색 모델

3. CIE XYZ 색 공간

이 공간은 긴 파장(L), 중간 파장(M), 짧은 파장(S) 광 수용체에 대한 자극을 x, y, z 축으로 식별하면 3차원 유클리드 공간의 영역으로 나타낼 수 있다.The space can be derived by identifying the long-wavelength (L), medium-wavelength (M), and short-wavelength (S) cone photoreceptor stimulations as the x, y, and z axes, then it can be represented as a region of three-dimensional Euclidean space.^영어 원점 (S, M, L) = (0,0,0)은 검정색에 해당한다.The origin (S, M, L) = (0,0,0) corresponds to black.^영어 흰색은 이 다이어그램에서 명확한 위치를 가지고 있지 않다.White does not have a definite position in this diagram.^영어 오히려 원하는 대로 또는 주변 조명에서 사용 가능한 색온도 또는 화이트 밸런스에 따라 정의된다.Rather, it is defined as desired or available from ambient lighting, such as color temperature or white balance.^영어 인간의 색 공간은 이 글에 표시된 것과 같은 말굽 모양의 원뿔(아래 CIE 색도 다이어그램 참조)이며, 원점에서 원칙적으로 무한대로 확장된다.The human color space is a horseshoe-shaped cone as shown here (see also CIE chromaticity diagram below), extending from the origin to, in principle, infinity.^영어 실제로 인간의 색 수용체는 매우 높은 광 강도에서 포화되거나 손상될 수 있지만, 이러한 현상은 CIE 색 공간에 포함되지 않으며, 저조도에서의 색 지각 변화(크루이트호프 곡선 참조)도 포함되지 않는다.In reality, human color receptors can be saturated or damaged at very high light intensities, but such behavior is not part of the CIE color space, nor is the change in color perception at low light levels (see: Kruithof curve).^영어 가장 채도가 높은 색상은 영역의 바깥 가장자리에 위치하며, 더 밝은 색상은 원점에서 더 멀리 떨어져 있다.The most saturated colors are located at the outer edge of the region, with brighter colors further away from the origin.^영어 눈의 수용체 반응에 관한 한, "갈색"이나 "회색" 빛과 같은 것은 없다.As far as the response of receptors in the eye is concerned, there is no such thing as "brown" or "gray" light.^영어 후자의 색 이름은 주변 영역의 빛보다 강도가 낮은 주황색과 흰색 빛을 각각 나타낸다.The latter color names refer to orange and white light, respectively, with an intensity lower than the light from surrounding areas.^영어 회의 중에 오버헤드 프로젝터 화면을 보면 이를 확인할 수 있다.This can be seen by looking at the screen of an overhead projector during a meeting.^영어 프로젝터를 켜기 전에 "검정색"이 흰색 화면보다 실제로 어두워지지 않았더라도 흰색 배경에 검정색 글씨가 보인다.Even before the projector is turned on, you see black letters on a white background, even though the "black" area has not actually become darker than the white screen.^영어 "검정색" 영역은 실제로 어두워지지 않았지만, 주변에 투사된 더 높은 강도의 "흰색"에 비해 "검정색"으로 보인다.The "black" areas have not actually become darker, but appear "black" compared to the higher intensity "white" projected around them.^영어 색 일정성도 참조하라.See also color constancy.^영어

인간의 삼자극 공간은 색의 가법 혼합이 이 공간에서 벡터의 합에 해당하는 특성을 가지고 있다.The human tristimulus space has the property that additive mixing of colors corresponds to the addition of vectors in this space.^영어 이를 통해 예를 들어 컴퓨터 디스플레이의 빨간색, 녹색, 파란색 기본색으로 생성할 수 있는 가능한 색상(색역)을 쉽게 설명할 수 있다.This makes it easy to describe, for example, the possible colors (gamut) that can be created with the red, green, and blue primaries of a computer display.^영어

최초로 수학적으로 정의된 색 공간 중 하나는 1931년 국제조명위원회(International Commission on Illumination, CIE)가 만든 CIE XYZ 색 공간(CIE 1931 색 공간으로도 알려져 있음)이다. 이 데이터는 사람 관찰자와 2도 시야에 대해 측정되었다. 1964년에는 10도 시야에 대한 보충 데이터가 발표되었다.

