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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10006144&local_id=10012768
유채색의 지각된 상대명도와 흑백도의 관계
Reports NRF is supported by Research Projects( 유채색의 지각된 상대명도와 흑백도의 관계 | 2004 Year | 이만영(고려대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number HS0003
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 02월 28일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구는 유채명도와 채도간의 함수관계를 규명하기 위해 5가지 연구를 수행하였다. <색상과 상대명도에 따른 무채색과 유채색의 범주경계변화>, <무채색 Granzfeld 자극과 무채색 및 유채색의 중심자극에 대한 명도지각 특징>, <양자택일적 유사성 판단반응을 통한 먼셀명도, 채도, 색상의 등간성 평가>, <유채색의 지각된 명도 측정의 방법에 관한 연구>, <유채색의 먼셀 value와 지각된 명도와의 관계>의 연구로 구성되었다.
    색상과 상대명도에 따른 무채색과 유채색의 범주경계변화에서는 색상 전반에 걸쳐 고명도 영역에서 무채색 범주경계반응이 넓어지는 경향이 보였으며 특히 파랑과 보라에서 무채색 범주경계가 넓어졌다. 또한 저 채도 색편에서 명도의 지각적 증가현상이 색상에 따라 다르게 나타났다. 파랑과 보라 색상영역에서 지각된 명도는 본래 색편의 명도를 전반적으로 과대 평가하는 결과가 나타났다. 이러한 실험 결과는 낮은 채도영역에서 Helmholtz - Kohlrausch 효과가 나타남을 시사하는 것이다.
    무채색 Granzfeld 자극과 무채색 및 유채색의 중심자극에 대한 명도지각 특징연구에서는 Gilchrist 등이 제안한 두 가지 밝기 지각 법칙이 보다 다양한 실험 상황에 적용가능함을 확인할 수 있었다.
    양자택일적 유사성 판단반응을 통한 먼셀명도, 채도, 색상의 등간성 평가연구에서 모든 색상에서 편향성이 나타난 명도와 채도수준은 고명도와 고채도로 나타났다. 색상은 초록, 파랑, 보라에서 편향성이 나타났다. 특히, 빨강, 파랑, 보라의 경우 고명도에서 과대평가되나 저명도에서는 과소평가되는 경향이 있다. 초록은 고명도에서만 과대평가되었다. 반면, 노랑은 고명도에서 과대평가되나 저명도에서는 과소평가되는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 먼셀척도가 색상, 명도 및 채도차원에 따라 이웃한 색편들간의 등간성이 유지되지 않으므로 지각적 등간척도가 되도록 수정보완할 필요성이 있음을 시사한다.
    유채색의 지각된 명도의 측정 방법에 관한 연구에서는 유채색의 지각된 명도를 계량하기 위해서 밝기 평정법, 백색도 평정법, 무채색편 짝짓기 방법, ‘밝기’개념 학습에 의한 무채색 짝짓기법 등 다양한 방법의 문제점을 실증적으로 검토하였다. 이러한 연구에서의 유의사항으로는 다음과 같은 점들을 들 수 있다.
    첫째, 평정법에서 반응 준거를 주지 않은 경우 개인간 변산성이 커질 수 있다.
    둘째, 짝짓기법의 경우 관찰자는 밝기에 대한 평가 척도가 다른 무채색과 유채색을 직접적으로 보면서 판단하기 때문에 척도 혼란이 일어날 수 있다.
    셋째, 밝기 개념을 학습하더라도 실제로 유채색의 지각된 명도를 무채색과 짝짓기할 때 채도에서만 차이가 나는 유채색 자극만을 사용하는 경우 채도 요인의 혼입을 완전히 배제할 수 없다.
    넷째, 관찰자들이 채도의 변화를 진한-연한 개념으로 잘못 이해하고 응답을 하는 경우가 있다.
