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제목 색공간/RGB색공간/CMTK색공간/HSV색공간/색공간의이해
작성자 CMS관리자 (ip:)
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  • 작성일 2011-03-21 19:51:53
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  • 조회수 811

 ●   색  공간 이해

 

  색의 3속성인 색상(hue), 명도(lightness), 채도(chroma)를 3차원 공간의 각각의 축으로 형성된 색 공간(color space)은 컬 러 디자인이나 컬러 공학 등의 학문 또는 산업분야에서 컬러를 다루는 데 있어서 기본적으로 이해되어야 할 개념이다.

빨강, 노랑, 초록, 파랑, 보라 등으로 구분되는 색을 나타내는 색상(hue)은 색 공간을 지구로 비유할 경우 적도 상에서 경도 즉, 색상각(hue angle)으로 표현, 0도~360도의 범위를 가지며, 시계 방향으로 변화된다. 또한 이 색 공간은 대응색(opponent color) 관계를 쉽게 나타낸다. 대응색 관계란 명도 축을 기준으로 대칭의 위치에 있는 두 색의 관계 말하며 서로 보색 관계에 있을 나타낸다.

 

 

 모든 색들의 밝고 어둠을 나타내는 명도(lightness)는, 색 공간을 지구로 비유할 경우 남극과 북극을 연결하는 축으로서 남극을 흑색, 북극을 백색으로 하며 그 사이에는 회색들로 배열된다.

모든 색들의 깨끗한 정도를 나타내는 채도(chroma, saturation)는, 색 공간의 명도축을 0으로 하고 적도에 근접할 수록 커진다.

색 공간의 중요한 용도 중의 하나는 색차 계산(color difference)이다. 이는 색 공간에 존재하는 두 점 즉, 두 컬러들 사이의 거리를 계산하여 공학적으로 활용한다. 예를 들면 컬러 영상 분할(color image segmentation)은 CIELAB 색 공간에서 색차 계산한 결과를 이용하여 CIELAB 색 공간에서 영상이 분할이 이루어져야 한다.

 

그러나 간혹 컬러 영상 분할에 관한 연구 논문들 중에는 RGB 데이터를 가지고 색차 계산한 결과를 가지고 RGB 데이터로 영상분할을 한 논문들이 발견되곤 하는데 이는 치명적인 오류에 해당된다. 왜냐하면 컬러 영상 장비에서 다루는 RGB는 시각의 RGB가 아니고 단지 코드에 불과할 뿐 아니라 균등색공간(uniform color space)도 아니기 때문에 공학적인 계산은 의미가 없을 뿐만 아니라 부정확하기 때문이다.

 

 

또 다른 색 공간의 응용에는 색감에 따른 색의 배열이나 그룹핑이 있다. 각종 산업디자인이에서 흔히 사용되고 있는 색감 즉, 따뜻한 색, 차거운 색 등의 배열이나 그룹핑은 CIELAB 색 공간에서 좌표로 다룰 경우 개념이 분명해질 뿐 만 아니라 정확성이 보장된다.

다만, CIELAB 색 공간은 CIEXYZ 색 공간으로 변환한 다음 다시 RGB나 CMY 데이터로 변환해야 하는 필수적인 과정이 있다. 문제는 이러한 과정이 쉽거나 단순하지 않다는 데 있다. 이는 컬러 과학의 이론들을 적용함으로써 해결할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

   RGB 색공간

  RGB 색 공간은 색을 혼합하면 명도가 높아지는 가산 혼합 방식으로 색을 표현한다. RGB 가산혼합의 삼원색은 빨강(Red), 녹색(Green), 파랑(Blue)을 뜻한다. RGBA은 RGB와 동일하며, 알파(Alpha)라는 투과도를 덧붙인 것이다. RGB 색 공간은 삼원색에 해당하는 세가지 채널의 밝기를 기준으로 색을 지정한다. RGB 색 공간은 웹 색상 표현의 기본 원리이다.

 

  CMYK 색공간

 CMYK 감산혼합명도가 낮아지게 하는 혼합을 말한다. 마젠타, 시안, 노랑, 검정을 원색으로 한다.

예를 들면, 마젠타와 시안을 혼합하면 명도가 낮은 파랑이 된다. 이 방법으로는 하양을 제외한 모든 색을 표현할 수 있으며, 수채화, 컬러 사진등에서 많이 사용된다. 필름을 소부(현상)해서 인쇄하는 오프셋 인쇄에 사용되기 때문에, 쿼크익스프레스, 일러스트레이터, 포토삽에서는 CMYK 모드를 지원한다. RGB나 HSB(HSV)보다 표현 가능한 색이 적다. 예) 보라

 

  HSV 색공간 원뿔

원뿔모형은 원기둥 모형을 보다 현실적으로 수정한 것이다. 명도 0%는 오직 검정을 의미하기 때문에 단 하나의 점으로 표현되며 원뿔의 꼭지점에 해당한다. 또한 실제 색상은 어두워질수록 채도값의 변화에 따른 색상 변화가 크지 않기 때문에 높은 명도에 비해 채도값이 나타내는 폭은 줄어든다. 이와 같은 사실을 원기둥 모형에 반영한 것이 원뿔모형이다. 오른쪽 그림을 보면 높은 명도에서는 넓은 폭의 채도 변화를 보이고 어두워질수록 채도 변화가 크지 않은 것을 확인할 수 있다.

 

  HSV 색공간 원기둥

구성요소의 정의에 따라 HSV 색 공간은 그림과 같은 원기둥으로 표현할 수 있다. 원기둥의 표면과 내부의 한 점은 하나의 색을 나타낸다.색상값은 각도로 표현되며 지정한 색이 원기둥의 수평 단면의 어느 방향에 위치하는지를 지정한다.

 

색상값은 각도로 표현되며 지정한 색이 원기둥의 수평 단면의 어느 방향에 위치하는지를 지정한다.

채도는 반지름에 해당하며 정 중앙에 무채색이 위치하며 원기둥의 겉면은 가장 진한 채도를 갖는다.

명도는 높이에 해당하며 위로 갈수록 밝다.

 

 

출처:wikipedia

참고:  R. W. G. Hunt, The Reproduction of Colour in Photography, Printing & Television, 5th Ed. Fountain Press, England, 1995. ISBN 0863433812

2. Mark D. Fairchild, Color Appearance Models, Addison-Wesley, Reading, MA (1998). ISBN 0-201-63464-3

3. 조맹섭, 디지털 컬러의 기본원리, 도서출판국제, 2006

4. 조맹섭, 디지털 컬러 프로세싱, 도서출판국제, 2006



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