심리학과, 상담학과, 임상심리사 2급, 정신보건 등 인지심리학 요점 요약 14. 색채지각 이론

14. 색채지각 이론

 

1) 색이란 무엇인가
(1) 색채 지각의 기능
▶ 색채지각은 한 물체를 다른 물체와 구분하는 것을 크게 촉진하는데, 특히 복잡한 환경에서
특정 물체를 찾아내는 능력이 크게 촉진됨
- 생존에서 매우 중요함(원숭이는 살기 위해 노란색 바나나를 찾아내야 하는데 색맹이라면?

▶ 한 실험에서 사람들은 일상적이지 않은 색 과일을 지각하는 시간이 더 오래 걸림

 

(2) 우리는 무슨 색깔을 지각하는가? 
▶ 빨강, 노랑, 초록, 파랑을 적절히 조합하면 우리가 지각하는 색상을 다 만들 수 있음
- 4가지 색으로 조합된 색 말고도 [채도] 조절을 통해 더 다양한 색을 만들 수 있음
- 색상환(동그란 표) 파랑, 초록, 노랑, 빨강 이 순서는 가시 스펙트럼 순서에 대응됨

▶ 가장 짧은 파장은 파랑, 중간파장은 초록, 긴 파장은 노랑과 빨강의 해당됨

 

(3) 색과 파장
▶ 가시스펙트럼: 400nm(단파장) – 700nm(장파장)의 장파장에 걸쳐져 있음
▶ 반사율과 투과
- 물체색은 주로 그 물체에서 반사되어 우리 눈에 들어오는 빛의 파장에 의해 결정됨
- 선별적 반사: 파랑, 초록, 빨강과 같은 유채색은 특정 파장이 다른 파장보다 더 많이 반사
되는 과정에 의해 발생되는데 그것을 선별적 반사라고 함(무채색은 스펙트럼의 모든 파장
에서 고르게 반사될 때 발생)
- 반사율 곡선: 파장별로 반사되어 나오는 빛의 백분율을 그린 곡선

▶ 토마토의 경우, 넓은 범위에 걸쳐서 파장을
반사하지만 스펙트럼 일부 영역에서 선별적으로 더
많이 반사함(빨간색 부분), 무채색 부분 반사율
곡선은 평평함(모든 스펙트럼 모든 영역에서
동등하게 반사됨을 의미함)

 

- 선별적 투과: (주위의 대부분 물체색은 파장을 선별적으로 반사해서 생성되지만) 액체, 플
라스틱, 유리와 같이 투명한 물체의 경우 일부 파장만 물체를 통과한다는 의미인 선별적
투과를 통해 유채색이 나옴(라임 쥬스는 중간 파장 빛을 투과시켜서 초록색으로 보이는
것임)
- 투과율 곡선: 파장별로 투과되어 나오는 빛의 백분율을 그린 곡선

▶ 빛 혼합

- 파란색으로 보이는 빛을 흰 표면에 투사 + 그 위에 노란색 빛을 겹치게 투사 = 겹쳐진
부분은 흰색으로 지각
- 모든 파장을 반사하는 흰색 표면에 두 개의 빛(파란 빛+노란 빛)이 비추어졌으니 흰색 표
면에 투사된 파장은 관찰자 눈에 그대로 반사되어 들어가게 되는 것임
- 한 가지 빛만 투사될 때 반사되는 모든 빛은 여러 빛이 겹쳐 비추어질 때도 반사됨
⋅ 그러므로 두 빛이 겹쳐 비춰진 지점에서 파란 빛 파장과 노란 빛 파장이 눈에 들어감
⋅ 파란색은 단파장으로 되어 있으므로 파란색만 투사 → 단파장이 관찰자 눈에 들어감
⋅ 노란색은 중+장파장이므로 노란색만 투사 → 중+장파장이 관찰자 눈에 들어감
⋅ 단파장 + 중파장 + 장파장이 눈에 들어감 = 흰색 지각을 하게 만듦