    유채색의 먼셀 value와 지각된 명도와의 관계 연구에서는 지각된 명도에 대한 채도효과를 반영하는 함수식을 회귀방정식으로 구하였다. 색상 노랑의 함수식은 기울기가 0.15였으며 나머지 색상의 함수식의 기울기는 0.19였다. 본 연구결과는 먼셀 색체계의 value 값이 H-K효과를 반영하지 못하는 단점을 보완하거나 수정하는데 활용될 수 있다. 그리고 먼셀체계를 좀 더 동질적 색채공간 모형으로 발전시키는 연구에 활용될 수 있다.
    본 연구결과는 색의 3속성에 의한 색채표시방법의 국제표준으로 되어 있는 먼셀색체계를 수정하는 방향을 제시해 준다. 현재 먼셀색체계의 value값에는 H-K효과가 반영되지 않았다. 우선 본 연구의 결과를 토대로 먼셀 chroma값을 대입하여 지각된 명도에 대한 채도효과의 크기를 추정하여 먼셀체계의 단점을 보완할 수 있다. 그러나 궁극적으로는 먼셀체계가 지각적 등간척도가 되도록 수정되어야 한다. 이를 위해서 더욱 많은 추가 연구가 필요하다. 본 연구결과는 먼셀척도 수정을 위한 연구방향을 제시해준다. 그리고 본 연구에서 사용된 지각된 명도 계량방법과 양자택일적 유사성 판단반응 방법은 먼셀척도의 수정뿐만 아니라 동질색채공간 구성을 추구하는 모든 연구에서 효과적인 연구방법이 될 것이다.

  • English
  • The present study consists of 5 sub-studies to investigate the functional relationship between chromatic lightness and chroma. In the sub-study which is titled as the categorical boundary shirt in achromatic and chromatic colors according to hue and lightness, it was found that achromatic categorical boundary shift tended to be widened in the high lightness of general color areas, especially, in the high lightness of blue and purple. Also, the results showed that the increment of perceived lightness differed with colors in the low chromatic color chips. These results indicate that the Helmholtz-Kohlrausch effect in colors of low chroma exists. In the sub-study of characteristics of lightness perception on the achromatic Ganzfeld stimulus and the achromatic/chromatic center stimuli, it was found that the two simple lightness perception rules suggested by Gilchrist et al. can be applied to various experimental situations. In the sub-study titled as an evaluation of equity of the scale units of Munsell value, chroma, and hue using a binary judgment of similarity, the biased perception of the distance between pairs of two color chips was found in the high lightness and high chroma of all hues. These results imply that the distances between any two neighbor color chips in the Munsell Color System are not equal according to their hue, value, and chroma, so that it is necessary to modify the system to guarantee the perceptually equal interval-scale. In the sub-study titled as Measurement method of the perceived lightness of chromatic colors, many methods that were developed to measure the perceived lightness of chromatic colors were tested. The methods including the estimation method of lightness, the estimation method of whiteness, the matching method of achromatic chips, the achromatic matching method using learning of the lightness concept, had several problems in their practical standards. Based on the results of this study, the several suggestions were provided. First, in the estimation methods, individual variance could be increased when no response referent criterion is provided. Second, in the matching methods, participants could misestimate the lightness of chromatic and achromatic color chips when they observe