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색 표현 영역의 확장 : VANTABLACK & YInMn BLUE

Category : 과학,CG,상식 | 2017.05.19 17:22

 

 

 

 




1. COLOR

 

인간이 인지할 수 있는 색의 영역을 객관적으로 수치화해서 제정한 것이 국제조명위원회(CIE)가 1931년에 제정한 CIE 1931으로 아래 사진에서 보이는 것처럼 다양한 색상이 있는 말발굽 모양의 좌표로 표시합니다.

 

 

 

 

 

(그림1. CIE 1931)

 

 

 

 

 

이런 모양으로 색영역이 되어 있기 때문에 현재의 기술로써는 완벽하게 인간이 인지하는 모든 색을 구현해 낼 수 없습니다. 그나마 빛을 이용한 디스플레이로 표현할 수 있는 색영역은 (이를 광원색이라 합니다. 다른 표현으로 RGB COLOR) 염료로 표현할 수 있는 색영역(이를 물체색이라 합니다. 다른 표현으로 CMYK)보다 넓어서 더 많은 색을 표현할 수 있습니다. 그러기에 모니터 상에서 표현한 색을 인쇄하면 이상하게 나오는 이유가 이것 때문인 것 이죠.

 

 

(그림2. RGB와 CYMK의 색역: RGB색역이 훨씬 넓은 것을 알 수 있다)

 

 

 

 

(그림3. RGB로 작업한 것을 CMYK로 전환하면 다음과 같이 색이 바랜 것을 알 수 있다. RGB의 색역에 비해 CMYK의 색역이 좁기 때문에 벌어지는 현상이다)

 

 

 

 

 

 

인간의 기술이 발달하게 됨에 따라 당연히 색 재현율도 점차 늘어나게 됩니다. ADOBE RGB라던가 DCI-P3 색영역이 그런 것인데 이는 디스플레이로 표현되는 영역 뿐 아니라 염료도 마찬가지입니다. 물론 순수 염료인 CYAN, MAGENTA, YELLOW를 섞어 표현할 수 있는 색의 영역은 한계가 있고 별색(SPOT COLOR)라는 특수 컬러 염료를 개발해서 그 표현 영역을 넓혀가는 것입니다. 대표적인 별색으로 유명한 게 바로 PANTONE 컬러들이지요

 

 

(그림4. 대표적인 별색인 PANTONE COLOR)

 

 

최근 이런 특수 컬러들이 더더욱 발전해서 다음과 같은 색들이 나오게 됩니다.

 

 

 

 

 

 

2. VANTABLACK

 

검정색은 엄밀히 이야기해서 색이 아닙니다. 명도 값을 표현하는 지표일 뿐이지요. 하지만 일반적으로 검정색이라고 보편적으로 이야기되고 통용되기 때문에 보통 색의 범주에 넣기도 합니다. 아무튼 검정은 빛을 100% 흡수하기 때문에 나타나는 현상인데 인간의 기술로써 100% 빛을 흡수하는 물체를 만드는 것은 불가능했습니다.
그러던 2014년 영국 기업인 Surrey NanoSystems에서 나노기술을 이용해서 새로운 BLACK을 개발하게 되는데 그것이 바로 VANTA BLACK입니다.
Vertically Aligned Nano Tube Arrays의 약자인 VANTA는 미세한 탄소 나노 튜브를 세워 튜브와 튜브 사이에 서로 수없이 반사하는 과정을 거치게 되어 들어온 빛들이 대부분 흡수시킵니다.  이렇게 해서 99.96% 빛을 흡수하게 되어 육안으로 볼 때는 완벽한 검정색으로 보이는 것은 물론 도포된 표면은 마치 검은 구멍 혹은 검은 평면으로 보이게 됩니다.

 

 

(그림5. MASK에다가 VANTABLACK을 도포한 것. 빛을 거의 완벽하게 흡수하기 때문에 음영이 느껴지지 않아 그냥 검은 구멍 처럼 보인다)

 

 

 

 

 

(그림6. 일반 검정 PAINT와 VANTABLACK으로 칠한 것의 비교)

 

 

 

 

 

 

더나가 VANTABLACK은 가시광선뿐 아니라 적외선 영역까지 흡수하는데, 이로 인해 최초에는 인공위성의 위장용 도료로 개발되었으나 다양한 활용도가 발굴되어 주목받고 있습니다. 특히 천체망원경의 내부 도색용 도료로 연구되고 있는데 반타블랙을 쓰면 반사율이 0.04%로 줄어들어 난반사에 의한 간섭이 거의 제로가 되기 때문에 검출 효율과 카메라의 감도를 획기적으로 높일 수 있다고 합니다. 단순한 색의 영역을 넘어 다양한 산업목적으로 사용될 것으로 기대되고 있습니다.

 

 

 

 

 


3. YInMn Blue

 

오리건 주립대학의 Mas Subramanian교수와 그의 연구팀은 2009년 당시 화학물질에 대한 전기 반응을 실험하던 중, 검은색을 띠는 산화망간(manganese oxide)에 다양한 화학물질을 더해 최대 1100℃까지 가열하던 도중 우연히 파란색의 새로운 물질이 탄생하게 됩니다. 이 파란색은 기존에 익숙한 파란색보다 더욱 선명하고 더 짙은 새로운 느낌의 강렬한 파란색으로 그동안 디스플레이 상에서 표현 됬지만 염료로 표현되지 못한 채도가 높은 파란색이었던 것입니다. 여기에 포함된 화학물질은 이트륨(Yttrium), 인듐(Indium), 망간(Manganese), 산소(Oxygen) 등이며, 연구진은 앞 글자를 따서 YinMn(인망)이라는 이름을 붙였습니다.

 

 

(그림7. 새로운 BLUE, YinMn BLUE)

 

 

 

(그림8. ULTRAMARINE BLUE, CERULEAN BLUE, YinMn BLUE)

 

 

 

 

YinMn BLUE가 염료로 표현할 수 있는 색의 영역을 더 넓힌 것 이외에 또 다른 쾌거는 프러시안 블루나 코발트 블루와 같은 기존 파란색소를  제조하는 과정에서 필요했던  화학성 독성물질을 사용할 필요가 없게 되었다는데 있습니다. 왜냐하면 YinMn Blue는  Crystal Structure를 가진 무기염료(inorganic pigment)이기 때문입니다. 이로 인해 독성이 없어 인테리어용 페인트나 플라스틱 장난감등에 사용하기에 적합하여 업계는 이것을 계기로 앞으로 다른 염료들도 무기염료로 만들면서 독성이 없는 염료시대에 진입하게 될 것이라고 예견하고 있습니다. 그리고 YinMn Blue는 매우 독특한 크리스탈 형태의 구조로 인해 내구성이 높아서 빛에 바래는 정도가 다른 파란색에 비해 현저히 낮게 나타났다고 합니다. 또한 이런 구조 때문에 표면의 온도를 낮추는 효과가 있으며, 에너지 효율성을 높이는데 뛰어나기 때문에 다양한 분야에서 사용할 수 있다고 Mas Subramanian교수는 설명했습니다.

 

 

 

(그림9. YinMn BLUE의 CRYSTAL 형태 구조)

 

 

 

 

 

 

 

이런 식으로 표현 가능한 색이 많아짐은 물론, 다양한 용도로 안전하게 활용 될 수 있기 때문에 이런 기술 발전이 가져 올 앞으로의 미래가 더욱 더 기대되는 바입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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