- 빛을 혼합하면 개별 빛의 파장이 더해지기 때문에 빛 혼합은 [가산 색혼합]이라고 불림

	단파장	중파장	장파장
파랑 빛	반사	흡수	흡수
노랑 빛	흡수	반사	반사
파랑 + 노랑 빛 겹침 부분	반사	반사	반사

▶ 물감 혼합(빛 혼합과 물감 혼합은 왜 다를까?)
- 파랑 물감 + 노랑 물감 = 초록색
- 빛 혼합 결과(흰색)와 다른 이유는 무엇일까?
⋅ 파랑 물감 덩어리는 장파장을 흡수하고 단파장과 중파장 일부를 반사시킴
⋅ 노랑 물감 덩어리는 단파장을 흡수하고 중파장과 장파장 일부를 반사함
⋅ 물감을 섞으면 각 물감이 혼자 있을 때 흡수하던 파장을 여전히 흡수하기 때문에
두 물감이 공통적으로 반사하는 파장만 반사됨
⋅ 중파장만 둘 다 공통적으로 반사하는 파장이므로 노랑 물감 + 파랑 물감 = 초록색

 

	단파장	중파장	장파장
파랑 물감	모두 반사	일부 반사	모두 흡수
노랑 물감	모두 흡수	일부 반사	일부 반사
파랑 + 노랑 물감	모두 흡수	일부 반사	모두 흡수

- 각 물감 덩어리는 특정 파장을 흡수하는데 물감 혼합할 때에도 이 파장들을 흡수하기
때문에 물감혼합은 [감산 색혼합] 이라고 불림
- 즉, 파랑 물감과 노랑 물감은 초록색과 연합된 파장의 일부를 제외한 모든 파장을 흡수함
- 두 물감 색의 스펙트럼에서 초록색 부분의 빛만 반사되기 때문임
- 만약, 파랑 물감은 단파장만 반사하고 노랑 물감은 중파장+장파장만 반사한다면? 두
물감은 공통적으로 반사하는 파장이 없으므로 검게 보일 것임

2) 색채시각에 관한 삼원색 이론
(1) 행동적 증거
▶ 삼원색 이론: 세 개의 수용기 기제 활동에 의해 색채 시각이 일어난다는 이론
▶ 색 대응 실험
- 예: 500nm 빛을 보여주고 이것과 대응되게 420nm, 560nm, 640nm 빛을 혼합할 수 있게 시킴

▶ 주요 실험 결과
① 비교장 세 파장의 비율을 정확하게 조정하면 검사장 빛이 어떤 파장이든 대응 시킬 수 있음
② 비교장에 2개 파장만 주면 모든 파장에 대해 색 대응 할 수 없음

 

▶ 주요 실험 결과에 기반하여 색채 시각의 삼원색 이론이 나오게 됨
- (핵심) 색채 시각은 각기 다른 스펙트럼 민감도를 갖는 3개의 수용기 기제에 달려 있음
- 특정한 파장의 빛은 3가지 수용기 기제를 각기 다른 정도로 자극하는데, 이 세 가지
기제의 활동양상이 색채지각으로 이어지는 것임(각각 파장은 세 가지 수용기 기제의
활동양상으로 신경계에 표상됨)

(2) 생리적 증거
▶ 삼원색 이론 출현 후 100년이 지나고 나서야 생리적 증거를 찾아냄)
① 원뿔 세포의 색소
- 궁금증: 3가지 기제가 정말 있을까? 생리적 속성으로 증명 가능할까?
- 모든 시각 색소는 [옵신]이라 불리는 커다란 단백질 요소와 [레티날]이라 불리는 작지만
빛에 민감한 요소로 되어 있음 → 긴 옵신 부위의 구조의 차이 때문에 3가지 다른 흡수
스펙트럼이 나오게 된 것임

② 원뿔 세포의 반응과 색채 지각
- 3가지 수용기 기제들의 활동 양상이 어떻길래 우리가 색을 다르게 지각하는 것인가?

