목차(연색성,색온도,시감도,순응,균제도)
연색성,색온도,시감도,순응,균제도
1️⃣연색성 ►
연색성이란 광원이 물체의 색을 얼마나 자연스럽게 보여주는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 태양광 아래에서 보는 색과 얼마나 유사하게 보이게 하는지를 의미합니다.
빛의 분광 분포 특성이 색의 보임에 미치는 효과
- 높은 연색성: 빛 아래에서 본 물체의 색이 자연광 아래에서 보는 것과 매우 비슷합니다.
- 낮은 연색성: 빛 아래에서 본 물체의 색이 왜곡되거나 부자연스럽게 보입니다.
- 연색성 평가법에 CIE평가법과 KS광원 연색성 평가법이 있다
1)왜 연색성이 중요할까요?
- 색의 정확한 표현: 미술 작업, 디자인, 식품 등 색의 정확한 표현이 중요한 분야에서는 높은 연색성의 빛이 필수적입니다.
- 시각적 편안함: 높은 연색성의 빛은 눈의 피로를 줄이고 시각적인 편안함을 제공합니다.
- 작업 효율: 특히 색을 구별해야 하는 작업에서는 연색성이 높은 광원이 작업 효율을 높여줍니다. 예를 들어, 의류 디자인이나 미술 작업 시 정확한 색 판단이 필요하기 때문에 연색성이 중요합니다.
- 분위기 연출: 따뜻하고 부드러운 분위기 연출을 위해서는 낮은 연색성의 빛을, 밝고 생기 넘치는 분위기를 위해서는 높은 연색성의 빛을 사용할 수 있습니다.
2)연색성 평가법
- 평균 연색 평가수(Ra): 다양한 색상의 표준 시료를 광원으로 비추었을 때, 그 색이 얼마나 정확하게 표현되는지를 평균적으로 나타낸 값입니다. Ra 값은 0~100까지이며, 값이 높을수록 연색성이 우수합니다.
- 특수 연색 평가수(R15): 특정 색상, 특히 피부색을 얼마나 정확하게 표현하는지를 나타내는 지수입니다. R15 값 역시 0~100까지이며, 값이 높을수록 피부색을 더 자연스럽게 표현합니다.
3)연색성 평가지수 (CRI) ►
연색성 평가지수(CRI, Color Rendering Index)는 광원이 다양한 색상의 물체를 얼마나 정확하게 표현하는지를 나타내는 척도입니다. 쉽게 말해, 빛이 물체의 본래 색깔을 얼마나 잘 보여주는지를 수치로 나타낸 것이라고 할 수 있습니다.
CRI는 0에서 100까지의 값을 가지며, 100에 가까울수록 자연광에 가까운 빛을 의미합니다.일반적으로 CRI 80 이상이면 충분히 좋은 색 표현을 한다고 평가합니다.
- 측정 방법: CRI는 특정 표준 광원과 비교하여 8가지 색 표본의 색 차이를 측정하여 계산합니다.
- CRI의 한계: CRI는 특정 표준 광원과의 비교를 기반으로 하기 때문에, 실제 다양한 색상에 대한 표현력을 완벽하게 나타내지는 못한다는 한계가 있습니다.
| 연색성 등급 | 연색평가수 Ra범위 | 광원색 느낌 | 사용장소 |
|---|---|---|---|
| 1 | Ra≥85 | 서늘함 | 도장, 인쇄공장 |
| 중간 | 점포, 병원 | ||
| 따뜻함 | 호텔, 레스토랑 | ||
| 2 | 70≤Ra<85 | 서늘함 | 백화점, 사무실 |
| 중간 | 온난한 기후의 백화점,사무실 | ||
| 따뜻함 | 추운기후의 백화점,사무실 | ||
| 3 | Ra<70 | 연색성을 중요하게 여기지 않는 실내 | |
| S(특별) | 특별한 연색성 | 특별한 용도 |
4)연색성을 높이는 방법
- LED 조명 선택: 고연색 LED 조명은 일반 백열등이나 형광등보다 연색성이 높습니다.
- 자연광 활용: 자연광은 가장 높은 연색성을 가진 빛입니다.
- 여러 종류의 광원 조합: 단일 광원보다는 여러 종류의 광원을 조합하여 연색성을 높일 수 있습니다.
2️⃣색온도 ►
1)정의
- 흑색의 물체(흑체)가 어떤 온도에서의 광색과 어떤 광원의 광색이 동일할 때 그 흑체의 온도를 가지고 그 광원의 광색을 표시하며, 이를 “색온도”라 한다.
- 단위는 켈빈(K)으로 표시하며, 숫자가 낮을수록 따뜻한 느낌의 붉은색 계열, 숫자가 높을수록 차가운 느낌의 푸른색 계열에 가깝습니다.
