CIE xy coordinates

조명을 하는 사람이라면 누구나 알고 있는 색온도에 대해 잘 알고 있습니다. 색온도(color temperature)는 빛을 완벽하게 흡수하는 가상물질인 흑체에 열을 가했을 때, 절대온도와 색상을 색온도라고 합니다. 색온도가 낮을때는 붉은 빛이고 높아짐에 따라 황색, 흰색을 거쳐 푸른 빛이 도는 흰색이 됩니다.

텅스텐이나 백열광을 주로 사용할 때는 이 개념의 색온도를 사용합니다. 하지만 광원에서 열을 발생하지 않는 LED와 같은 광원은 상관색온도(correlated color temperature)를 사용하게 됩니다. 흔히 CCT라고 불리는 색온도입니다. 광원에서 발생하는 열이 없기 때문에 앞서 소개한 CIE1931의 흑체곡선상의 근사한 값을 상관색온도로 사용하게 됩니다.

상관색온도(correlated color temperature)는 말그대로 근사치를 나타냅니다. 지금까지 같다고 생각했던 색온도의 값이 사실은 다른 색상일 수 있다는 것입니다.

실제로 위의 CIE1931의 흑체곡선을 보면 동일 색온도가 사선으로 표시된 것을 볼 수 있습니다. 동일한 3500K이지만 흑체곡선상의 백색을 중심으로 위쪽으로는 Green을 포함한 3500K이 존재하고 아래쪽으로는 Mazenta의 영향을 받습니다.

< 같은 색온도지만 xy좌표 값에 따라 다른 색상을 보이고 있습니다.>

White 조명에서 색온도는 유일하게 주어지는 수치입니다. 하지만 색공간내에서 Blue_Yellow 색상은 포함하지만 Green_Magenta 색상에 대한 정보를 주지 않습니다. 그래서 같은 색온도 사이에도 오차가 발생할 수 밖에 없습니다. 이 차이를 해결하기 위해서 일부 조명장비에 Green/magenta correction 기능을 갖추고 있습니다.

< Green/magenta correction >

색온도를 맞추는 것만으로 광원의 색상을 정확하게 맞출 수 없다면 다른 방법은 무엇이 있을까요? 최근 CIE xy coordinates를 사용하여 조명광원의 색상을 맞추는 방법이 사용되고 있습니다. 광원의 색온도를 흑채곡선상의 White로 생각하지 않고 색공간 내의 하나의 색좌표로 개념을 확장한 것입니다. CIE1931 색공간 내 (x,y)좌표를 이용하여 광원의 색상을 동일하게 맞출 수 있습니다.

ARRI Stellar App

야외 찰영이나 여러가지 종류의 광원을 사용하는 경우, 가로등이나 네온사인과 같은 광원의 조명을 연출해야하는 경우라면 색온도보다 xy coordinates를 사용해 보다 정확한 색상을 맞출 수 있을 것입니다. 아직 모든 장비들이 이 방식을 지원하지는 않아 모든 현장에서 적용할 수는 없지만 앞으로 주목받을 수 있는 방식이 되지 않을까 생각합니다.

위 그림은 참고 이미지입니다.

참고로 현재 저희 회사 스튜디오에서 사용하고 있는 세 가지 장비의 CIE xy coordinates을 측정해 보았습니다. 장비는 텅스텐 Spotlight, ARRI L10C(LED) 그리고 Alpha E Type Base(LED)입니다. CIE xy coordinates는 고려하지 않고 색온도만 맞추어 사용했는데 장비간의 오차가 크지 않았습니다.

Tungsten Spotlight

ARRI L10C

Alpha E type Base