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다른 장치에서 색상이 동일하게 보이지 않는 이유는 무엇입니까?

2018/05/15

모든 전자 장치가 동일한 색상을 표현할 것이라는 생각은 흔히 하는 오해입니다. 특히, 제조업체와 모델이 동일한 장치라도 그렇습니다. 하지만 그렇지 않은 경우가 더 많습니다. 실제로 무엇 때문에 영상이 다르게 보이는지 생각해본 적이 있으십니까?

모든 전자 장치가 동일한 색상을 표현할 것이라는 생각은 흔히 하는 오해입니다. 특히, 제조업체와 모델이 동일한 장치라도 그렇습니다. 하지만 그렇지 않은 경우가 더 많습니다. 그 이유는 간단한 실험으로 설명됩니다. 여러분은 두 대의 모니터를 나란히 놓고 같은 이미지를 보았을 때 그림 1과 같이 두 이미지가 동일하게 보이지 않을 확률이 95% 이상인 상황에 직면하게 될 것입니다. 모니터의 제조업체와 모델이 동일할 필요는 없지만 설명을 위해 4대의 동일한 모니터 이미지를 사용했습니다.

같은 종류의 장치에서 다르게 보이는 색상

그림 1: 같은 종류의 장치에서 다르게 보이는 색상

이 현상을 목격할 수 있는 또 다른 경우는 새로운 TV를 구매할 때입니다. 대부분의 사람들은 대형 전자제품 매장에 가서 전시된 여러 대의 TV 중에서 한 대를 결정합니다. 그런 다음 색상이나 이미지 품질(또는 가격)이 가장 매력적인 제품을 선택합니다. 각 제조업체가 어떤 디스플레이를 향상시켜 최상의 이미지 품질을 제공하는지 시각적으로 파악하는 것은 쉬운 일입니다. 이 같은 원리는 모니터, 프로젝터, 프린터 및 기타 여러 기기에도 적용됩니다. 그러나 같은 원본 영상(매장이나 TV의 내장 디스플레이 비디오에서 재생되는 방송)이 나오고 있음에도 불구하고 실제로 영상이 다르게 보이는 원인을 생각해보셨니까?

제조업체나 상점이 색상 설정을 조정하는 것 외에도 다른 장치에서 재현되는 색상이 크게 다른 주요 이유로는 두 가지가 있습니다. 첫 번째 이유는 각 종류의 장치가 사용하는 색상 혼합 이론이 다르다는 것이고 두 번째 이유는 주로 대량 생산에 의한 차이입니다.

그림 2: (a) RGB 색상 빛을 사용하여 색상 혼합. / (b) CMY 착색제를 사용하여 색상 혼합.

먼저, 우리는 색상 혼합 이론에 대해 살펴볼 것입니다. 색상을 혼합하는 방법으로는 2가지가 있습니다. 하나는 착색된 빛을 사용하고 다른 하나는 착색제를 사용합니다. 그림 2a는 적색, 녹색 및 청색 광을 사용하여 색상을 혼합한 것을 보여 주며 그림 2b는 시안, 마제타 및 노란색 착색제를 사용하여 설명합니다. 그림 2a에서 적색, 녹색 및 청색 빛을 혼합하면 흰색 빛이 생성됩니다. 적색과 녹색 빛을 혼합하면 노란색 빛이 되고, 적색과 청색 빛을 혼합하면 마젠타 빛이 됩니다.

이러한 색 구성표와 관련하여 우리는 시안, 마젠타 및 노란색(그림 2b)을 "기본 색상"이라 부르고 적색, 녹색 및 청색(그림 2a)을 "보조 색상"이라고 합니다. 투과된 빛 매체를 사용하는 동시에 흰색 기질에 반사된 색상을 취하여 색상이 생성되기 때문에 이 색상 혼합 방법을 "감산 혼합"이라고 합니다. 반대로 적색, 녹색 및 청색 빛을 혼합하여 흰색을 만드는 방법은 "가산 혼합"이라고 합니다.