2)색온도 결정 방법
- 분광 분석: 빛을 구성하는 파장별 세기를 측정하여 Planck의 복사 법칙을 이용하여 색온도를 계산합니다. 가장 정확한 방법이지만, 고가의 장비가 필요합니다.
- 색표준 광원 비교: 표준 광원과 비교하여 색 차이를 측정하고, 가장 유사한 색표준 광원의 색온도를 해당 광원의 색온도로 간주합니다.
- 색좌표계: CIE 색좌표계를 이용하여 빛의 색좌표를 측정하고, 색온도와의 상관관계를 통해 색온도를 추정합니다.
3)색온도와 조도와의 관계
조도는 빛의 양을 나타내는 척도이고, 색온도는 빛의 색깔을 나타내는 척도이므로, 직접적인 상관관계는 없습니다. 즉, 조도가 높다고 해서 색온도가 높은 것은 아니고, 낮은 조도라고 해서 색온도가 낮은 것도 아닙니다.
4)조도와 색온도에 대한 일반적 느낌
| 조도[lx] | 3,000[K]이하 따뜻하다 | 광원색의 느낌 중간 | 5,000[K]이상 서늘하다 |
|---|---|---|---|
| ≤500 | 좋은느낌 | 중간 | 서늘한느낌 |
| 500~1,000 | |||
| 1,000~2,000 | 한가한느낌 | 좋은느낌 | 중간 |
| 3,000~3,000 | |||
| ≥3,000 | 부자연스러운 느낌 | 한가한느낌 | 좋은느낌 |
5)색온도와 연색성의 차이점
- 연색성: 빛이 물체의 색을 얼마나 자연스럽게 보여주는가를 나타내는 지표
- 색온도: 빛의 색깔 자체를 나타내는 지표
둘 다 조명 선택 시 중요한 요소이지만, 연색성은 색의 정확도에 초점을 맞추고, 색온도는 빛의 분위기에 초점을 맞춥니다.
6)색온도 선택 시 고려 사항
- 공간의 용도: 공간의 용도에 따라 적절한 색온도를 선택해야 합니다.
- 활동: 집중력이 필요한 작업에는 중립적인 색온도, 휴식을 취할 때는 따뜻한 색온도가 좋습니다.
- 개인의 취향: 개인의 취향에 따라 색온도를 선택할 수 있습니다.
7)색온도의 예
- 정육점의 붉은색 형광등 사용
- 과일가게 위에 백열전구 사용
**
3️⃣시감도 ►
1)정의
광원의 시감도란 사람의 눈이 빛을 얼마나 잘 인식하는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 같은 세기의 빛이라도 파장에 따라 우리 눈에 느껴지는 밝기가 다르기 때문에, 이러한 차이를 수치화한 것이 시감도입니다.
2)시간도의개념
- 파장에 따른 민감도 차이: 사람의 눈은 주파수 540×10¹²[Hz]진공 중 파장 555[nm](녹색) 파장의 빛에 가장 민감하게 반응하며, 파장이 짧아지거나 길어질수록 민감도가 떨어집니다.
- 사람의 눈이 빛을 느끼는 가시광선 영역 380~780[nm]파장 범위
- 시감도 함수: 시감도를 나타내는 그래프로, 파장에 따른 시각적 효율을 보여줍니다.
- 최대 시감도: 555nm에서의 시감도를 기준으로 1로 정하며, 다른 파장의 시감도는 이 값에 대한 비율로 나타냅니다.
3)비시간도 곡선
4)시감도의 중요성
- 조명 설계: 조명 설계 시 광원의 시감도를 고려하여 최적의 조도를 확보하고 에너지 효율을 높일 수 있습니다.
- 디스플레이: 디스플레이의 색 재현성을 높이고 시각적 피로를 줄이기 위해 시감도를 고려해야 합니다.
- 사진 및 영상: 카메라 센서의 감도를 조절하고 색 보정을 할 때 시감도를 고려해야 합니다.
4️⃣순응(Adaptation) ►
1)정의
- 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상
2)종류
- 명순응 : 밝은 곳에서 나오는 경우 순응 소요시간은 2~3분 정도
- 암순응 : 어두운 곳에서 순응으로 소요시간은 20분정도
3)퍼킨제 효과 ►
퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다
- 명순응된 눈의 최대 비시감도 : 555[nm]
- 암순응된 눈의 최대 비시감도 : 510[nm]
퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구
- 조명 설계:
- 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
- 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
- 디자인:
- 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
- 사진 촬영:
- 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
- 군사:
- 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
- 해양 생물학:
- 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.
