사진 화학 | 컬러 사진 - 1부

컬러사진의 개척자는 1861년 전자기파의 존재를 처음 이해한 James Clerk Maxwell이라고 볼 수 있다. 그는 세 개의 컬러 필터를 사용하여 피사체를 찍고 세 개의 각기 다른 가시광선 영역이 나타나는 세 개의 흑백 음화를 만들었다. 예를 들어 청색 필터를 사용하면 빛이 청색 필터를 통과하여 피사체의 청색 부분이 검게 나타나게 된다. 청색 음화는 피사체에서 반사된 청색에 의해 검게된 부분에서만 청색빛을 통과시키게 된다. 같은 방법으로 세 개의 음화를 겹쳐서 영상을 화면에 비추게 되면 컬러사진이 보이게 된다. 맥스웰이 우연히 알게 된 이와같은 실험결과는 당시 문헌에 천연색 필름으로 보고되어 있지 않았지만 이것을 최초의 천연색 필름으로 인정하고 있다.

 

 

삼원색의 겹침

1611년 De Dominis는 가시광선 스펙트라가 적, 녹, 청의 세 가지 기본 색깔(빛의 삼원색)로 구성되어 있음을 발견하였다. 이의 발견은 컬러사진의 색 영상 원리를 발전시키는데 상당히 유용하게 이용되었다. 1861년 이후 이 개념으로 색상을 재생시키기 위해서는 색깔에 대하여 민감한 세 가지의 다른 층이 필름에 입혀져야 한다는 생각을 하게 되었다. 천연색 필름이 실제로 상품화되기 시작한 것은 1935년 Kodachrome이 첫선을 보인 이후이다. Kodachrome의 현상 기술은 슬라이드나 투명지에 빛을 쪼이는 방식이었다.

 

빛에 의한 삼원색의 조화는 스크린에 어떤 종류의 색깔도 재생하여 볼 수 있게 하였다. 그러나 삼원색 필터를 사용하면 모든 빛은 배제되고 아무 빛도 투영되지 못하여 결국 검게 된다. 검은색이란 빛의 공백을 말한다.

 

그 후 삼원색을 선별하는 보색 필터가 개발되었다. 이 필터는 삼원색은 흡수하고 나머지 가시 광선 영역의 파장들은 통과시키는 염료들로 만들어졌다. 적색빛을 투과하거나 반사하는 염료는 적색의 원색을 만든다. 적색빛을 제외한 모든 가시광선 영역의 파장을 투과하거나 반사하는 즉, 적색빛을 흡수하는 염료는 그 보색인 시안과 녹청색을 나타낸다. 백색광으로부터 청색광을 흡수하고 나면 황색이 남고, 녹색광을 흡수하고 나면 마젠타(magenta) 색이라 불리는 청자색이 된다. 따라서 빛의 삼원 보색(또는 색의 삼원색)은 시안, 황색, 마젠타가 된다.

 

빛의 삼원 보색 염료를 적절히 배합하여 사진의 에멀젼 층에 입히면 현상된 상은 피사체의 진짜 색깔을 투영하게 된다. 예를 들면, 청자색과 시안의 혼합염료는 청색으로 보인다. 왜냐하면 청자색 염료는 녹색빛을 흡수하고, 시안염료는 적색빛을 흡수하여 백색빛 중 청색빛만 삼원색 광원으로부터 남게 되기 때문이다. 삼원 보색광의 세 가지 색깔이 모두 빠지면 백색이 되고, 삼원 보색이 동량씩 골고루 섞이면 검은색이 된다.

 

 

컬러 필름

일반적으로 컬러필름은 지지체가 세 가지 색깔에 대하여 민감한 에멀젼층으로 구성되어 있다. 청색에 민감한 층이 맨 위쪽에 위치하는데 그 이유는 할로겐화은은 청색에 민감하기 때문이다. 바로 그 아래쪽에 황색 필터층이 위치하게 된다. 이 층에서는 청색광을 흡수하며 이 청색광으로부터 더 아래쪽에 위치한 에멀젼 층을 보호하는 역할을 하게 된다. 초록색에 민감한 층이 그 다음에 위치하게 되고 그 다음은 적색에 민감한 층이 필름 지지체 바로 위에 위치하게 된다(그림 1 참조).

 

이 층들은 시안계통이 흑백 필름에서 천연색을 보이는 예에서와 마찬가지로 염료들에 의하여 색이 감광되게 한다. 필름에서 색 감광 염료는 현상할 때 인화지에 색깔을 나타내는 염료가 아님을 잊지 말아야 한다. 즉 필름 감응색소의 목적은 컬러 필름의 각 층으로 하여금 가시광선 영역의 알맞은 파장영역에 민감하게 대응케 해주는 역할을 하는 것뿐이다. 마지막 단계로 컬러필름을 현상하면 컬러영상이 나타나게 된다.

 

그림 1 전형적인 컬러 필름의 칼라 감광 에멀젼 배열 구조

 

 

 

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