서로 다른 세 가지 색의 빛을 조절하는 것만으로 수많은 색을 표현할 수 있는 원리는 무엇일까요?

Question

전자기기의 화면을 아주 가까이에서 확대해서 보면 빨강·초록·파랑의 작은 점들이 반복되어 있는 것을 볼 수 있는데, 서로 다른 세 가지 색의 빛을 조절하는 것만으로 수많은 색을 표현할 수 있는 원리는 무엇일까요?

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

세 가지만의 색깔만으로 수만 가지 색을 만들 수 있는 건 빛의 3원색 합성 원리 덕분입니다. 빛은 더할수록 밝아지는 가산 혼합 특징을 가지고 있습니다. 그래서 빨간색 초록색 파란색 빛의 세기를 다르게 조합하면 우리 눈이 인식하는 모든 색을 만들어 낼 수 있는 거죠. 그래서 세 가지 빛을 모두 최대로 켜면 하얀색이 되고, 전부 꺼버리면 검은색이 되는 식입니다.

그리고 실제 화면에는 픽셀이라고 하는 미세한 점들이 박혀 있습니다. 하나의 픽셀 안에는 서브픽셀이라 불리는 작은 빨강 초록 파랑 점들이 있죠.

우리 눈에는 이 미세한 점들을 개별적으로 구분하지는 못 하고 하나로 합쳐서 인식을 하게 됩니다. 그래서 각 서브픽셀의 밝기를 미세하게 조절해서 정교한 색상과 밝은 화상을 모니터에 띄워주는 거죠.

Answer 2

안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.

사람 눈에 빨강,초록,파랑을 감지하는 원추세포가 세 종류뿐이기 때문에 세 빛의 밝기 조합만으로 다양한 색을 인식합니다. 화면은 이 원리를 이용해서 서브픽셀 밝기를 조절하고 눈이 이를 합쳐 하나의 색으로 본답니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

사람의 눈에는 빨강 초록 파랑의 세 가지 색상 영역을 각각 감지하는 3종류의 원뿔세포가 있어 이들의 자극 비율을 조합해 모든 색을 인식합니다 전자기기 화면은 이러한 인간의 시각 특성을 이용해 빨강 초록 파랑 빛을 발산하는 미세한 서브픽셀의 밝기를 개별적으로 정밀하게 조절하는 빛의 가법혼색 원리를 적용합니다. 서브픽셀들이 매우 조밀하게 배치되어 있어 일정한 거리가 떨어지면 우리 눈은 각 점을 따로 구분하지 못하고 하나의 상으로 합성하여 인식하게 됩니다. 결과적으로 세 색상의 빛 강도를 0부터 255단계 등으로 조합함으로써 수백만에서 수천만 가지 이상의 다채로운 색상을 고해상도 화면으로 표현할 수 있습니다

Answer 4

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

사람 눈에는 반응하는 파장대가 조금씩 다른 원추세포 세 종류가 있어요. 눈은 들어온 빛의 파장을 직접 읽는 게 아니라 이 세 세포가 각각 얼마나 자극됐는지, 그 세 숫자만 뇌로 보내요. 그래서 노란 파장의 빛 하나가 들어오든 빨강과 초록 빛이 섞여 들어오든, 세 세포의 반응 비율만 같으면 뇌는 똑같은 노랑으로 받아들여요.

화면은 이 성질을 이용해요. 빨강·초록·파랑 점의 밝기를 따로 조절해서 원추세포 세 개가 받는 자극 비율을 표현하려는 색과 똑같이 맞추는 거죠. 점 하나의 크기가 눈이 구분할 수 있는 한계보다 작아서, 떨어져 있는 세 점이 하나의 색으로 합쳐져 보이고요.

숫자로 보면 점마다 밝기를 256단계로 나누니 256을 세 번 곱해 1677만 가지 조합이 나와요. 제가 분광 데이터를 들여다보면 화면이 내는 노랑에는 노란 파장이 거의 섞여 있지 않아요. 그런데도 눈은 그걸 노랑으로 읽어요 :)