chromatic and achromatic color chips at the same time because two types of color chips have different perceptual properties. Third, even though participants have leant the concept of lightness, it is impossible to exclude the possibility of confounding effects of chromatic factors in the chromatic color chips differing in chroma, when they actually match the perceived lightness of a chromatic color chip to an achromatic color chips. Fourth, participants could misunderstand the changes in the chroma as the changes in the denseness dimension. The sub-study titled as the relationship between Munsell value and perceived lightness of the chromatic colors obtained a regression equation reflecting the effects of chorma on the perceived lightness. In the regression equation, the slopes were 0.15 in yellow and 0.19 in the other colors. The results of the present sub-study are useful to modify the limitation of which the value in the current Munsell system does not tell the H-K effect. Thus, based on the results of the present study, it is possible to correct the flaws of the current Munsell color system by estimating the effects of chroma on the perceived lightness. However, the system should be corrected so that the system guarantees the perceptual equal interval scale. To achieve this purpose, it is necessary to conduct further studies. Finally, the measurement methods and binary judgment of similarity method for measuring the perceived lightness could be useful to correct the Munsell color system and make the system have a uniform color space.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구는 유채명도와 채도간의 함수관계를 규명하기 위해 5가지 연구를 수행하였다. 구체적으로는 <색상과 상대명도에 따른 무채색과 유채색의 범주경계변화>, <무채색 Granzfeld 자극과 무채색 및 유채색의 중심자극에 대한 명도지각 특징>, <양자택일적 유사성 판단반응을 통한 먼셀명도, 채도, 색상의 등간성 평가>, <유채색의 지각된 명도 측정의 방법에 관한 연구>, <유채색의 먼셀 value와 지각된 명도와의 관계>의 연구로 구성되었다. 첫째, 색상과 상대명도에 따른 무채색과 유채색의 범주경계변화>에서는 전체 색상 에 걸쳐 고명도 영역에서 무채색의 범주경계가 넓어지는 경향을 보였으며 특히 파랑과 보라에서 그 경계의 확장이 나머지 색상보다 두드러지게 나타났다. 또한 저 채도의 파랑과 보라 색상영역에 속하는 색편에 대한 지각된 명도는 본래 색편의 명도(value)를 전반적으로 과대평가하는 경향을 보여주었으며, 이러한 실험 결과는 저 채도영역에서도 Helmholtz - Kohlrausch 효과가 나타남을 시사해 주었다. 둘째, <무채색 Granzfeld 자극과 무채색 및 유채색의 중심자극에 대한 명도지각 특징>연구는 Gilchrist 등이 제안한 두 가지 밝기에 대한 지각 법칙이 보다 다양한 실험 상황에 적용할 수 있음을 보여주었다. 셋째, <양자택일적 유사성 판단반응을 통한 먼셀 명도, 채도, 색상의 등간성 평가>연구에서 고명도와 고채도에서 모든 색상의 편향성을 보여 주었다. 특히 색상은 초록, 파랑 및 보라에서 편향성이 두드러짐을 보였다. 빨강, 파랑 및 보라의 경우 고명도에서는 과대평가되지만 저명도에서는 과소평가되는 경향을 보였다. 그러나 초록은 고명도에서만 과대평가되었다. 또한, 노랑은 고명도에서 과대평가, 저명도에서는 과소평가되는 경향을 보였다. 이러한 결과는 먼셀척도가 색상, 명도 및 채도차원에 따라 인접한 색편들간 등간성이 유지되지 않으므로 인해서 지각적으로 등간척도가 되도록 수정 및 보완될 필요성을 내포함을 시사하였다. 넷째, <유채색의 지각된 명도의 측정 방법에 관한 연구>에서는 유채색의 지각된 명도를 계량하기 위해서 밝기 평정법, 백색도 평정법, 무채색편 짝짓기 방법, ‘밝기’개념 학습에 의한 무채색 짝짓기법 등 다양한 측정 방법의 문제점을 실증적으로 검증하였다. 이 연구의 결과에서 나타난 유의사항으로는 다음과 같은 점들을 들 수 있다.
    우선, 평정법에서 반응 준거를 주지 제시하지 않을 경우 개인간 변산성이 커질 수 있다. 짝짓기법의 경우 관찰자는 밝기에 대한 평가 척도가 다른 무채색과 유채색을 직접 보면서 판단하기 때문에 척도의 혼란이 일어날 수 있다.