표에 나열된 감도 곡선에는 특정한 임의성이 있다는 점에 유의해야 한다.It should be noted that the sensitivity curves listed in the table have a certain arbitrariness.^영어 개별 X, Y 및 Z 감도 곡선의 모양은 상당한 정확도로 측정할 수 있다.The shapes of the individual X, Y, and Z sensitivity curves can be measured with considerable accuracy.^영어 그러나 전반적인 휘도 함수(사실상 이 세 곡선의 가중합)는 시험 대상자에게 완전히 다른 색이라도 두 광원의 밝기가 같은지 묻는 것을 포함하기 때문에 주관적이다.However, the overall luminance function (in fact the weighted sum of these three curves) is subjective, as it involves asking the test subject whether the brightness of two light sources is the same, even if they are completely different colors.^영어 같은 맥락에서 X, Y 및 Z 곡선의 상대적 크기는 곡선 아래의 면적이 같도록 임의로 선택된다.In the same context, the relative magnitudes of the X, Y, and Z curves are arbitrarily chosen so that the areas under the curves are equal.^영어 진폭이 두 배인 X 감도 곡선을 가진 유효한 색 공간을 정의할 수도 있다.A valid color space with an X sensitivity curve with twice the amplitude could also be defined.^영어 이 새로운 색 공간은 다른 모양을 가질 것이다.This new color space would have a different shape.^영어 CIE 1931 및 1964 xyz 색 공간의 감도 곡선은 곡선 아래의 면적이 같도록 배율 조정된다.The sensitivity curves in the CIE 1931 and 1964 xyz color spaces are scaled so that the areas under the curves are equal.^영어

때때로 XYZ 색은 다음과 같이 정의된 휘도 Y와 색도 좌표 x 및 y로 표현된다.Sometimes XYZ colors are represented by luminance Y and chromaticity coordinates x and y, defined as follows:^영어

:$x\; =\; \backslash frac\{X\}\{X\; +\; Y\; +\; Z\}$ 및 $y\; =\; \backslash frac\{Y\}\{X\; +\; Y\; +\; Z\}$

수학적으로 x와 y는 사영 좌표이며 색도 다이어그램의 색은 실수 사영 평면의 영역을 차지한다.Mathematically, x and y are projective coordinates, and the colors of the chromaticity diagram occupy the region of the real projective plane.^영어 CIE 감도 곡선의 곡선 아래 면적이 같기 때문에 평평한 에너지 스펙트럼을 가진 빛은 점 (x, y) = (0.333, 0.333)에 해당한다.Since the areas under the curves of the CIE sensitivity curves are equal, light with a flat energy spectrum corresponds to the point (x, y) = (0.333, 0.333).^영어

X, Y 및 Z 값은 광선의 스펙트럼과 게시된 색 일치 함수의 곱을 적분하여 얻는다.

4. 가산 및 감산 색 모델

4. 1. RGB 색 모델

4. 2. CMY 및 CMYK 색 모델

4. 3. RYB 색 모델

5. 원통형 좌표 색 모델

원통형 좌표 색 모델은 18세기부터 현재까지 다양한 형태로 발전해 왔다. 이 모델들은 중앙 축을 따라 검정에서 흰색으로 이어지는 무채색과 주변부의 각도에 해당하는 유채색으로 구성된다.

필리프 오토 룬게와 요하네스 이텐의 색상 구체는 이러한 원통형 모델의 대표적인 예시이다.^[14] 이들은 색상 구체의 적도 부근에 순수하고 채도가 높은 색상을 배치하고, 보색 관계의 색상을 서로 마주 보게 배치했다. 중심축으로 갈수록 채도가 낮아져 중성 회색이 되며, 수직축을 따라서는 밝기가 변하여 위쪽은 흰색, 아래쪽은 검은색이 된다.

이러한 색상 구체 모델 외에도, HSL 및 HSV, 먼셀 색체계, 자연색 시스템 등 다양한 원통형 좌표 색 모델이 존재한다.

5. 1. HSL 및 HSV

5. 2. 먼셀 색 체계 (Munsell color system)

5. 3. 자연색 시스템 (Natural Color System)

5. 4. 기타 원통형 좌표 색 모델

6. 색 체계 (Color systems)

색상을 분류하고 그 효과를 분석하는 다양한 색 체계가 있다. 알버트 H. 먼셀이 고안한 미국의 먼셀 색 체계는 색상, 채도, 명도를 기반으로 다양한 색상을 색 입체로 구성하는 유명한 분류 체계이다. 다른 중요한 색 체계로는 스웨덴의 내추럴 컬러 시스템(NCS), 미국 광학회의 균등 색 공간(OSA-UCS), 부다페스트 기술경제대학교의 안탈 넴치크(Antal Nemcsics)가 개발한 헝가리의 컬러로이드 시스템이 있다. 이 중 NCS는 대립 과정 색 모델을 기반으로 하는 반면, 먼셀, OSA-UCS, 컬러로이드는 색상 균일성을 모델링하려고 시도한다. 미국의 팬톤과 독일의 RAL 상업용 색상 매칭 시스템은 기본 색상 모델을 기반으로 하지 않는다는 점에서 이전 시스템과 다르다.^[1]

