[서울=뉴시스] 최희정 기자 = 삼성전자 갤럭시 S20 울트라는 3200 X 1440의 해상도를 가지고 있다.

이는 가로 축에 3200개, 세로 축에 1440개의 픽셀(화소)가 배치돼 있다는 뜻이다. 가로, 세로의 픽셀 수를 곱하면 결과 값은 460만8000으로, 갤럭시 S20 울트라에는 무려 460만8000개의 픽셀이 들어 있다. 즉 해상도란 디스플레이 표현이 얼마나 세밀한지의 정도를 나타내는 것으로, 픽셀 수가 많으면 많을수록 보다 선명한 영상 표현이 가능하다. 해상도만 봤을 때 숫자가 높을수록 고화질에 유리한 셈이다. 맨눈으로 각각의 픽셀을 확인할 수는 없지만, 이 픽셀에서 뿜어내는 빛들의 합성을 통해 우리는 디스플레이 색상을 보고 있는 것이다.

최은정 과학교육연구소 소장인 최은정 박사는 2일 삼성디스플레이 뉴스룸을 통해 디스플레이의 색상이 만들어지는 원리를 설명했다. 스마트폰·TV 등 화면의 화려하고 선명한 색상은 어떻게 만들어질까?

◇디스플레이 픽셀·해상도가 가지는 의미는?

요즘 하루가 멀다 하고 기능이 강화된 새로운 스마트폰 제품들이 쏟아져 나오다 보니 약정 기간만 지나기를 애타게 기다렸다가 새 폰으로 갈아타게 되는 경우가 많다. 구매 후보에 오른 스마트폰 중 어떤 것을 선택할지 결정하기 위해 상세 스펙을 비교하게 되는데 디스플레이 항목에서는 해상도를 비교하기도 한다.

해상도를 이해하기 위해서는 먼저 픽셀(Pixel)을 알아야 한다. 스마트폰이나 모니터, 그리고 TV 모두 현미경적 수준에서 들여다보면 픽셀로 이뤄져 있고, 이 픽셀의 수가 많으면 많을수록 더욱더 세밀한 표현을 할 수 있다. 이 픽셀들은 빛의 3원색인 빨강, 초록, 파랑 값을 표현하는 부분 픽셀들로 구성돼 있는데, 각각의 픽셀은 이 부분 픽셀이 표현하는 빛의 양과 색의 조합을 통해서 다양한 색상을 표현하게 된다.

◇우리가 보는 색상은 빛의 삼원색인 'RGB'의 합성

그렇다면 '빛의 합성' 어떻게 이뤄질까. 빛의 합성은 여러 가지 색깔의 빛이 합해져서 다른 색깔의 빛을 만들어 내는 현상이다. 빛은 물감으로 색깔을 혼합하는 것과 달리 서로 다른 색상의 빛을 섞을수록 점점 더 밝아지고 빛의 3원색인 빨강(R, red), 초록(G, green), 파랑(B, blue) 빛을 같은 비율로 또 같은 밝기로 합성하면 흰색 빛이 된다. 

각종 디스플레이에서 보는 색상 역시 빛을 합성해 표현된 것인데, 각각의 색상을 표현하는 [RGB code]라는 것이 있다. RGB 코드를 살펴보면 제일 왼쪽 위에 첫 번째 코드[FFFFFF]가 보인다. 그 코드가 바로 흰색을 나타내게 되는데, 빛의 3원색인 RGB를 모두 다 합성했다는 의미이다. 그리고 제일 오른쪽, 밑에서 네 번째 [000000] 이 코드는 검은색을 나타내게 되는데, 아무런 빛도 섞지 않았음을 '000000'으로 나타낸 것이다.

자신이 좋아하는 색상의 코드값을 기억하면 흔히 많이 사용하는 파워포인트나 포토샵과 같은 프로그램에서 이 코드값을 입력해서 원하는 색상을 정확하게 구현할 수 있다.

◇빛의 삼원색 RGB와 색의 삼원색 CMY의 관계

미술 시간에 배우는 색의 삼원색은 보통 빨강, 노랑, 파랑이다. 하지만 사실은 빨강, 노랑, 파랑이 아니라 다홍, 노랑, 청록이다. 색의 삼원색에서 빨강은 Red가 아니라, 빛에서 빨강 빛(R)과 파랑 빛(B)을 합성한 '다홍(M, magenta)'이다. 그리고 노랑은 빨강 빛(R)과 녹색 빛(G)을 합성한 노랑(Y, yellow)이다. 파랑은 녹색 빛(G)과 파랑 빛(B)을 합성한 청록(C, cyan)이다. 그리고 순수한 색상의 다홍, 노랑, 청록색의 물감을 같은 비율로 정확하게 섞어주면 검은색(K, Black)이 된다. 그런데 검정 즉 Black을 왜 B라고 일컫지 않냐면 RGB의 B(blue)와 구별하기 위해 블랙의 B를 쓰지 않고 K로 나타낸다.

우리가 각종 디스플레이를 통해 보는 색상은 빛의 삼원색을 합성한 것이므로 이른바 [RGB 모드]이다. 한편 책과 같은 각종 인쇄물에 대한 작업을 할 때는 빛이 아니라 색을 섞으므로 [CMYK 모드]로 작업을 해야 한다. 컬러 모드 선택을 달리해야 하는 것이다. [CMY 모드]가 아니라 [CMYK 모드]가 되는 이유는 검은색을 더 효율적으로 표현하기 위해서다. CMY를 정확하게 같은 비율로 혼합해 완벽한 검은색을 구현하기가 쉽지 않으므로 아예 검은색을 추가한 것이다. 대부분 가정에서 사용하는 컬러 프린터를 보면 레이저 프린터이든, 잉크젯 프린트이든 간에 각각 이 C, M, Y, K의 4가지 색상의 토너나 잉크가 들어 있는 것을 확인할 수 있다.

◇컬러 팽이와 점묘화를 통해 보는 빛의 합성

빛의 합성과 관련한 실험은 컬러 팽이로 할 수 있다. 색깔이 칠해진 팽이를 돌리는 것인데, 팽이 색을 볼 수 있는 것은 햇빛이나 LED 전구 등 광원으로부터 방출된 빛이 색이 칠해진 팽이에서 반사돼 우리 눈으로 들어와서 가능한 것이다. 따라서 컬러 팽이를 돌리면서 빛의 합성 실험을 할 수 있다.

미술 작품을 통해서도 빛의 합성을 살펴볼 수 있다. 신인상주의 미술을 대표하는 프랑스의 화가 조르주 쇠라는 여러 가지 색상으로 된 매우 작은 점들을 찍어 그림을 완성했는데, 이와 같은 그림을 점묘화라고 한다. 이 점묘화 역시 색의 합성이 아닌 빛의 합성을 이용한 것이다. 즉 각각의 색에서 빛을 반사하게 되고, 그림으로부터 일정 거리를 떨어져서 보게 되면 그 빛들이 섞인 색상들이 나타나게 된다.


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