    또한 밝기 개념을 학습하더라도 실제로 유채색의 지각된 명도를 무채색과 짝짓기할 때 채도에서만 차이가 나는 유채색 자극만을 사용하는 경우 채도 요인의 혼입을 완전히 배제할 수 없다. 마지막으로 관찰자들이 채도의 변화를 진한-연한 개념으로 잘못 이해하고 응답을 하는 경우가 있다. 다섯째,< 유채색의 먼셀 value와 지각된 명도와의 관계 연구>에서는 지각된 명도에 대한 채도효과를 반영하는 함수식을 회귀방정식으로 구하였다. 그 결과, 색상 노랑의 함수식은 평균 기울기가 0.15였으며 나머지 색상의 함수식의 기울기는 평균 0.19였다. 본 연구결과는 먼셀 색체계의 value값이 Helmholtz - Kohlrausch효과를 반영하지 못하는 단점을 보완하거나 수정하는데 활용될 수 있다. 그리고 먼셀체계를 좀 더 동질적 색채 공간 모형으로 발전시키는 연구에 활용될 수 있다. 또한 본 연구 결과는 색의 3가지 속성에 의한 색채표시방법의 국제표준으로 되어 있는 현재 먼셀색체계를 수정하는 대안을 제시해 줄 수 있다고 본다. 현재 먼셀색체계의 value값에는 Helmholtz - Kohlrausch효과가 반영되고 있기 때문으로, 우선 본 연구의 결과를 토대로 먼셀 chroma값을 대입하여 지각된 명도에 대한 채도효과의 크기를 추정하여 먼셀체계의 단점을 보완할 수 있다. 그러나 궁극적으로는 먼셀체계가 지각적 등간척도가 되도록 수정되어야 한다. 이를 위해서 더욱 많은 추가 연구가 필요하다고 보며, 본 연구에서 사용된 지각된 명도 계량방법과 양자택일적 유사성 판단반응 방법은 먼셀척도의 수정뿐만 아니라 동질색채공간(uniform color space)구성을 추구하는 모든 연구에서 효과적인 연구방법이 될 것이다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구는 유채명도와 채도간의 함수관계를 규명하기 위해 5가지 연구를 수행하였다. 그 연구결과와 활용방안은 다음과 같다. <색상과 상대명도에 따른 무채색과 유채색의 범주경계변화>에서는 먼셀색표집과 CRT모니터를 이용한 색채범주판단과제와 상대명도 대응과제를 실시한 결과, 색상 전반에 걸쳐 고명도 영역에서 무채색 범주경계반응이 넓어지는 경향이 보였으며 특히 파랑과 보라에서 무채색 범주경계가 넓어졌다. 또한 저 채도 색편에서 명도의 지각적 증가현상이 색상에 따라 다르게 나타났다. 파랑과 보라 색상영역에서 지각된 명도는 본래 색편의 명도를 전반적으로 과대 평가하는 결과가 나타났다. 이러한 실험 결과는 낮은 채도영역에서 Helmholtz - Kohlrausch 효과가 나타남을 시사하는 것이다. <무채색 Granzfeld 자극과 무채색 및 유채색의 중심자극에 대한 명도지각 특징>연구에서는 유채색 Disk 자극과 무채색 Ganzfeld 자극을 함께 제시한 결과, Gilchrist 등의 두 가지 밝기 지각 법칙이 유채색을 포함한 실험 조건에서의 무채색 Ganzfeld에 대한 밝기 지각에도 적용되었을뿐 아니라 상이한 조명 조건을 사용한 실험 상황에서도 안정적으로 성립되었다. 그리고 동일 휘도의 무채색과 유채색 Disk 자극에 대한 밝기 평정치를 비교한 결과, 보라색 Disk에 대한 밝기 평정치는 무채색 Disk에 대한 평정치와 매우 유사한 것으로 나타났으며, Disk 자극이 먼셀 명도 5와 7인 경우에는 빨강, 노랑, 초록, 파랑의 Disk 자극 보다 무채색 Disk 자극을 더 밝게 지각하는 현상이 나타났다.<양자택일적 유사성 판단반응을 통한 먼셀명도, 채도, 색상의 등간성 평가>연구에서는 유사성평정방법과 균등법을 적용한 결과, 모든 색상에서 편향성이 나타난 명도와 채도수준은 고명도와 고채도로 나타났다. 