컬러 모델은 특정 색과 다른 색, 즉 컴퓨터에서 인식할 수 있는 색상 간의 관계를 표현하는 방법으로 색 공간(color space) 또는 컬러 다이어 그램이라고도 한다. 이미지의 정보를 표현하기 위해서는 컬러 모델이 필 요하며 컬러 이미지의 색상값을 표현하기 위한 다양한 표준 모델이 존재 하는데 그 중에서 빨간색, 초록색, 파란색 의 기본 색상 성분을 사용하는
가산혼합 모델인 RGB 컬러 모델이 대표적이며, 밝기와 색상, 채도에 기 반 한 HSV 모델 등도 주로 사용되고 있다(전준철, 2014). 이 외에도 미 국 화가 먼셀에 의해 고안된 먼셀 차트와 국제조명위원회에서 제안한 CIELab 색 체계 등도 널리 사용되고 있는 컬러 모델이다.
2.1. RGB 컬러 모델
RGB 컬러 모델은 빨간색, 초록색, 파란색의 가산 혼합에 의해서 컬러 가 생성되도록 하는 모델로써 컬러 모니터와 컬러 비디오 카메라 등을 위한 디지털 이미지 분석 기술에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 모델 이다. 이 모델은 빛의 삼원색을 이용하여 색을 표현하는 방식으로 R,G,B 세 종류의 광원을 이용하여 색을 혼합할수록 밝아지기 때문에 가산 혼합 이라고 한다. RGB 컬러 모델은 Fig.3-1과 같이 정육면체의 모델로 설명 할 수 있는데, 검정색은 정육면체의 원점(0,0,0), 흰색(255,255,255)은 정육 면체의 반대 끝에 위치하며 명암도는 검정에서 흰색으로 연결되는 대각 선을 따라 표현할 수 있고 다양한 색상과 명암의 표현이 가능한 특징이 있다. 이러한 RGB 컬러 모델은 컴퓨터 이미지 처리에 유용하며 디지털 이미지에서 획득하는 픽셀별 데이터는 R,G,B 형태로 추출되어 데이터 처리 및 분석에 직접 사용할 수 있는 장점이 있다.
(https://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_model)
[Fig.3-1] Concept of the RGB color model
2.2. HSV 컬러 모델
HSV 컬러 모델은 인간의 시각 시스템과 유사한 모델로 색상(Hue), 채 도(Saturation), 그리고 진하기(Value)의 기본 성분으로 구성되어 있으며 HSL(Hue, Saturation, Lightness), HSI(Hue, Saturation, Intensity) 등과 유사한 색 공간이다. 이 공간에서 색상(Hue)은 가시광선 스펙트럼을 고 리 모양으로 배치한 색상환(원형)에서 가장 파장이 긴 빨강을 0˚로 하였 을 때 상대적인 배치 각도를 통해 색상 차이를 표현하며 0˚～360˚의 범 위를 갖고 360˚와 0˚는 모두 빨강 색상을 의미한다. 채도(Saturation)는 특정한 색상의 가장 진한 상태를 100%로 하였을 때 진하기의 정도를 나 타내어 채도값 0은 같은 명도의 무채색을 의미하고 진하기(Value)는 흰 색, 빨간색 등을 100%, 검은색을 0%로 하였을 때 진하기의 정도를 나타 낸다. HSV 색 공간 모형은 다음 Fig.3-2와 같이 원기둥 모형과 원뿔 모
형으로 나뉘어지며 원기둥 모형에서는 색상값이 각도로 표현되어 수평 단면의 어느 방향에 위치하는지를 지정하게 된다. 채도는 원의 중심에서 의 거리에 해당하며 정 중앙에 무채색이 위치하고 원기둥의 겉면은 가장 진한 채도를 가진다. 진하기는 높이에 해당하여 위로 갈수록 색이 진하 게 나타난다. 한편 원뿔모형은 원기둥 모형을 보다 현실적으로 수정한 것으로 진하기 0%는 오직 검정을 의미하기 때문에 단 하나의 점으로 표 현되고 원뿔의 꼭짓점에 해당하게 된다.
(a) Cylinder model (b) Cone model
(https://ko.wikipedia.org/wiki/HSV)
[Fig.3-2] Concept of the HSV color model
2.3. 먼셀 차트
먼셀 차트는 미국의 화가 먼셀이 1905년에 개발하고, 1940년 미국 광 학회(OAS)에 의해 수정된 컬러 모델이다. 이 모델에서는 색상과 명도, 채도를 중심으로 색을 분류하고 있다.
먼셀의 색상은 Fig.3-3과 같이 5가지 기본 색상 R(빨강), Y(노랑), G (초록), B(파랑), P(보라)와 각 기본 색상 사이의 중간 색상 5가지 YR(주 황), GY(연두), BG(청록), PB(남색), RP(자주) 등 10가지 색상을 기본으
로 한다. 이 10가지 색상은 다시 각각 10개의 색상 단계로 등분되어 총 100가지 색상이 전체 색상의 범위이다.
먼셀의 명도 개념은 무채색을 기준으로 이상적인 검은색을 0, 이상적 인 흰색을 10으로 하고, 그 사이를 9단계의 무채색으로 분할하여 총 11 단계로 나타낸다. 채도는 회색을 띠고 있는 정도를 나타내는데 색깔이 없는 무채색을 0으로 기준하여 색의 순도에 따라 채도 값을 단계별로 표 기하며, 그 색상에서 가장 순수한 색의 채도값이 최대가 된다.
먼셀 차트는 토양에 대한 현장 조사 시 광범위하게 활용되고 있으며, 현장에서 확인한 색상 정보를 정성적으로 평가하는데 용이하다. 하지만 육안에 의존한 색상 분류로 개인차가 발생할 소지가 크며, 정밀하게 분 류하기에는 부족한 점이 있다.
(http://www.handprint.com/)
[Fig.3-3] Concept of the Munsell color model