차이점은, "가산 혼합" 방식으로 색상을 만들기 위해 착색제나 잉크를 사용하려면, 용지나 캔버스와 같은 인쇄물에 착색제나 잉크를 발라야 한다는 점입니다. 따라서 그림 2b의 흰색은 종이나 캔버스의 흰색으로 생각하십시오. 이러한 표면에 시안 및 마젠타 착색제를 혼합하면 청색으로 보이고 마젠타와 노란색 착색제를 혼합하면 적색으로 보이게 됩니다. 시안, 마젠타 및 노란색 착색제를 모두 혼합하면 이론상으로는 검정색이 됩니다.

그림 3: 가산 혼합 방식

그림 4: 감산 혼합 방식

모니터나 프로젝터에 이미지를 표시하는 것과 같이 이미지를 디지털 방식으로 재현할 때는 그림 3과 같이 "가산 혼합" 방식이 자주 사용됩니다. 프린터로 이미지를 인쇄하는 것과 같이 하드카피 이미지를 재현하는 경우에는 그림 4와 같이 "감산 혼합" 방식이 사용됩니다. 여기서 우리는 가산 혼합과 감산 혼합 방식의 2차 색상이 정반대라는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 두 방식 모두에서 흰색과 검정색을 만드는 데 동일한 아이디어가 적용됩니다. 따라서 모니터나 프로젝터에서 생성된 색상은 색상 혼합 방식의 차이로 인해 인쇄된 용지의 색상과 다를 수 있습니다.

다양한 장치에 표현되는 색상에 차이가 있는 두 번째 이유는 대량 생산에 따른 오차 때문입니다. 이러한 색상을 생성하는 방법으로는 여러 가지가 있습니다. 그림 5는 일반적으로 생산되는 모니터를 예로 들어 설명합니다.

그림 5: LCD 패널의 주요 구성요소

그림 5는 모니터 패널 내부의 주요 구성요소를 보여줍니다. 하나의 패널을 만들려면 최소한 10개의 서로 다른 구성요소 레이어가 있어야 합니다. 색상에 주로 영향을 주는 주요 구성요소는 다음과 같습니다.

1. 백라이트

2. 편광판

3. TFT 기판

4. 액정 (LC)

5. 컬러 필터 어레이

6. 컬러 필터 기판

재료 및 제조 프로세스에 따라 각 구성요소의 레이어를 대량으로 생산하는 방식은 각 부품에 약간의 오차를 발생시킬 수 있습니다. 신속한 생산과 합리적인 가격을 위한 이러한 프로세스에서 발생하는 일반적인 차이는 구성요소당 약 5%입니다. 사용되는 각 구성요소의 품질관리 변수를 2%로 최대한 낮춰서 가정해 보겠습니다. 10개의 구성요소 레이어를 사용하면 패널의 오차 발생률이 15~20%까지 쉽게 올라갈 수 있습니다. 따라서 공장에서 조정이나 보정 과정을 거치지 않고 바로 패널을 사용하면 색이 단위마다 매우 달라질 수 밖에 없습니다. 이것은 모니터, 프로젝터, TV 그리고 심지어 프린터에서 일반적으로 나타나는 현상입니다.

이번 글을 통해 우리는 다른 장치에서 색상이 다르게 나타나는 세 가지 이유에 대해 알아보았습니다. 첫 번째는 각 제조업체마다 자체 색상 균형 설정이 있기 때문입니다. 두 번째 이유는 근본적인 색상 혼합 이론이 매체에 따라 달라진다는 점입니다. 마지막 이유는 대량 생산으로 인해 발생하는 작은 오차 때문입니다. 이제 우리는 이러한 현상에 대한 몇 가지 이유를 구체적으로 알게 되었습니다. 다음 글에서는 다른 장치에서 색상이 동일하게 보이도록 할 수 있는 방법을 설명합니다.

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