빛의 합성과 색 인지 곽석우, 황병준
빨강색과 초록색이 왜!! 합쳐지면 노란색인가?? 가설1. 파장과 관련 되어 있는가? 가설2. 두뇌에서의 인식 때문인가?
빛의 가산혼합
파장과 관련 되어 있는가? 빨간 빛의 파장 : 700nm 파란 빛의 파장 : 435.8nm 초록 빛의 파장 : 546.1nm 자홍 빛의 파장 : ???????
두 파장의 평균 파장인가? 빨강 + 초록 = 노랑 [(700+546.1)/2=623.05](주황 빛에 가까움) 빨강 + 파랑 = 자홍[(700+435.8)/2=567.9](연두 빛에 가까움) 초록 + 파랑 = 청록[(546.1+435.8)/2=490.95](청록 빛에 가까움 단, 단색광끼리 혼합시켜 합성광을 만든다.
파장에 관한 결론 가산 혼합의 원리는 파장과 관련이 없다. 왜냐하면 자홍색은 스펙트럼에 존재 하지 않고 다른 색 또한 오차의 범위가 매우 크기 때문이다. 그렇다면 색의 혼합의 물리적인 특성은 무엇인가?
색의 혼합의 물리적인 특성(실험) 실험 가정 : 단색광과 합성광은 물리적인 차이점을 가지 고 있다. 실험 가정 : 단색광과 합성광은 물리적인 차이점을 가지 고 있다. 실험 준비물 : 레이저(R,G), 거울, 프리즘, 흰 종이
실험 소개 : 빨간색 레이저와 초록색 레이저로 노란색 빛을 합성 프리즘을 통해 빛을 분산시켜서 관찰 노란색의 단색광을 분산시켜서 관찰 겉보기 색이 같은 두 빛의 차이점을 알아내고자 함.
두 단색광의 합성된 빛
단색광은 그 자체가 하나의 빛이므로 분산되지 않는다. 단색광의 분산 단색광은 그 자체가 하나의 빛이므로 분산되지 않는다.
실험 결과 같은 빛의 노란색임에도 불구하고 다른 물리적 특성을 가지고 있음을 알 수 있다. 혼합된 빛은 여전히 독립적인 빛들로 구성된다. 빛의 합성 원리는 어떠한 물리적인 현상이 원인이 아닌 단지 우리의 뇌가 그렇게 인식하는 것으로 추측된다.
색 인지
인간의 색 인지 과정
시각 수용기 활성화 (전류 형성) 효소 연쇄 반응
빛에 의해 활성화(흥분)된 만큼의 전류를 시각 수용기는 시신경을 통해 뇌로 보내게 된다.
추상체는 S,M,L 세 가지로 나뉜다. 흡수율이 달라지면 흥분도(자극값) 또한 달라진다.
가산혼합의 원리
해보지 못했던 실험
결론 두 합성된 빛은 물리적 성질이 전혀 다른 두 빛을 동시에 인지할 때 생기는 뇌의 현상이며, SML 세 추상체의 흥분도와 밀접한 연관을 맺는다. 혼합된 빛은 독립적인 빛들로 구성된다. 자홍색은 스펙트럼에 존재하지 않고 합성 빛으로만 존재한다. (실험의 계기) 또한 스펙트럼상의 빛들과 합성 빛은 서로 다르다. 그렇다면 색의 인지를 어떻게 수학적으로 정의할 수 있을까?
빛의 물리적 특성과 색의 연관
하지 못하는 이유 SML 원뿔세포의 분포가 다르며, 임의적. 2. 자극 정도의 합성 방법을 모른다. 3. 광자의 에너지가 파장별로 다를 수 있다. 4. 효소연쇄반응과 전기적 신호의 이동에 대한 정보가 없다. 5. 뇌에 대해 알려진 바는 극히 적다. E = hf
CIE 1931 색 공간 인간의 눈에는 단파장(S), 중파장(M), 장파장(L)의 세 가지 빛을 받아들이는 수용기인 원추세포가 존재한다. 삼색 자극값은 가산 혼합 모델에서 삼원색을 조합하여 원하는 색과 같은 색을 만들 수 있는 조합으로 주로 CIE 1931 색 공간에서 X, Y, Z 값으로 표현된다. CIE XYZ 색 공간에서, 삼색 자극값인 X, Y, Z는 각각 빨강, 초록, 파랑과 비슷한 색깔이다.
색 대응 함수
CIE xy 색도분포표 인간의 눈은 세 개의 색채 수용기를 갖고 있기 때문에, 모든 가시광선의 분포도는 3차원 도형이 된다. 그러나 색은 밝기와 색도의 두 가지 요소로 나눌 수 있다. 예를 들어, 흰색은 밝은 색이며, 회색은 동일한 흰색의 좀 더 어두운 형태로 표현할 수 있다. 즉 흰색과 회색은 밝기는 다르지만 색도는 같은 색이다. 밝기를 제외한 색도를 나타낸 색도분포표
색의 삼원색으로 합성빛을 표현한 CIE RGB 색 공간 삼각형 내부의 공간이 빛의 삼원색으로 표현되는 공간이다.
빛의 삼원색이 RGB인 이유는? 애당초 정하기를 그래놨기 때문.
색채는 파장의 특정한 속성이 아니라 어떤 파장이 더 많은지 우리가 알도록 뇌가 사용하는 방편일 뿐이다. 광선에는 특정한 색이 없다. 물체의 색이라는 것은 다른 어떤 것보다 이런 종류 혹은 저런 종류의 광선을 더 많이 반사하는 경향일 뿐이다. -아이작 뉴턴