색상은 초록, 파랑, 보라에서 편향성이 나타났다. 특히, 빨강, 파랑, 보라의 경우 고명도에서 과대평가되나 저명도에서는 과소평가되는 경향이 있다. 초록은 고명도에서만 과대평가되었다. 반면, 노랑은 고명도에서 과대평가되나 저명도에서는 과소평가되는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 먼셀척도가 색상, 명도 및 채도차원에 따라 이웃한 색편들간의 등간성이 유지되지 않으므로 지각적 등간척도가 되도록 수정보완할 필요성이 있음을 시사한다.<유채색의 지각된 명도 측정의 방법에 관한 연구>에서는 유채색의 지각된 명도를 계량하기 위해서 밝기 평정법, 백색도 평정법, 무채색편 짝짓기 방법, ‘밝기’개념 학습에 의한 무채색 짝짓기법 등 다양한 방법의 문제점을 실증적으로 검토하였다. 이러한 연구에서의 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 평정법에서 반응 준거를 주지 않은 경우 개인간 변산성이 커질 수 있다.
    둘째, 짝짓기법의 경우 관찰자는 밝기에 대한 평가 척도가 다른 무채색과 유채색을 직접적으로 보면서 판단하기 때문에 척도 혼란이 일어날 수 있다. 셋째, 밝기 개념을 학습하더라도 실제로 유채색의 지각된 명도를 무채색과 짝짓기할 때 채도에서만 차이가 나는 유채색 자극만을 사용하는 경우 채도 요인의 혼입을 완전히 배제할 수 없다. 넷째, 관찰자들이 채도의 변화를 진한-연한 개념으로 잘못 이해하고 응답을 하는 경우가 있다. <유채색의 먼셀 value와 지각된 명도와의 관계> 연구에서는 지각된 명도에 대한 채도효과를 반영하는 함수식을 회귀방정식으로 구하였다. 색상 노랑의 함수식은 기울기가 0.15였으며 나머지 색상의 함수식의 기울기는 0.19였다. 본 연구결과는 먼셀 색체계의 value 값이 H-K효과를 반영하지 못하는 단점을 보완하거나 수정하는데 활용될 수 있다. 그리고 먼셀체계를 좀 더 동질적 색채공간 모형으로 발전시키는 연구에 활용될 수 있다.

    <<활용방안>> 본 연구결과는 색의 3속성에 의한 색채표시방법의 국제표준으로 되어 있는 먼셀색체계를 수정하는 방향을 제시해 준다. 현재 먼셀색체계의 value값에는 H-K효과가 반영되지 않았다. 우선 본 연구의 결과를 토대로 먼셀 chroma값을 대입하여 지각된 명도에 대한 채도효과의 크기를 추정하여 먼셀체계의 단점을 보완할 수 있다. 그러나 궁극적으로는 먼셀체계가 지각적 등간척도가 되도록 수정되어야 한다. 이를 위해서 더욱 많은 추가 연구가 필요하다. 본 연구결과는 먼셀척도 수정을 위한 연구방향을 제시해준다. 그리고 본 연구에서 사용된 지각된 명도 계량방법과 양자택일적 유사성 판단반응 방법은 먼셀척도의 수정뿐만 아니라 동질색채공간 구성을 추구하는 모든 연구에서 효과적인 연구방법이 될 것이다.
  • Index terms
  • 휘도(luminance), 명도(lightness), 지각된 명도(perceived lightness), 채도(chromaticity), 흑백도(blackness-whiteness), 색채서열체계(color order system), 먼셀체계(Munsell color system), NCS체계(Natural color system), 유채명도(chromatic lightness), Disk - Ganzfeld 자극
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