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색 공간: 두 판 사이의 차이

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{{색}}
'''색 공간'''(色空間, {{lang|en|color space}})은 색 표시계(color system)를 3차원으로 표현한 공간 개념이다. 색 표시계의 모든 색들은 이 색 공간에서 3차원 좌표로 나타낸다.
'''색 공간'''(色空間, color space)이란, 추상화된 수학적 모델에서 특정 색이 몇 개의 성분을 갖는 순서쌍으로 표현될 때, 이렇게 수치화된 값의 순서쌍(일반적으로 세 개 혹은 네 개)으로 색을 표현하는 방법을 말한다. 색 공간은 특히 색을 디지털 정보로 저장하고, 그것을 다시 재현하는 데에 많이 이용된다. 따라서 디지털 인쇄, 디스플레이 등에서 불가결한 개념이다.
 
여기서 색 표시계(color system)란 CIERGB, CIEXYZ, CIELAB, CIELUV 등의 색 체계를 말한다. 최근 디자인 학계나 산업계에서 색채 디자인 또는 시각 디자인을 연구하거나, 카메라, 스캐너, 모니터, 컬러 프린터 등의 컬러 영상 장비 개발 및 응용 단계에서 색 공간은 정확한 색을 재현하기 위하여 필수적으로 활용되고 있다.
색 공간은 종류에 따라 [[구 (기하)|구]], [[육각기둥]], [[원기둥]] 등의 모양을 갖는다.
 
특히, 색 디자인이나 디지털 색 처리에 기본적으로 사용되고 있는 색 공간인 CIELAB 색 공간은 먼셀 색 표시계의 기본 원리인 색의 3속성(색상, 명도, 채도)을 살림과 동시에 CIEXYZ 색 표시계의 불균등한 색 공간을 개선하기 위하여 개발된 것이다. 이 색 공간은 [[색상]](hue), [[명도]](lightness), [[채도]](chroma)를 3차원 공간의 각각의 기본 축으로 하는 공간이다. 여기서 CIELAB은 CIE 1976 L*a*b*의 약식 명칭이고, CIE 1976 L*a*b*은 공식 명칭이다.
 
== 색 공간의 이해 ==
색의 3속성인 색상(hue), 명도(lightness), 채도(chroma)를 3차원 공간의 각각의 축으로 형성된 색 공간은 컬러 디자인이나 컬러 공학 등의 학문 또는 산업분야에서 컬러를 다루는 데 있어서 기본적으로 이해하여야 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 관계를 말하며 서로 보색 관계에 있을 나타낸다.
 
모든 색들의 밝고 어둠을 나타내는 명도(lightness)는 색 공간을 지구로 비유할 경우 남극과 북극을 연결하는 축으로서 남극을 검은색, 북극을 흰색으로 하며 그 사이에는 회색들로 배열된다.
 
모든 색들의 깨끗한 정도를 나타내는 채도(chroma, saturation)는 색 공간의 명도축을 0으로 하고 적도에 가까이 갈수록 커진다.
 
색 공간의 중요한 용도 가운데 하나는 색차 계산(color difference)이다. 이는 색 공간에 존재하는 두 점 즉, 두 색들 사이의 거리를 계산하여 공학적으로 활용한다. 예를 들면 컬러 영상 분할(color image segmentation)은 CIELAB 색 공간에서 색차 계산 결과를 이용하여 CIELAB 색 공간에서 영상 분할이 이루어져야 한다. 그러나 간혹 컬러 영상 분할에 관한 연구 논문들 중에는 RGB 데이터를 바탕으로 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 균등색 공간(uniform color space)도 아니기 때문에 공학적인 계산은 의미가 없을 뿐만 아니라 부정확하기 때문이다.
미술 시간에는 빨강, 파랑, 노랑의 [[삼원색]]을 섞어 모든 색깔을 혼합할 수 있다고 배운다. 이 경우에는 삼원색이 색 공간을 결정한다. 빨강색의 양을 X축, 파랑색을 Y축, 노랑을 Z축으로 놓으면 삼원색으로 표현할 수 있는 모든 색을 삼차원 공간 위에 표현할 수 있다.
 
또, 다른 색 공간의 응용에는 색감에 따른 색의 배열이나 배치(grouping)가 있다. 각종 산업 디자인에 흔히 쓰이고 있는 색감 즉, 따뜻한 색, 차가운 색 등의 배열이나 배치는 CIELAB 색 공간에서 좌표로 다룰 경우 개념이 분명해질 뿐만 아니라 정확성이 보장된다. 그러나 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 [[색 이론]]을 적용함으로써 해결할 수 있다.
그러나 삼원색 색 공간이 유일한 색 공간은 아니다. 컴퓨터의 모니터는 일반적으로 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue)의 세 색깔로 이루어진 RGB 색공간으로 색을 표현한다. 혹은 [[색상]](Hue), [[채도]](Saturation), [[명도]](Brightness)를 각각 세 축으로 사용하는 HSV 색공간으로 표현할 수도 있다. 색공간은 대부분 이처럼 세 개의 축을 사용하여 삼차원 공간에 표현되지만, 더 많거나 적은 차원으로 표현할 수도 있고, 수학적 차원으로는 표현할 수 없는 색 공간도 존재한다.
 
