색상 모형 ( 컬러 모형, Color Model : RGB, CMY, HSV )

색상 즉, 컬러를 표현하는 가장 좋은 방법은 모든 컬러에 대해 각각 주파수 대역을 정의하여 사용하는 것입니다. 하지만, 현실적으로 불가능하기 때문에 색상을 표현하는 방법을 정의하기 시작했습니다.

이것을 색상 모형( 컬러 모형, Color Model )이라고 부르며 대표적인 컬러 모형으로 크게 세 가지가 있는데, 바로 RGB, CMYK, HSV 입니다.

 

□ 색상 모형 ( Color Model )

- 색상( color )를 표현하는 방법

- 숫자나 문자를 이용하여 색의 특징을 설명하기 위한 수학적 방법 ( 위키백과 )

 

□ 주요 색상 모형 ( Main Color Model )

주요 색상 모형	설명	기준
RGB	RGB 모형은 빛의 3원색인 빨강( Red ), 녹색( Green ), 파랑( Blue )을 기본 색상으로 모든 색을 표현하는 모형	빛의 3원색
CMY	색의 3원색인 청록색( Cyan ), 자주색( Magenta ), 노란색을 기본 색상으로 모든 색을 표현하는 모형	색의 3원색
HSV	색상( Hue ), 채도( Saturation ), 명도( Value)를 기준으로 색을 표현하는 모형	빛의 3속성

 

□ RGB ( Red, Green, Blue )

RGB는 빛의 3원색을 기준으로 표현하는 모형으로 컬러 채널 당 8 bit로 구성됩니다.

또한, RGB는 색을 혼합하면 명도가 올라가는 가산 혼합 방식입니다. 따라서, 빛의 성질과 똑같아 3색이 동일한 비율로 혼합되면 흰색( white )이 되는 것입니다.

빛의 성질과 같다는 점 때문에 당연히 빛을 방사하는 디스플레이 장치에 적합한 방식이며 잘 아시다시피 모니터나 TV 등에 기본 적용되고 있습니다.

 

그림) RGB 가산 혼합	그림) RGB 컬러 공간 모형

 

 

□ CMY ( Cyan, Magenta, Yellow )

색의 3원색은 물감을 섞을 때 가장 많은 수의 색상을 만들 수 있는 색을 말합니다.

우리가 보통 어릴 때 배웠던 색의 3원색은 빨강, 파랑, 노랑이지만, 정확히 말하면 청록, 자주, 노랑입니다.

CMY는 이런 색의 3원색을 기준으로 만든 모형입니다. 색의 3원색은 또한 여러 가지 특징이 있는데 3원색을 여러 비율로 섞으면 모든 색상 표현이 가능하지만, 반대로 다른 색으로는 절대 3원색을 만들 수 없습니다. 따라서, 3원색을 1차색이라도 하며, 이를 섞어서 나오는 녹색( Green ), 파랑( Blue ), 빨강( Red )을 2차색이라고도 합니다.

 

색은 물감의 경우처럼 혼합할수록 명도가 낮아지므로 CMYK는 감산 혼합 방식이기도 합니다.

참고로, 색이 섞을수록 명도가 떨어지는 이유는 빛과 반대되는 색의 성질, 즉, 대부분 빛을 흡수하되 반사하는 몇몇 빛이 색으로 나타나게 되는 기본 특성때문입니다.

CMY 모형은 종종 CMY + 검정색( Black의 K )를 추가하여 CMYK라고 표현하기도 합니다. 이것은 이론과 실제가 다르기 때문인데요. 사실 이론 상으로야 Cyan + Magenta + Yellow = Black 이어야 하지만, 물감이나 잉크를 이상적인 성분으로 만들 수 없는 관계로 동일하게 섞어도 검은색으로 나타나지 않기 때문입니다.

따라서, 이를 보완하기 위해 검정( Black )을 추가하는 까닭입니다.

CMY, CMYK는 색의 기본특성을 잘 나타내므로 당연히 프린터나 인쇄, 출판 영역에서 자주 사용되는 모형입니다. 잉크젯 프린터나 레이저 프린터의 토너를 보면 CMYK로 구성되어 있는 것을 종종 보실 수 있을 겁니다.

 

 

그림) CMY 감산 혼합 모형	그림) CMY 컬러 공간 모형

 

 

□ HSV ( Hue, Saturation, Value )

빛에는 세 가지 속성이 있습니다. 

 

빛의 3속성	설명	먼셀의 표색계
색상  ( Color, Hue )	- 색상 자체를 의미 - 빛의 파장(주파수)의 길이에 의해 결정되며    가시광선의 경우, 파장이 길면  빨강,    짧으면 보라색 계열이 됨
채도  ( Saturation )	- 색의 순도. 즉, 색의 맑고 탁한 정도 - 순색의 경우 채도가 높고 색을 섞을수록     낮아져서 탁색(회색)이 됨
명도  ( Value, Intensity )	- 색의 밝고 어두운 정도 - 빛의 진폭에 의해 결정되며 진폭이 크면    빛의 밝기(에너지)가 커짐

 

이와 같이 빛의 3속성을 이용하여 색을 표현하는 모형을 HSV 또는 HSI 모형이라고 합니다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 색상( Color, Hue )이란, 구분가능한 색깔 자체를 말하는 것으로 빨강, 파랑, 노랑 등 색을 갖는 유채색을 말합니다. HSV 모형은 원뿔모양의 좌표계로 표현되는데, 이 좌표계 상의 원을 색상환이라고도 합니다. 색상환에서 빨강은 0도, 초록은 120도, 파랑색은 240도에 위치합니다.

 

채도는 색상의 순도, 즉 색의 포함정도라고 할 수 있습니다. 채도가 높다는 말은 짙다, 선명하다, 뚜렷하다란 뜻이며, 낮다는 말은 흐리거나 탁하다라고 할 수 있습니다. HSV 모형에서 채도는 0~1 사이의 값을 가지며, 원뿔 중심으로 원뿔 겉면과 수평거리로 표현됩니다.

 

명도는 색의 밝기를 뜻하는 것으로 가장 밝은 색은 흰색이고 가장 어두운 색은 검정색입니다.  참고로, 명도에 의해 나타나는 흰색, 회색, 검정색과 같이 색을 갖지 않는 색상을 무채색이라고 합니다.

HSV 모형에서는 가장 아래쪽이 명도 0인 검정색, 가장 위쪽, 즉, 원의 중심이 명도 1인 흰색입니다.

 

사람이 색을 표현할 때, 색상은 빨강색인데 짙고 밝다라고 표현하듯이, HSV는 인간이 색을 인지하는 방식과 아주 유사합니다. 따라서, 주로 시각예술, 염색과 같은 분야에서 자주 사용됩니다.

 

그림) HSV 컬러 공간 모형	그림) 주요 색상 위치	그림) HSV 색상환