된다. 만일 태양이 구름에 가리거나 날씨가 흐려져서 직사광이 사라진다면 색온도는 어떻게 변하게 될까? 하늘에서 내려오는 천공광만 남게 되어 전반적으로 푸른색이 감도는 상태가 될 것이다. 이렇게 비나 눈이 내리는 흐린 날에는 색온도가 높아지게 된다. 그리고 같은 원리로 맑은 날이라 할지라도 그늘진 곳의 색온도는 높기 때문에 푸른빛이 감도는 것이다. 하루 중 해가 뜨기 직전 태양광이 만들어내는 색깔은 어슴푸레하게 푸른빛이 감도는 분위기를 만들어 낸다. 도심의 한적한 골목길이나 들판, 호숫가에서도 이와 같은 푸른빛은 묘한 분위기를 만들어 낸다. 해가 뜨기 전 이른 새벽에 색온도는 높아지는 것이다. 수평선 위로 해가 떠오르면 그때부터 색온도는 뚝 떨어지게 된다. 태양 빛이 비치면서 붉은 기운이 감돌게 되는 것이다. 이렇게 일출과 일몰 무렵에 태양의 색온도는 가장 낮아져서 붉은 색이 강하게 나타난다. 그 이유는 색상이 갖고 있는 파장의 특성에서 찾을 수가 있다. 태양이 낮은 위치에 있을 때 단파장광인 푸른빛은 두터운 대기층을 통과하면서 산란 반사되거나 굴절되어 흩어지게 되고, 장파장광인 붉은 빛은 멀리까지 도달할 수가 있기 때문에 우리 눈에 보이게 되는 것이다. 해가 머리 위로 떠오르면서 대기층이 얇아지게 되고 산란반사된 단파장광은 하늘의 푸른빛을 만들어 된다. 그리고 태양의 직사광과 합쳐져서 백색광으로 느껴지는 것이다. 이와 같이 자연광은 계절이나 시간대, 장소나 기상상태에 따라 다양한 색상을 연출해 낸다. 태양이 만들어내는 변화무쌍한 색상을 잘 활용하면 사진 속에 멋진 분위기를 연출해 낼 수도 있을 것이다. 태양광의 색온도 변화

[일출 전.]

[일출.]

[그늘진 곳. ]

[늦은 오후.]

인공광의 색온도 인공광을 이용한 촬영에서는 그 변화를 예측하기 어려운 경우가 많다. 사진 촬영용 인공광의 경우에는 색온도가 정해져 있기 때문에 사용상 어려움이 없지만 일반적인 실내의 조명을 이용한다면 눈으로 보는 것과는 큰 차이를 보이는 경우가 많을 것이다. 촬영을 본격적으로 시작하기 전에 액정 모니터를 이용한 테스트를 통해 색상을 점검해 보는 것이 좋다. 실내 촬영의 경우 피사체 본래의 색 재현이 목적이라면 대부분의 경우 화이트 밸런스를 조절해야 할 것이다. 사진 전용의 인공 조명은 기준 색온도에 맞춰져 있다. 전자 플래시의 경우 태양광의 색온도인 5500~6500K로 맞춰져 있기 때문에 화이트 밸런스의 조절 없이 정색 재현이 가능하다. 텅스텐(할로겐) 조명의 경우에는 3200~3400K 정도를 나타내고 있으며, 붉은 색을 많이 포함하고 있다. 이때 정상적인 색 재현을 원한다면 역시 화이트 밸런스를 조절해 줘야만 한다. 이외의 다른 광원들은 그 색온도가 천차만별이다. 형광등의 경우 약 4000K 정도로 녹색을 띄고 있지만, 형광등만 해도 그 종류가 무수히 많기 때문에 나타나는 색상도 다양하다고 할 수 있다. 가정용 백열등은 대개 2800K 정도로 붉은 색이 지배적으로 나타난다. 그리고 촛불의 경우 이보다 더 낮아져서 붉은 색이 매우 강하게 화면 전체를 물들이게 된다.

[Daylight]

[Tnugsten Light]

사물의 색

광원의 색이 파장의 구성 비율에 따라 결정된다면 사물의 색은 어떻게 결정되는 것일까? 사물의 색은 그 표면의 반사특성에 따라 결정된다. 즉 어떤 파장의 빛을 흡수하고 반사시키느냐 하는 것에 따라 그 사물의 색상이 결정되는 것이다. 우리는 어떤 사물을 볼 때 그 사물 자체를 보는 것이 아니라 그 사물로부터 반사되어 나온 빛을 보게 되는 것이다.

백색광 아래 놓여 있는 사물을 생각해 보자. 이 백색광에 포함되어 있는 모든 색들을 일정한 비율로 반사시키거나 흡수한다면, 이 물체는 그 반사정도에 따라 흰색에서부터 검정색에 이르는 무채색으로 나타나게 될 것이다. 그러나 만약 이 물체가 녹색만을 반사시키고 나머지 색들은 흡수한다면, 이것은 녹색으로 보이게 되는 것이다. 그리고 청색은 흡수하고 녹색과 적색을 반사시키면 두 색광이 합쳐져서 노란 색을 띄게 되는 것이다. 이와 같이 물체의 색상은 그 표면의 반사특성에 따라 결정되어 나타나게 된다. 따라서 피사체의 색상에 따라 광원의 색온도를 적절히 조절하게 되면 피사체 본래의 색상에 변화를 줄 수도 있다. 붉은 색 피사체에 붉은 광원을 비추면 더욱 밝게 나타나게 되고 청색 광을 비추면 어둡게 나타나게 될 것이다.

[ 보색 필터는 보색만 차단하고 나머지 색들은 투과 시킨다]

[원색 필터는 자신의 색만 투과 시킨다.]

그렇다면 필터와 같은 투과체의 색상은 어떻게 결정되는 것일까? 그 원리는 반사체와 동일하다. 즉 투과체의 경우 투과시키는 색상과 차단하는 색상에 따라 결정된다. 백색광 중 통과되는 파장에 따라 자신의 색상이 결정되는 것이다. 그림에서 유리 필터는 백색광을 통과시키면서 청색은 차단하고 녹색과 적색만을 투과시키고 있다. 결과적으로 우리 눈에는 녹색과 적색이 합쳐져서 노란색으로 보이게 된다. 이때 청색과 노란색은 서로 보색관계를 갖고 있는 것이다. 글/한성수 빛은 고정되어 있지 않고 끊임없이 변하고 있으며, 그 빛으로부터 받는 느낌들도 역시 매번 다를 수밖에 없다. 우리가 사물을 관찰하고 파악하는 것은 이러한 빛을 읽는 과정이라고 할 수도 있을 것이다. 사진술의 원재료인 빛에 대한 기본적인 특성을 이해하고 사물을 바라보면, 무심히 지나치던 것들도 전혀 새로운 느낌으로 우리에게 다가올지도 모를 일이다.