== 자주 쓰이는 색 공간 ==
=== RGB 색 공간 ===
{{본문|RGB 가산혼합}}
[[그림파일:RGBCube b.svg|thumb섬네일|200px|RGB 색 공간 모형]]
RGB 색 공간은 색을 혼합하면 [[명도]]가 높아지는올라가는 가산 혼합 방식으로 색을 표현한다. RGB 가산혼합의 [[삼원색]]은 [[빨강]]('''R'''ed), [[녹색]]('''G'''reen)<ref>정확한 [[색상]]은 [[라임색]]이다</ref>, [[파랑]]('''B'''lue)을 뜻한다. [[RGBA 색 공간|RGBA]]은 RGB와 동일하며, 알파('''A'''lpha)라는 투과도를 덧붙인 것이다. RGB 색 공간은 삼원색에 해당하는 세 가지 채널의 밝기를 기준으로 색을 지정한다. RGB 색 공간은 [[웹 색상]] 표현의 기본 원리이다.
[[RGBA 색 공간|RGBA]]은 RGB와 동일하며, 알파('''A'''lpha)라는 투과도를 덧붙인 것이다. RGB 색 공간은 삼원색에 해당하는 세가지 채널의 밝기를 기준으로 색을 지정한다. RGB 색 공간은 [[웹 색상]] 표현의 기본 원리이다.
 
=== CMYK 색 공간 ===
{{본문|CMYK 감산혼합}}
[[그림파일:Synthese-.svg|200px|thumb섬네일|CMYK 색 공간의 원리]]
CMYK 색 공간은 인쇄과정에서 쓰이는 감산 혼합 방식으로, 하얀색흰 바탕에 4가지네 가지 잉크의 조합으로 색을 나타내는 것을 말한다. 색을 혼합하면 명도가 낮아지기에 감산 혼합이라고 한다. CMYK는 인쇄에 쓰이는 4가지 색은 [[옥색]]('''C'''yan), [[자청색마젠타|자홍색]]('''M'''agenta), [[노랑]]('''Y'''ellow), [[검정]](Blac'''Bk'''lack)을 뜻한다.
 
=== HSV 색 공간 ===
{{본문|HSV 색 공간}}
[[그림파일:HSV cone.jpg|200px|thumb섬네일|HSV 색공간 모형]]
HSV 색 공간은 [[색상]]('''H'''ue), [[채도]]('''S'''aturation), [[명도]]('''v'''alue)를 기준으로 색을 구성하는 방식이다. 감산 혼합이나 가산 혼합보다 색상의 지정이 직관적<ref>HSV 색 공간의 색은 '어둡고 흐린 파랑'과 같이 언어로 표현하기에 적합하다.</ref>이기 때문에 [[시각 예술]]에서 자주 쓰인다.
 
=== [[국제 조명 위원회|CIE]] 색 공간 ===
{{본문|CIE 1931 색 공간|Lab 색 공간}}
CIE는 국제조명위원회를 불어식으로 표기한 약어이며, CIE 색공간이란 컬러 매칭 실험을 통하여 생성된 R, G, B 데이터를 바탕으로 만들어진 CIEXYZ 색공간과 CIELAB 색공간 그리고 CIELUV 색공간이 대표적인 색공간이다. ▼
여기서 CIEXYZ 색공간은 '균등색공간'이 아니어서, 이를 수식적으로 변환하여 만들어진 것이 CIELAB 색공간과 CIELUV 색공간이며, 이 두 색공간은 색차 계산 시 비교적 정확한 계산이 이루어진다. ▼
여기서 '균등색공간'이란 '불균등색공간'의 대립 개념이며, 불균등 공간에서는 색상(hue)들을 나타내는 선, 채도(chroma)들을 나타내는 선들이 일정하지 않고 불규칙하게 배열되기 때문에 색공간에서 두 점들간의 거리 즉, 색의 차이를 계산하면 정확하지 않다.▼
 
▲CIE는 국제조명위원회를국제 불어식으로조명 위원회({{llang|fr|Commission internationale de l'éclairage}})를 프랑스어식으로 표기한 약어이며준말이며, CIE 색공간이란색 공간이란 컬러 매칭 실험을 통하여 생성된 R, G, B 데이터를 바탕으로 만들어진 CIEXYZ 색공간과색 공간과 CIELAB 색공간색 공간, 그리고 CIELUV 색공간이색 공간이 대표적인 색공간이다.색 공간이다.
=== 상업적 색 공간: ===▼
 
* [[Pantone]]
▲여기서 CIEXYZ 색공간은색 공간은 '균등색공간균등 색 공간'이 아니어서, 이를 수식적으로 변환하여 만들어진 것이 CIELAB 색공간과색 공간과 CIELUV 색공간이며색 공간이며, 이 두 색공간은색 색차공간은 계산색차를 시계산할 때 비교적 정확한 계산이 이루어진다.
 