5️⃣균제도 ►
1)정의
- 작업 대상물의 수평면상에서 조도가 고르지 못한 것을 표시하는 척도
- 조명에서 조도의 균일한 정도의 의미
- 피로도가 적은 이상적인 광환경 조성을 위해 조도가 균일하게 되도록 고려
2)균제도 표현
- E1: 전반조명에 의한 균제도
- E2: 국부조명에 의한 균제도
- 균제도
- E₁, E₂값이 1이면 완벽한 조도 분포를 의미한다. 즉, 균제도를 1로 한다는 것은 현실로 불가능하여 일반적으로 1:3정도를 적용한다
3)균제도 측정 시 작업대상물의 높이
- 특별히 지정되지 않은 경우 : 바닥 위 85[cm]
- 않아서 하는 작업 : 바닥 위 40[cm]
- 복도, 옥외 : 바닥면 또는 지면
4)균제도의 평가 및 범위
- E₁, E₂의 값이 1이면 조도 분포가 완전 균일함을 의미
- 균제도의 허용 범위는 일반적으로 E₁≥0.3, E₂≥0.15 등의 값이 주어져 있지만, 균제도를 무조건 좋게 하기 위해 조명기구 배치를 검토하는것은 비경제적이므로 방의 용도에 따라 적정한 값을 선정
- 예를 들면, 사무실의 경우 E1이 0.7 이상되는 것이 바람직함
5)조명설계에서 균제도의 적용
- 사무실에서의 전반조명에 의한 균제도 E1은 0.7이상 되도록 하는 것이 좋다
- 교실의 흑판 조명균제도 E₁은 1/3이상
- 경기장에서 균제도 E₂는1/3이상
- 미술관 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
- 수영장 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
- 지하철역사 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
- 도로 조명에서의 균제도
| 장소 | E₁ 최소조명/평균조명 | E₂ 최소조명/최대조명 |
|---|---|---|
| 고속도로 | 1/5이상 | 1/10이상 |
| 교통량이 많은 도로 | 1/7이상 | 1/14이상 |
| 교통량이 적은 도로 | 1/10이상 | 1/20이상 |
6)균제도를 높이는 방법
- 조명 기구의 배치: 조명 기구를 공간에 고르게 배치하여 빛이 균일하게 분포되도록 합니다.
- 반사면 활용: 천장, 벽 등의 반사면을 활용하여 빛을 확산시킵니다.
- 조도 조절: 조도를 균일하게 조절하여 밝고 어두운 부분의 차이를 줄입니다.
7)퍼킨테 효과와 균제도의 관계
퍼킨제 효과는 빛의 색깔에 따른 시각적 반응을 설명하는 개념이고, 균제도는 빛의 분포를 설명하는 개념입니다. 둘 다 조명 설계에 있어 중요한 고려 사항이며, 함께 고려하여 최적의 조명 환경을 구축할 수 있습니다.
목차(연색성,색온도,시감도,순응,균제도)
연색성,색온도,시감도,순응,균제도
💯기출문제(연색성)
○C10 평균연색 평가수(Ra) 및 특수연색 평가수(R15)에 대하여 설명하시오.
○C15 광원의 특성을 평가할 때 사용하는 연색성 평가지수(CRI)에 대하여 설명하시오.
○C23 광원의 연색성 평가
●C26 KS C 0075에 의한 광원의 연색성 평가와 연색성이 물체에 미치는 영향에 대하여 설명하시오.
KS C 0075란?
KS C 0075는 한국산업규격(KS) 중 하나로, 전기용품 안전기준에 대한 규격입니다. 이 규격은 전기용품의 안전성을 확보하기 위한 다양한 시험 방법과 기준을 제시하며, 그중에는 광원의 연색성 평가에 대한 내용도 포함되어 있습니다.
광원의 연색성 평가
KS C 0075에서는 광원의 연색성을 평가하기 위해 **평균 연색 평가수(Ra)**를 사용합니다. Ra 값은 0에서 100까지이며, 값이 높을수록 자연광에 가까운 색을 표현할 수 있습니다.
- Ra 값의 의미:
- Ra 80 이상: 대부분의 실내 조명에 적합하며, 색의 차이를 비교적 정확하게 인지할 수 있습니다.
- Ra 90 이상: 고급 조명으로, 미술관, 박물관 등 색의 정확한 표현이 중요한 곳에 적합합니다.
연색성이 물체에 미치는 영향
광원의 연색성은 물체의 색이 어떻게 보이는지에 큰 영향을 미칩니다.
- 자연스러운 색 표현: 연색성이 높을수록 물체의 색을 더욱 자연스럽게 표현할 수 있습니다.
- 색 차이 인지: 연색성이 낮을 경우, 물체의 색이 왜곡되어 보이거나 실제 색과 다르게 인지될 수 있습니다.
- 시각적 피로: 연색성이 낮은 광원 아래에서는 눈의 피로를 유발할 수 있습니다.