▶ 예: 파란색은 S 수용기에서 큰 반응, M 수용기에서
이보다는 작은 반응, L 수용기에서 아주 작은
반응을 의미함
▶ 흰색은 모든 수용기의 균등한 활동으로 신호됨

- 파란 빛 + 노란 빛을 흰색 표면에 혼합하면 흰색이 나타나는 것을 생리적으로도 설명 됨
- [색 대응 실험] 에서처럼 3가지 파장을 조합해서 하나의 파장과 대응되는 것을 만들어낼
수 있다는 점은 결국 “물리적으로 서로 다른데도 지각적으로 같게 보인다”는 것임
⋅ 이성(metamerism): 물리적으로 다른 두 개 자극이 지각적으로 같은 상황
⋅ 이성체(metamer): 색 대응 실험의 검사장과 비교장처럼 지각적으로 갖게 지각되는
물체를 뜻함
⋅ 이성체가 같게 보이는 이유는 3개 원뿔 세포 수용기에서 같은 양상의 반응을
끌어내기 때문임(뇌 입장에서는 물리적으로 달라도 두 불빛을 동등하게 지각한다는
뜻)
③ 꼭 3개 수용기 기제가 필요할까? 왜 1가지만 있으면 색채 지각이 안 되는 걸까?
- 한 가지 수용기 기제만 있다면? 어느 파장이든 스펙트럼의 다른 파장의 강도를 조정해서
대응시킬 수 있기 때문에 모든 파장을 색깔로 지각하지 않고 [밝기가 다른 회색]으로만 지각해버림

 

3) 색채지각에 대한 대립과정 이론
(1) 행동적 증거
▶ 색채지각 대립과정 이론: 빨간색/초록색, 노란색/파란색에 의해 생성되는 대립적 반응에
의해 색채지각이 일어난다고 주장하는 이론
▶ 따라해보기

▶ +를 30초 가량 응시 → 흰 종이를 잠깐 보고 눈을
깜빡이면 잔상이 보이게 되는데 그 잔상에서는 미국
국기의 각 부분의 색이 제대로 되어 있을 것임
▶ 국기에서 초록색인 부분은 빨간색 잔상을 만들어내고
노란색 부분은 파란색 잔상을 만들어 냄

빨간/초록, 노랑/파랑이짝지어져 있음

▶ 흰 종이를 사각형으로 작게 오려서 초록색 사각형 한
가운데에 놓기 → 다른 사각형들을 흰 종이로 가리고
흰 사각형의 가운데를 30초간 응시 → 다른 흰
배경을 보면서 눈을 깜빡여보면 잔상이 보임
▶ 흰색 사각형 종이 바깥과 안쪽이 무슨 색인가?
▶ 다른 색깔에 대해서도 해보기

원래 사각형	바깥 잔상	안쪽 잔상
초록	빨강	초록
빨강	초록	빨강
파랑	노랑	파랑
노랑	파랑	노랑

 

(2) 생리적 증거
▶ 빨강/초록, 노랑/파랑에 대해 대립적으로 반응하는 신경세포가 있다는 증거를 발견함
- 망막과 시상의 가쪽무릎핵에서 발견
- 스펙트럼의 한쪽 편 빛에는 흥분성 반응을 보이고(+)
스펙트럼의 다른쪽 빛에는 억제성 반응을 보임(-) (흑+백-, 빨+초-, 노+파-)
▶ 삼원색이론 VS 대립과정이론?
- 삼원색이론과 대립과정이론은 통합되어야 함(두 이론 모두 맞음)

- 파장에 관한 삼원색 이론의 [비율정보] + 대립과정이론의 [차이정보] ⇨ 수용기 +
망막의 신경 연결에서 나옴

 

이상한 명상법