▲여기서 '균등색공간균등 색 공간'이란 '불균등색공간불균등 색 공간'의 대립 개념이며, 불균등 공간에서는 [[색상(hue)]]들을 나타내는 선, [[채도(chroma)]]들을 나타내는 선들이 일정하지 않고 불규칙하게 배열되기 때문에 색공간에서색 공간에서 두 점들간의점의 거리 즉, 색의 차이를 계산하면 정확하지 않다.
 
▲=== 상업적 색 공간: ===
* [[팬톤]] (Pantone)
* [http://coloro.kr/ 컬러로] (Coloro)
* [[먼셀 색상계]]
* [[NCS 색상계]]
 
=== 다른 여러가지 색 공간 ===
* [[YIQ]]는 [[미국]]과 [[대한민국]] 컬러 텔레비전의 [[NTSC]] 방식에 쓰이는 색 공간이다. [[YIQ]]는 휘도(輝度, luminance)와 빨강과 파랑에 대한 두가지두 가지 색차값으로 색을 나타낸다. 이 색공간은색 공간은 [[PAL]] 방식에서 쓰이는 [[YUV]]와 관련이 깊다. 실제로 YIQ 색 공간은 YUV 색 공간을 33도 돌려놓은 것일 뿐이다.
 
: [[RGB]]
: Y=0.299R + 0.587G + 0.114B
: I=0.596R - 0.274G - 0.322B
: Q=0.211R - 0.523G + 0.312B
* [[YCbCr]]은 [[MPEG]], [[JPEG]] 등과 같은 디지털 이미지 압축 형식에 많이 쓰인다.
* [[HLS]]는 HSV와 비슷하나, v대신에 밝기('''l'''ightness) 성분이 들어간다.
* [[컴퓨터 시각]] 분야에 많이 사용되는 [[RG 색차]] 공간은 빛의 색깔(빨강, 노랑, 초록 등)만을 표현하고 그 밝기(혹은 어둡기)는 무시한다.
 
=== 전통적 색 공간 ===
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초기 색 공간은 두 개의 성분을 갖고 있었다. 당시에는 청색광을 무시했다.
 
== 주석같이 보기 ==
* [[색 목록이론]]▼
<references/>▼
* [[색 목록]]
 
== 각주 ==
▲<references />
 
== 참고 문헌 ==
* [[R. W. G. Hunt]], <cite>The Reproduction of Colour in Photography, Printing & Television</cite>, 5th Ed. Fountain Press, England, 1995. {{ISBN 0863433812|0-86343-381-2}}
* Mark D. Fairchild, <cite>Color Appearance Models</cite>, Addison-Wesley, Reading, MA (1998). {{ISBN |0-201-63464-3}}
* 조맹섭, 디지털 컬러의 기본원리, 도서출판국제, 2006
* 조맹섭, 디지털 컬러 프로세싱, 도서출판국제, 2006
 
== 함께외부 읽기링크 ==
▲* [[색 목록]]
 
== 바깥 고리 ==
* [http://www.poynton.com/ColorFAQ.html Charles Poynton's Color FAQ]
* [http://www.physics.sfasu.edu/astro/color.html Dan Bruton's Color Science] {{웨이백|url=http://www.physics.sfasu.edu/astro/color.html |date=20020802012056 }}▼
* [http://www.colourware.co.uk/cpfaq.htm FAQ about color physics]
* [https://web.archive.org/web/20040126151457/http://www-swiss.ai.mit.edu/~jaffer/Color/index.html Color-Scheme - open source color space management package written in Scheme]▼
▲* [http://www.physics.sfasu.edu/astro/color.html Dan Bruton's Color Science]
▲* [http://www-swiss.ai.mit.edu/~jaffer/Color/index.html Color-Scheme - open source color space management package written in Scheme]
* [http://www.wackerart.de/mixer.html RGB-Color Mixer Java Applet] Java-Plugin required
* http://www.pixelphoto.com/htdocs/html/rgb_cmyk.html - [[RGB 가산혼합|RGB]]와 [[CMYK 감산혼합| CMYK]]의 차이점
 
[[분류:{{색 공간|*]]}}
{{색 주제}}
{{사진술}}
{{압축 방식}}
 
[[ca분류:Espai색 de공간| color]]
[[분류:데이터 압축]]
[[de:Farbraum]]
[[en분류:Color space배색]]
[[fi분류:Väriavaruus영상 처리]]
[[분류:측광학]]
[[fr:Espace colorimétrique]]
[[hi:वर्ण व्योम]]
[[it:Spazio dei colori]]
[[ja:色空間]]
[[nl:Kleurruimte]]
[[no:Fargerom]]
[[pl:Przestrzeń barw]]
[[pt:Espaço de cores]]
[[ru:Цветовое пространство]]
[[sd:رنگ پولار]]
[[sk:Farebný systém]]
[[tr:Renk uzayı]]
[[zh:色彩空間]]
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