색채의 측색

색채의 측색

 

1. 색채 측색의 정의

색채 측색(Color Measurement)은 색을 정량적으로 측정하고 분석하는 과정이다. 인간의 시각은 주관적인 요소가 개입될 가능성이 높기 때문에, 정확한 색 분석을 위해 색채 측색기가 사용된다. 색채 측색은 산업 전반에서 품질 관리, 제품 개발, 색상 조정 등에 활용된다.

2. 색채 측정기

색채를 측정하는 장치는 크게 두 가지 방식으로 나뉜다: **분광식 측색계(Spectrophotometer)**와 **필터식 측색계(Colorimeter)**이다. 각각의 방식은 색을 분석하는 원리와 정확도에서 차이를 보인다.

3. 분광식 측색계(Spectrophotometer)

분광식 측색계는 빛을 파장별로 분리하여 각각의 파장에서 반사 또는 투과되는 빛의 양을 측정하는 장치이다. 높은 정밀도를 요구하는 분야에서 주로 사용된다.

3.1 분광식 측색계의 종류

• 단일빔 분광식 측색계: 한 경로에서 빛을 측정하는 방식으로, 간단한 구조를 가진다.
• 이중빔 분광식 측색계: 기준광과 측정광을 동시에 비교하여 정확한 측정을 수행한다.
• 망원 분광식 측색계: 먼 거리의 물체에서 반사되는 색을 측정할 수 있도록 설계된 장비이다.
• 휴대용 분광식 측색계: 현장에서 사용하기 적합한 소형 측정 장치로, 산업 현장과 품질 관리에 많이 활용된다.

4. 필터식 측색계(Colorimeter)

필터식 측색계는 특정한 필터를 사용하여 색의 삼자극치(X, Y, Z)를 측정하는 방식이다. 분광식 측색계보다 구조가 간단하고 비용이 저렴하지만, 정밀도는 다소 낮다.

4.1 필터식 측색계의 특징

• 빠르고 간단한 측정이 가능
• 정확도는 분광식 측색계보다 낮음
• 휴대성이 뛰어나 현장 측정에 적합함

5. 기타 측색 장치

색채 분석을 위해 다양한 측색 장치가 사용된다.

• 이미징 색채 측색계(Imagining Spectrophotometer): 카메라 기반으로 색상을 측정하며, 복잡한 패턴이나 그라데이션을 분석하는 데 유용하다.
• 멀티앵글 측색계(Multi-angle Spectrophotometer): 다각도로 반사된 빛을 측정하여, 자동차 도료와 같은 특수한 표면의 색상을 분석하는 데 활용된다.
• 광도계(Photometer): 특정한 파장에서의 빛의 강도를 측정하여 색을 평가한다.

6. 결론

색채 측색은 정확한 색을 구현하고 재현하기 위한 필수적인 과정이다. 분광식 측색계와 필터식 측색계는 각기 다른 특성을 가지며, 측정 목적과 정확도에 따라 적절한 장비를 선택해야 한다. 또한, 산업별 특성에 맞는 다양한 측색 장치를 활용하여 색채 품질을 유지하고 관리할 수 있다.

7. KS A 0066(물체색의 측정방법)

KS A 0066은 물체색을 정밀하게 측정하는 방법을 규정한 표준이다. 색채 측정의 신뢰성을 높이기 위해 반사 물체와 투과 물체에 대한 측정 방법을 구체적으로 제시한다.

7.1 반사 물체의 측정 방법

반사 물체의 색상은 표면에서 반사된 빛을 분석하여 측정한다. 대표적인 방법은 다음과 같다.

• 45°/0° 측정법: 광원을 45° 각도로 조사하고, 0° 방향에서 반사광을 측정하는 방식으로 표면 특성의 영향을 줄일 수 있다.
• 0°/45° 측정법: 수직으로 빛을 조사하고 45° 방향에서 반사광을 측정하는 방식이다.
• 구형 분광법(Integrating Sphere Method): 확산 반사광을 균일하게 측정하는 방법으로, 표면 질감의 영향을 최소화할 수 있다.
• 다각도 반사 측정법: 여러 각도에서 반사되는 색을 측정하여, 자동차 도장과 같은 특수한 표면의 색 변화를 분석하는 방법이다.
• 편광 필터 측정법: 반사광의 편광 특성을 고려하여 표면 상태에 따른 색 변화를 분석하는 방법이다.

7.2 투과 물체의 측정 방법

투과 물체의 색상은 빛이 물체를 통과할 때 변화하는 특성을 측정하여 분석한다.

• 0°/0° 측정법: 빛을 정면으로 조사하고 정면에서 투과광을 측정하는 방식이다.
• 구형 투과 측정법: 확산된 빛을 조사하여 투과된 빛을 측정하는 방식으로, 보다 균일한 분석이 가능하다.
• 수광각 조절법: 특정한 각도로 투과광을 측정하여 투명체의 색을 분석하는 방법이다.
• 분광 투과 측정법: 특정한 파장에서 투과되는 빛의 양을 측정하여 색을 분석하는 방식으로, 정밀한 색 분포를 확인할 수 있다.
• 광원별 투과 측정법: 다양한 광원에서의 투과색 변화를 분석하여 조명 조건에 따른 색 변화 특성을 측정하는 방법이다.

8. 색채 측색 시 발생하는 오차와 보정 방법

색채 측색을 수행하는 과정에서 다양한 요인으로 인해 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차를 줄이기 위한 방법과 색오차를 계산하는 공식에 대해 살펴보자.

8.1 오차 발생 원인

• 측색기의 보정 상태: 장비의 보정이 제대로 이루어지지 않으면 측정값에 편차가 발생할 수 있다.
• 측정 환경: 조도, 광원의 색온도 변화, 주변 반사광 등이 색 측정 결과에 영향을 미칠 수 있다.
• 샘플 상태: 표면의 거칠기, 투명도, 습도 등이 색채 데이터의 정확성에 영향을 줄 수 있다.
• 측정 각도: 측색기의 측정각도가 일정하지 않으면 결과값이 일관되지 않을 수 있다.

8.2 오차를 줄이는 방법

• 측색기를 정기적으로 보정(Calibration)한다.
• 측정 환경을 일정하게 유지한다.
• 동일한 조건에서 측정을 반복하여 평균값을 활용한다.

8.3 색오차 계산식

색채 측색에서 오차를 수치화하기 위해 CIE 색차 공식을 사용한다. 이 공식을 활용하여 색 차이를 정량적으로 분석하고, 목표 색상과의 차이를 줄일 수 있다.