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수중에서 어떻게 색깔을 볼까
james 10-05-06 00:00 1,573 hit
수중에서 어떻게 색깔을 볼까
 
우리가 살고 있는 환경은 나노미터(nm)에서 킬로미터(km/ 10억 나노미터는 1미터와 같다)에 이르는 파장의 스펙트럼을 커버하는 전자 방사로 가득 차 있으며, 우리는 이 대부분을 보지 못하고 오직 400에서 800nm의 가시광선이라고 불리는 아주 작은 영역만을 볼 수 있고, 모든 전자기 스펙트럼의 이와 같은 일부분만이 물을 통과하여 이동할 수 있습니다.
 
어떻게 인간의 시각 구조가 작동하는지 간단히 검토해 보면 이미지는 각막과 수정체를 통해 안구 뒤쪽에 있는 내부 표면으로 투영되며, 얇은 신경 조직인 망막은 사실상 두뇌의 일부가 되는 내부 표면을 감싸고 있고, 이 망막의 표면에는 안구를 향하여 약 2억의 작은 빛을 감지하는 세포들이 망막의 표면에 밀집되어 있습니다. 이 광수용체(photoreceptors)에는 두 가지 종류가 있으며, 대 세포(rods)와 원추세포(cones)가 그것으로 이 각 세포들은 독립적으로 흡수한 빛을 측정하고 신경 자극을 유발합니다.
 
신경자극의 강도는 흡수된 빛의 양에 의해 달라지고 밝은 빛은 강한 반응을 그리고 침침한 빛은 약한 반응을 일으키며, 빛의 패턴은 망막의 광수용체에 투사된 이미지에 따라 반응합니다. 망막의 신경세포들은 시각 세계를 “재구성”하는 것처럼 이 패턴을 신경 신호로 바꾸어 두뇌로 전달하며, 이렇게 복잡하면서도 잘 알려지지 않은 데이터 처리 과정 중에 특별한 무언가가 만들어 지는 게 색깔입니다.
 
색깔은 망막과 두뇌의 시각 센터가 바깥 세상을 해석하기 위해 만들어 내는 감각에 지나지 않으며, 자연광은 400에서 800nm 범위 안의 파장의 혼합이고, 색소라고 불리는 분자들은 어떤 파장을 흡수하고 나머지 파장들은 반사시키며, 이로써 반사된 빛은 색소에 의해 흡수된 파장 때문에 결여된 빛을 가지기 때문에 주변의 빛과 다르게 됩니다. 우리는 주변의 빛을 색깔이 없는 흰색으로 감지하며, 그리고 우리가 색깔로 인지한 빛은 그 스펙트럼 구조와 달라집니다.
 
망막의 원추세포는 색깔 영상을 만들어 내며, 세 가지 다른 원추세포가 있고 각기 다른 빛 흡수 색소를 가지며, 각 원추세포 종류에는 각기 다른 파장에 빛의 민감도를 묘사하는 전형적인 작용 스펙트럼을 가지고 이 망막의 세 가지 원추세포 종류의 작용 스펙트럼입니다.
 
이로서 우리는 중요한 결론을 내릴 수 있으며, 하나의 원추 세포에 주어진 반응도는 가장 민감할 때 상대적으로 낮은 빛 레벨에 의해 만들어지거나, 이보다 길거나 짧은 파장과 높은 빛의 강도에 의해 만들어진다는 것이며, 그러므로 하나의 광수용체는 가장 민감할 때 낮은 강도의 빛을 “보는지” 아니면 강도가 낮은 높은 강도의 빛을 “보는지” 모르는 것으로 하나의 원추 세포는 색맹이나 이 세 가지 원추 세포가 함께 주어진 빛에 반응하는 상대적인 레벨을 이끌어 내고, 이러한 반응들을 처리함으로 우리의 시각 시스템을 작동하게 하여 강도와 색상에 차이를 보게 해 줍니다.
 
이 시각 처리 과정은 선택적 지각(seiective adaptaton)이라고 불리는 시각 구조 특성으로 약간 복잡해 지며, 이 선택적 지각은 색상 인식을 조절하여 주변 빛을 하얀색으로 인식하게 하는 것으로 선택적 지각은 창문을 통한 자연광으로 비추었건 혹은 백열들의 빛으로 비추었건 상관없이 거실 내의 색깔을 같은 색으로 인식하게 하며, 주간의 자연광과 백열등은 다른 파장 특성을 가지고 있고 같은 색상을 가지지 않지만, 우리의 눈은 주변의 빛이 어떤 것이든 상관없이 하얀 물체를 하얗게 보게 됩니다.
 
형광등을 켠 방에서 디지털 사진을 찍으면 우세적인 빛의 스펙트럼 구성의 차이를 보여 주고, 카메라의 색상 밸런스를 주간으로 맞추면 여러분이 찍은 사진들은 황적색을 띄게 되는데 그 이유는 주간의 파장 특성을 “흰색”으로 규정하도록 카메라에게 명했기 때문이며, 색상 밸런스를 형광 빛으로 맞추면 사진은 제대로 색깔이 나올 것입니다(적어도 우리에게는 제대로 된 색깔로 보일 것임). 형광 빛으로 색상 밸런스를 맞춘 채 밖으로 나가 사진을 찍게 되면 사진들이 푸른색을 띄게 되고, 카메라의 색상 밸런스를 자동으로 세트를 한다면 카메라의 기술적인 한계 이내에서 주변 빛의 실제 파장과 관계없이 “흰색”은 “흰색”이 됩니다. 이것은 우리의 눈이 자동 색상 밸런스로 맞추기 때문입니다.
 
깊은 수심에서는 푸른색이 장악하게 되지만 50미터의 수심에서도 650nm의 파장(빨간색)으로 빛의 자취를 측정할 수 있으며, 다이빙할 때 선택적 지각력은 우리의 눈을 긴 파장(빨간색)에 더욱 민감하게 만들고 짧은 파장(파란색) 에는 덜 민감하도록 만듭니다. 우리는 비록 깊은 다이빙에서도 주변 빛을 파랗다기보다는 색깔 없는(흰색) 것으로 인식하게 하여 깊은 곳에서도 색깔을 볼 수 있게 하며, 이런 같은 조건 하에서 밸런스가 주간으로 셋팅된 디지털 카메라는 적응을 하지 못해 어쩔 수 없이 부자연스럽게 파란 사진들을 찍게 되어 우리는 카메라의 색상 밸런스를 조정 함으로서 사진을 더 나아 보이게는 만들 수 있으나 플래쉬 없이는 우리가 보는 것처럼 생생한 색상을 얻을 수 없습니다. 이것은 우리가 가지는 자연스러운 “색상 밸런스” 능력이 디지털 카메라에 장착한 것보다 훨씬 더 역동적이고 효과적이기 때문입니다.
 
참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
스쿠바몰(그린피스) 코스디렉터 강 정훈
 
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