7. 색각 메커니즘 모델 (Models of mechanism of color vision)

색 모델이라는 용어는 시각 원추세포에서 신경절 세포까지 색 신호가 어떻게 처리되는지 설명하는 색각 모델이나 메커니즘을 나타내는 데에도 사용된다. 간단히 하기 위해 이러한 모델들을 색 메커니즘 모델이라고 부른다. 고전적인 색 메커니즘 모델로는 영–헬름홀츠의 삼원색 모델과 헤링의 대립 과정 모델이 있다. 이 두 이론은 처음에는 상반되는 것으로 여겨졌지만, 나중에 색 대립을 담당하는 메커니즘이 세 가지 유형의 원추세포로부터 신호를 받아 더 복잡한 수준에서 처리한다는 것을 알게 되었다.^[30] 널리 받아들여지는 모델로는 영역 모델(zone model)이 있다. 삼원색 이론, 대립 이론, 그리고 스미스의 색 변환 모델과 호환되는 대칭적인 영역 모델을 디코딩 모델이라고 한다.^[31]

7. 1. 척추동물의 색각 진화 (Vertebrate evolution of color vision)

참조

_[1] 서적 Colour and Culture : Practice and Meaning from Antiquity to Abstraction Thames & Hudson 1995
_[2] 서적 The Laws of Contrast of Colour https://archive.org/[...] Routledge, Warne, and Routledge
_[3] 서적 Color and Meaning: Art, Science, and Symbolism Thames & Hudson 2000
_[4] 서적 Coloritto; or the Harmony of Colouring in Painting: Reduced to Mechanical Practice under Easy Precepts, and Infallible Rules; Together with some Colour'd Figures. https://archive.org/[...] 2020-07-04
_[5] 학술지 An Account of Mr. J. C. Le Blon's Principles of Printing, in Imitation of Painting, and of Weaving Tapestry, in the Same Manner as Brocades. https://royalsociety[...] 2020-07-04
_[6] 웹사이트 Color vision: Do "primary" colors exist? http://handprint.com[...] Handprint.com 2017-09-01
_[7] 서적 Decorative Painting & Faux Finishes http://www.benjaminm[...] Creative Homeowner 2004
_[8] 서적 Jacob Christoph Le Blon, 1667–1741: Inventor of Three- and Four-colour Printing 1985
_[9] 서적 The Science of Color https://books.google[...]
_[10] 웹사이트 7.2 The RYB hu e circle or "artists' color wheel". http://www.huevaluec[...] 2013
_[11] 서적 Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces https://books.google[...] Morgan Kaufmann
_[12] 서적 Lightwave 3d 7.5 Lighting https://books.google[...] Wordware Publishing, Inc
_[13] 학술지 Device Independent Color—Who Wants It? https://www.imaging.[...] 2023-11-13
_[14] 서적 The Art of Color Reinhold Publishing Corporation 1966
_[15] 문서 Levkowitz and Herman (1993)
_[16] 문서 Smith (1978)
_[17] 문서 Joblove and Greenberg (1978)
_[18] 서적 Die Farben-Kugel, oder Construction des Verhaeltnisses aller Farben zueinander Perthes 1810
_[19] 서적 A Color Notation Munsell Color Company 1905
_[20] 문서 Fairchild (2005)
_[21] 학술지 Charting Color from the Eye of the Beholder http://www.americans[...] 2005-09-10
_[22] 학술지 History of the Munsell Color System
_[23] 학술지 Final Report of the OSA Subcommittee on the Spacing of the Munsell Colors
_[24] 문서 MacEvoy (2010)
_[25] 간행물 Color Hue and Ink Transfer—Their Relation to Perfect Reproduction 1953
_[26] 문서 Kuehni (2003)
_[27] 서적 The Reproduction of Colour Voyageur Press 2004
_[28] 웹사이트 The Lab Color Mode in Photoshop http://kb.adobe.com/[...] 2007-01
_[29] 서적 The Science of Color https://books.google[...] Elsevier 2003-07-11
_[30] 서적 Principles of Neural Science McGraw-Hill 2000
_[31] 간행물 Explaining colour vision with the decoding model 2021