색 공간
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.
색 공간의 이해
미술 시간에는 빨강, 파랑, 노랑의 삼원색을 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.
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
이 부분의 본문은 RGB 가산혼합입니다.
RGB 색 공간은 색을 혼합하면 명도가 높아지는 가산 혼합 방식으로 색을 표현한다. RGB 가산혼합의 삼원색은 빨강(Red), 녹색(Green)[1], 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 색 공간
이 부분의 본문은 CMYK 감산혼합입니다.
CMYK 색 공간은 인쇄과정에서 쓰이는 감산 혼합 방식으로, 하얀색 바탕에 4가지 잉크의 조합으로 색을 나타내는 것을 말한다. 색을 혼합하면 명도가 낮아지기에 감산 혼합이라고 한다. CMYK는 인쇄에 쓰이는 4가지 색은 옥색(Cyan), 자청색(Magenta), 노랑(Yellow), 검정(Black)을 뜻한다.
HSV 색 공간
이 부분의 본문은 HSV 색 공간입니다.
HSV 색 공간은 색상(Hue), 채도(Saturation), 명도(value)를 기준으로 색을 구성하는 방식이다. 감산 혼합이나 가산 혼합보다 색상의 지정이 직관적[2]이기 때문에 시각 예술에서 자주 쓰인다.
CIE 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.
상업적 색 공간:
다른 여러가지 색 공간
- YIQ는 미국과 대한민국 컬러 텔레비전의 NTSC방식에 쓰이는 색 공간이다. YIQ는 휘도(輝度, luminance)와 빨강과 파랑에 대한 두가지 색차값으로 색을 나타낸다. 이 색공간은 PAL 방식에서 쓰이는 YUV와 관련이 깊다. 실제로 YIQ 색 공간은 YUV 색 공간을 33도 돌려놓은 것일 뿐이다.
- YCbCr은 MPEG, JPEG 등과 같은 디지털 이미지 압축 형식에 많이 쓰인다.
- HLS는 HSV와 비슷하나, v대신에 밝기(lightness) 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
초기 색 공간은 두 개의 성분을 갖고 있었다. 당시에는 청색광을 무시했다.
주석
참고 문헌
1. 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