- 작업 효율: 색을 구별해야 하는 작업에서는 연색성이 높은 광원이 작업 효율을 높여줍니다. 예를 들어, 의류 디자인이나 미술 작업 시 정확한 색 판단이 필요하기 때문에 연색성이 중요합니다.
KS C 0075에서 규정하는 연색성
KS C 0075에서는 제품의 종류와 용도에 따라 요구되는 최소 Ra 값이 규정되어 있습니다. 예를 들어, 가정용 조명의 경우 일반적으로 Ra 80 이상이 요구됩니다.
💯기출문제(색온도)
●C14 광원의 색온도(Color Temperature)결정방법과 조도와의 관계에 대하여 설명하시오.
💯기출문제(시감도, 순응도, 퍼킨제효과)
○C07 조명설비에서 순응(Adaptation)에 대하여 설명하시오.
○C09 퍼킨제 효과(Purkinje Effect)에 대하여 기술하고, 응용되는 분야 또는 기구에 대하여 설명하시오.
○C16 광원의 시감도를 설명하시오.
○C17 시각순응에 대하여 설명하시오.
○C20 조명용어 중 순응과 퍼킨제 효과를 설명하시오.
○C30 1) 퍼킨제 효과(Purkinje Effect) 2) 균제도
○C32 순응, 퍼킨제 효과의 개념 및 응용에 대하여 설명하시오.
○C33 조명설비 용어 중 시감도(Luminosity Factor), 순응(Adaptation), 퍼킨제(Purkinje) 효과에 대하여 설명하시오.
💯기출문제(균제도)
○C04 조명설계 시 고려하는 균제도를 설명하시오.
○C19 조명용어 중 균제도, 광속발산도, 휘도를 설명하시오.
균제도
균제도는 조명이 공간에 얼마나 고르게 분포되어 있는지를 나타내는 지표입니다. 쉽게 말해, 조명이 어떤 공간에서 얼마나 균일하게 밝혀지는지를 나타내는 수치라고 할 수 있습니다.
- 높은 균제도: 빛이 공간 전체에 골고루 분포되어 있어 눈의 피로를 줄이고 작업 효율을 높여줍니다.
- 낮은 균제도: 밝고 어두운 부분이 심하게 차이 나 눈의 피로를 유발하고 작업 집중도를 저하시킵니다.
균제도를 높이기 위한 방법:
- 조명 기구의 배치: 조명 기구를 공간에 고르게 배치하여 빛이 균일하게 분포되도록 합니다.
- 반사면 활용: 천장, 벽 등의 반사면을 활용하여 빛을 확산시킵니다.
- 조도 조절: 조도를 균일하게 조절하여 밝고 어두운 부분의 차이를 줄입니다.
광속발산도
광속발산도는 빛을 내는 표면의 단위 면적당 방출되는 광속을 의미합니다. 즉, 빛을 내는 물체의 표면에서 얼마나 많은 빛이 나오는지를 나타내는 값입니다.
- 단위: 루멘/제곱미터 (lm/㎡)
- 의미: 광속발산도가 높을수록 빛을 더 많이 내보내는 것입니다.
예를 들어, 형광등과 LED 조명의 광속발산도를 비교할 때, LED 조명이 더 높은 광속발산도를 가질 수 있습니다. 즉, 같은 면적의 LED 조명이 형광등보다 더 많은 빛을 내보낼 수 있다는 의미입니다.
휘도
휘도는 빛을 내는 표면의 밝기를 나타내는 척도입니다. 즉, 우리 눈에 얼마나 밝게 보이는지를 나타내는 값입니다.
- 단위: 칸델라/제곱미터 (cd/㎡)
- 의미: 휘도가 높을수록 더 밝게 보입니다.
예를 들어, 태양은 매우 높은 휘도를 가지고 있어 직접 바라보면 눈이 부십니다. 반면에, 달의 휘도는 태양에 비해 매우 낮아 눈부심 없이 바라볼 수 있습니다.
휘도와 광속발산도의 차이점:
- 광속발산도: 빛을 내는 표면에서 나오는 빛의 양을 나타냄
- 휘도: 우리 눈에 보이는 밝기를 나타냄
세 용어 간의 관계:
- 균제도: 광속발산도와 휘도가 공간에서 얼마나 고르게 분포되어 있는지를 나타내는 개념입니다.
- 광속발산도: 빛을 내는 표면의 밝기를 결정하는 요소 중 하나입니다.
- 휘도: 우리가 느끼는 밝기를 결정하는 요소이며, 광속발산도 외에도 관찰 각도, 반사율 등 다양한 요소에 영향을 받습니다.
정리
- 균제도: 조명의 균일도를 나타내는 지표
- 광속발산도: 빛을 내는 표면의 밝기를 나타내는 지표
- 휘도: 우리 눈에 보이는 밝기를 나타내는 지표
🌐V1006Z24
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