시뮬레이션을 이용한 색조 가이드 색구별 능력을 최대화하는 LED 광원의 탐색

Abstract

본 논문에서는 색조가이드 선택 시 색조탭 간의 색구별 능력에 있어서 LED조명이 미치는 영향을 평가하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 색조가이드의 색구별 능력을 최대화하는 LED광원의 분광함수를 탐색하고자 하였다. 분광복사계를 이용하여 적색, 녹색, 청색의 단일색 LED와 형광체 도포 방식의 백색 LED에 대한 분광함수와 Vitapan 3D master의 26개의 색조탭에 대한 분광반사율 곡선을 측정하였다. 이를 이용하여 각각의 LED 광원에 대하여 색조탭 모두의 CIELAB 색좌표를 계산한 후, 인접 색조탭 간의 색차(ΔE*)를 구하였다. 비교를 위하여 표준광원(D65)에 대하여 동일한 방식으로 색조가이드의 색구별 능력을 평가하였다. 또한, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 단위 LED를 조합하여 새로운 조명을 만들고 이에 대한 색조가이드의 색구별능력을 평가하는 방법을 이용하여, 단위 LED의 개수를 10000개까지 늘려가면서 인접 색조탭 간의 색차(ΔE*)가 최대화되는 최적화된 LED의 조합을 구하였다. 적색,녹색,청색의 단일색 LED의 경우 표준광원에 비하여 색조탭 간의 색구별능력이 떨어졌으며(p<0.001), 백색LED의 경우에는 표준광원과 비교하여 통계적으로 유의할만한 차이를 보이지 않았다. 또한, 녹색 LED와 청색 LED를 1724개와 8276개를 조합하였을 때 인접색조탭 간의 색차(ΔE*)가 5.046으로 최대값을 가졌고, 이는 표준광원에 대해서 인접색조탭 간의 색차(ΔE*)가 4.260인 것과 비교하여 크게 개선된 것이다.(p<0.001) 단일색 LED의 경우 좁은 파장영역으로 인해서 색조가이드의 색구별 능력이 떨어지나, 파장영역의 분포를 넓게 해줄 경우 색구별능력을 개선시킬 수 있다. 녹색과 청색 LED를 1:4.8의 비율로 조합할 경우 색구별능력을 최대화하는 것으로 나타났다.